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关于石墨炉自动稀释功能的探讨

夕阳

2017/12/21

原子吸收光谱（AAS）

当前，许多高档仪器在石墨炉分析时其自动进样器均有一个自动稀释功能。
这种稀释功能的优点是：稀释比可随需要临时变换；解放了人工劳动力；尤其是当待测样品不多的时候很划算。
这种稀释功能的缺点是：要想得到理想的测试精度和重现性，受制于许多因素的影响，如下：
（一）预设的母液和目标标液的浓度要适度。众所周知，自动稀释原理：主要是改变母液与稀释液的体积比例。举例：进样都是20微升，母液是40ppb（μg/L）；如果要想得到20ppb的标液，则要取10微升母液和10微升的稀释液。如果想要得到10ppb的标液，则要取5微升母液和15微升的稀释液。如果要想得到2ppb的标液，则要取1微升的母液和19微升的稀释液；对于自动进样器而言，也许进样精度很高，但是吸入1微升溶液后能完整无损地再吐出来吗？这是一个未知数。究其原因与进样针的高度、进样针的洁净程度、样品的粘稠度和样品的重力有着很大的关系。如果母液选取得浓度过高的话，再加上使用基改液（等于再进一次样）；这种稀释误差对于2ppb的目标标液的影响程度就可想而知啦！
（二）进样针的高度的调整很重要。前面已经说过了，对于不同体积和结构的样品而言，进样针相对于石墨管底部的垂直高度的影响真的很关键。这是因为液珠的滴落的完整与否受制于下面这三个力的因素：
（1）液珠的垂直向下的重力。这个重力越大下落的速度越快、也越完整。而这个重力的大小与液体样品的体积和比重有着很大的关系；体积越大、比重越大，滴落的越彻底。这就是前面所说的为何吸吐样品量不能过小，也就是母液不能选择浓度过高的根本原因了。
（2）液珠向上的库伦吸引力。由于不同的样品的化学和物理性质不同，再加上进样针头的不洁净，以及过小的样品重力，均会造成施加于样品的吸引力的增加。我们能做到的只有合理地加大吸样量和时时保持进样针的清洁状态，严防挂液。
（3）液珠表面的张力。由于不同的样品的密度和粘稠度不同，所以会影响液珠的滴落的完整与否。我们可以做这样一个小实验：用两根筷子分别同时沾上水和食用油，然后将筷子悬在空中，看看水和油谁先滴落下来？我想肯定是水吧？如果油珠悬浮在筷子头而不易滴落的话，此时找一张卡片或薄膜轻轻碰触油珠的底部，油珠立刻就会滴落下来了。所以进样针的针尖与石墨管底部的垂直距离的高低的效果就不言而喻了。
（三）我对自动稀释功能应用场合的看法
（1）如果本次分析的样品只有一两个，两三个；且是不常分析的元素，为了节省时间，可以使用自动稀释法。因为毕竟只要准备一个母液和一个稀释液即可，既省时又省力。
（2）如果是大量的、经常测试的样品最好还是采用传统的人工配制的系列标液为妥，这样可以减少稀释误差。尤其是还要使用基体改进剂的情况下，自动进样器可能要往返吸吐2~3次，如此，无疑地加大了稀释误差。当然了，目前也有的仪器厂家的自动进样器可以做到将：吸吐样品→吸吐稀释液→吸吐基改液这三个步骤一气呵成地完成；这样可以减少上面谈到的“三力”的影响，其目的也就是减少稀释误差。例如：PE有一款机型以及日立的ZA3000就是属于这类的仪器。
（3）不要盲目地迷信自动稀释功能。世间万物均有双重性，对于自动稀释功能而言也是如此。我遇到过个别仪器操作初学者，原本操作技术就不甚熟练，也不管分析的样品的数量多少，但却动辄非常喜欢使用稀释功能；结果分析出的结果的重现性参差不齐。当我给他建议后，他却反驳我说：“既然仪器有这个功能为啥不用？”我一时语塞。后经逐步了解才知道，其实他并不是对稀释功能有多么钟爱，而是一个字“懒”，嫌配制标液麻烦。
最后需要说明的是，发此贴并不是抵制使用仪器的自动稀释功能，而是想重点说明：要想正确使用稀释功能，必须首先了解这个功能的适应范围、各种特点以及操作要点。如此，才能得到满意的使用效果。

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skytoboo

第1楼2017/12/21

应助达人

其实我觉得如果自动稀释有重力传感器，应该会好很多吧，而不是靠连续进样阀。毕竟目前电子天平技术那么发达，这类型传感器应该不难（忽略密度问题）

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夕阳

第2楼2017/12/21

应助达人

您的设想不错！不过对于几微升的样品而言，这种重力传感器的添加（不仅仅是传感器这一个部件吧？），可能无形中增加了仪器的复杂性和造价。对于厂家而言目前仅仅是针对这个稀释功能，估计考虑的因素太多了。不可能像您这位旁观者看得如此轻松吧？
skytoboo(skytoboo) 发表:其实我觉得如果自动稀释有重力传感器，应该会好很多吧，而不是靠连续进样阀。毕竟目前电子天平技术那么发达，这类型传感器应该不难（忽略密度问题）

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端木

第3楼2017/12/22

对于微量体积来说，安老师提及的几个因素不得不认真考虑了，
的确，其中的任何一个环节都可能带来结果的不确定性。

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Better521

第4楼2017/12/22

体积越小越不准确，这在检测工作时是绝对不可忽略的，安老师研究很细微，让我们这些小生学习了，敬佩安老师的工作态度。??

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夕阳

第5楼2017/12/22

应助达人

其实这也是化学课上讲过的造成稀释误差的一个原因吧？
Better521(v3170011) 发表:体积越小越不准确，这在检测工作时是绝对不可忽略的，安老师研究很细微，让我们这些小生学习了，敬佩安老师的工作态度。??

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能力撑不起梦想

第6楼2017/12/23

自己懂的太少了。。

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冰山

第7楼2017/12/24

应助达人

安老师，您提出来的这个问题太好了，可以说正中原吸自动进样的诀要。在文中，您提到的几点，比如吸取1ul体积、进样针高度以及液体粘挂等问题都是我们在进样过程中遇到时心存疑惑之处。我用的是PE800,我也曾怀疑机子是否真的可以吸取微量体积，于是分别吸取4ul、5ul、6ul、7ul、8ul，测定后计算，发现5-8ul的结果跟计算相符，而4ul误差较大，所以我认为进样器可以精确吸取的最小体积是4ul，于是做标曲以及稀释样品时我选取的最小体积就是4ul。关于进样针高度，我觉得与说明书上介绍的2/3高度不同，进样针尽量低地靠近石墨管底部，可以得到较精确的结果。

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冰山

第8楼2017/12/24

应助达人

重力传感器装在哪里？石墨炉下面吗？工程上不好做吧？而且几ug的量与几ul在精度上同样不易做到啊！我个人的感觉
skytoboo(skytoboo) 发表:其实我觉得如果自动稀释有重力传感器，应该会好很多吧，而不是靠连续进样阀。毕竟目前电子天平技术那么发达，这类型传感器应该不难（忽略密度问题）

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冰山

第9楼2017/12/24

应助达人

安老师，我要替不愿手动稀释的“懒汉”讲几句，因为我的的确确是在这里面的其中之一，就是不愿手动稀释，打死也不愿意啊，哈哈！这其中原因有那么几条：一来是使用自动进样、稀释，有种“高大上”的感觉有木有？使用几十万的机子，还得手动，感觉很不虎气啊，大人！二来，当样品量比较多时，稀释样品会增大许多许多的工作量，这不仅仅只是抬抬手吸取一下溶液，光是每个样品要有特定的一只吸管，一只容量瓶，而这些器皿欧度需要泡酸、清洗等等，就是不小的数目，有时甚至还要考虑泡酸的缸够不够大？里面的酸够不够用的问题？其实，我们做检测的，日常并不是只有检测这一样活要干，工作还有很多其它的问题，。。。一言难尽

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skytoboo

第10楼2017/12/24

应助达人

关于进样量化我觉得,这个重力传感器的设想是相对合理的.
起码有个数字量化单位,
目前的自动稀释都是两眼一摸黑.
还有可否在泵管加一个数字流量计(这个精度估计成本比较高)
夕阳(anping) 发表: 您的设想不错！不过对于几微升的样品而言，这种重力传感器的添加（不仅仅是传感器这一个部件吧？），可能无形中增加了仪器的复杂性和造价。对于厂家而言目前仅仅是针对这个稀释功能，估计考虑的因素太多了。不可能像您这位旁观者看得如此轻松吧？

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