直观易懂的原子吸收背景校正图解

应助达人

（二） 自吸收背景校正方式：

为了克服氘灯校正的缺陷，人们又发明了仅仅使用一只阴极灯的校正方式。这种校正方式的结构图和原理图见图-4，图-5所示：


图-4 自吸方式的结构示意图

结构简单说明：
这种仪器的结构看似相对简单一些，与最古老的单光束仪器类似；仅仅使用了一个光源，这样就可以克服了氘灯法的某些缺陷。其他结构相同。


图-5 自吸法的工作原理示意图

背景校正原理简述：
众所周知，原子吸收在利用朗伯——比尔定律的首要前提是：一定要使用锐线光源。为此对于阴极灯的工作电流的设置尤为重要。灯电流设置得过小，信噪比不够，并且谱线也不会呈现出“锐的”形状；如果电流设置的过大，灯的发射谱线会将呈现出一个中间凹陷两边高出的双峰波形（见图-4 所示），这种现象就是阴极灯独特的“自蚀”现象。在正常使用时，是要避免这种现象的发生。
可是任何事物都是对立统一的辩证关系。人们故意让阴极灯的供电电流交替地大小变化，然后利用这个自蚀现象来吸收偏离主振线两旁的背景信号，，并与正常阴极灯谱线所吸收的样品加背景的信号做减法运算，这样就可以得到理想的，干净的吸收信号了。

自吸校正法的缺陷：
（1） 通过上面的原理图可以发现，在大电流时，发射谱线凹陷部分并没有完全凹陷到零位。这样势必造成在背景校正时或多或少地吸收了一部分样品信号，造成了校正过度现象，换而言之就是会使测试灵敏度大大下降；并且这个凹陷部分的程度也不能保证次次都大小一致，这就影响了测试结果的重现性。
（2） 阴极灯的供电电流在做大小交替的变化时，对阴极灯的寿命影响极大，会加速缩短灯的寿命，因此，这种背景校正方式正在逐渐被淘汰出市场。

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（三） 塞曼背景校正方式（以横向磁场为例）

这种校正方式是目前公认的最佳的校正手段，大有方兴未艾之势。关于这种校正方式的结构图和原理图见附图-6，附图-7所示：



图-6 塞曼校正方式结构示意图

结构简介：
这种仪器看似很简单，仍然使用了一只阴极灯，只是在原子化器附近增加了一个强磁场（大约一万高斯左右），利用磁场作用在原子蒸汽产生偏振的原理进行背景校正。


图-7 塞曼校正原理示意图

塞曼校正原理简述：
荷兰科学家塞曼在100多年前就发现了原子蒸汽在磁场的作用下会产生裂变现象，一个发射谱线会裂变为三个组分；与磁场平行的组份称为P∥，也叫做Κπ成份。与磁场垂直的组份称为P⊥，也叫做Кσ成份；由于Кσ成份以Κπ成份为中心还分为左右两个Кσ成份，因此习惯上管这两个成份叫做±Кσ成份。见图-8模型图所示：


图-8 样品谱线分裂模型图

从图-7，图-8可以看出，塞曼校正方式是最干净，最彻底的校正方式了。


图-9是临近谱线对塞曼方式影响的示意图，从图-9可以看出塞曼方式是不受影响的。


图-9 临近谱线对塞曼方式的影响

在原吸中还有一种光谱干扰。光谱干扰是所测量的分析线与其他临近线不能完全分离的时候，对待测元素以外的成份进行了吸收造成的。例如，当试剂中共存有1%Ni的成份时，氘灯校正方式会产生校正过度的现象而产生了负值（途图中画黄色圆圈处），以及0.25ppm的样品受校正过度的影响，该值小于塞曼校正方式下所测得数值，而塞曼校正则不会。见图-10 所示：



图-10 氘灯法和塞曼法对光谱干扰的处理结果

此外，由于塞曼方式是严格的双光束测量方式，因此可以得到稳定的基线。在实际应用中可以发现，凡是采用塞曼校正方式的仪器，仪器通电开机后，基线则会保持平坦稳定，基本可以做到开机即用的状态。而其他校正方式，例如氘灯校正是两个光源，需要两只灯相对稳定后再用；自吸校正虽然是一个光源，但是类似单光束的仪器，因此阴极灯也要有个热平衡的过程。关于开机后基线的对比状态见图-11所示：


图-11 几种校正方式仪器开机后的基线状态

塞曼校正方式还有一个最大的特点，就是高精度的背景校正能力。例如，四个浓度为0ppb,20ppb,40ppb,60ppb（溶解在2%的NaCl水溶液中）Pb的标样，分别采用氘灯法和塞曼法来校正背景时，其背景吸光度高达1.4Abs，即透光量从100%衰减至4%时，塞曼校正方式还是具有很好的校正能力，而氘灯校正方式就无能为力了。见图-12所示：



图-12 高背景样品下的校正效果

塞曼校正方式的缺陷：
毋庸置疑，任何一种校正方式都不是十全十美的，塞曼方式也不例外。
首先，塞曼校正方式最大的缺陷是：那个±Кσ组份没有被利用起来，给人的感觉是在相同浓度样品下，吸光值较其他校正方式要小一些。于是有人讲塞曼校正方式仪器的灵敏度不高，其实这是一个错误的概念。因为衡量一台仪器的灵敏度是以检出限为依据的，而不是以吸光度为依据。
其次是，由于塞曼校正方式所测的吸光值有效成分较少（仅为Κπ成份）,尤其是对于某些元素的反常塞曼模式时，如果再遇上样品的浓度低时，所测得的吸光度的有效分辨位数就少了，这是一个不争的事实。例如，一个低含量的样品在其他校正方式下利用火焰法所测得的吸光度是0.0002Abs的话，可能在反常塞曼模式下就测不出来了，但是可以改用石墨炉分析方法作为弥补手段。这种反常塞曼模式与正常塞曼模式的模型图见图-13所示：

图-13 分裂模式图

后 注：
由于本人水平有限，错误之处，还望版友多多指正批评。
十一长假，无以去处，不过却可以静下心来写原创，这篇小作权且当作为国庆的献礼吧？

夕阳老师又出一篇大作，值得细细品读啊

写得太精彩了,看了受益非浅，谢谢大师的创作!

这篇原创应该获大奖

很全面！学习了！

应助达人

目前，还有连续光源的校正技术。好像是200个检测器，所以，不用背景校正，就能区分出来。

快乐说的是的原子吸收分光光度计已经出现了吗

不错，总结的很好