銳線光源

常用的連續(xù)光源是氙弧燈，常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續(xù)光源穩(wěn)定，操作簡便，壽命長，能用于多元素同時分析，但檢出限較差。銳線光源輻射強度高，穩(wěn)定，可得到更好的檢出限。

但在過去的幾十年中，原子吸收使用的光源主要是空心陰極燈，即銳線光源原子吸收。銳線光源有著眾所周知的諸多優(yōu)點，但因每分析一個元素就要更換一個元素燈，再加上燈工作電流、波長等參數(shù)的選擇和調(diào)節(jié)，使原子吸收分析的速度、信息量和使用的方便性等方面受到了限制。分析速度慢和依賴空心陰極燈的固有特性成了原子吸收光譜的致命弱點?？朔@些缺點的最有效的方法，就是采用連續(xù)光源進行多元素測定。連續(xù)光源原子吸收成為分析工作者的一個長期夢想。

銳線光源測定的吸光度值為原子吸收與背景吸收的總吸光度。連續(xù)光源測定的吸光度為背景吸收。將銳線光源吸光度值減去連續(xù)光源吸光度值，即為校正背景后的被測元素的吸光度值。

所測得的背景吸收是待測元素共振線波長處的背景，而不是在鄰近線。因此可以獲得真正的背景校正，校正的準確度及精密度也較高。

①只適用用于該連續(xù)光源輻射較強的波長范圍(如氘燈為210~350nm);

②從背景吸收的波長特性來看，用空心陰極燈作光源時測得的背景吸收是分析波長處的背景(Ab(H))，而用氘燈做光源時，測得的是單色器光譜通帶內(nèi)的平均背景值(Ab(D))，該值不一定代表分析波長處真正的背景值。所以Ab(H)=Ab(D)的假設(shè)是不嚴格的。當Ab(H)>; Ab(D)時，產(chǎn)生過度校正，使分析結(jié)果偏低，反之則校正不足，分析結(jié)果偏高;

③為了使Ab(D)很小，單色器的光譜通帶滿足一定的寬度條件?；w元素的吸收線，光源發(fā)射的非吸收線，或吸收靈敏度低的譜線可能進入光譜通帶內(nèi)。造成背景校正的誤差和其他光源的干擾;

④由于使用不同類型的獨立光源，二者光斑大小不一。使得這種方法難以準確校正空間特性很強的石墨爐原子吸收中的背景吸收信號;

⑤只能校正連續(xù)背景，不能校正結(jié)構(gòu)背景。⑥校正能力比較差;⑦信噪比由于使用了分光束器而降低。

銳線光源需要滿足的條件:

1、光源的發(fā)射線與吸收線的中心頻率完全一致;

2、發(fā)射線的半寬度小于吸收線的半寬度，一般為吸收線半寬度的1/5~1/10。

理想的銳線光源--空心陰極燈:用一個與待測元素相同的純金屬制成。由于燈內(nèi)是低電壓，壓變寬基本消除;燈電流僅幾毫安，溫度很低，熱變寬也很小。

原子熒光分析儀分非色散型原子熒光分析儀與散型原子熒光分析儀。這兩類儀器的結(jié)構(gòu)基本相似，差別在于單色器部分。兩類儀器的光路圖如右圖所示：

原子熒光光譜儀儀器構(gòu)造原理圖

1、激發(fā)光源：可用連續(xù)光源或銳線光源。常用的連續(xù)光源是氙弧燈，常用的銳線光源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、激光等。連續(xù)光源穩(wěn)定，操作簡便，壽命長，能用于多元素同時分析，但檢出限較差。銳線光源輻射強度高，穩(wěn)定，可得到更好的檢出限。2、原子化器：原子熒光分析儀對原子化器的要求與原子吸收光譜儀基本相同。3、光學系統(tǒng)：光學系統(tǒng)的作用是充分利用激發(fā)光源的能量和接收有用的熒光信號，減少和除去雜散光。色散系統(tǒng)對分辨能力要求不高，但要求有較大的集光本領(lǐng)，常用的色散元件是光柵。非色散型儀器的濾光器用來分離分析線和鄰近譜線，降低背景。非色散型儀器的優(yōu)點是照明立體角大，光譜通帶寬，集光本領(lǐng)大，熒光信號強度大，儀器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。缺點是散射光的影響大。4、檢測器：常用的是光電倍增管，在多元素原子熒光分析儀中，也用光導攝象管、析象管做檢測器。檢測器與激發(fā)光束成直角配置，以避免激發(fā)光源對檢測原子熒光信號的影響。

所謂原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectroscopy ) 又稱為原子吸收分光光度法，通常簡稱原子吸收法( AAS )，原子吸收分析方法及儀器的奠基者是澳大利亞科學家 Walsh ，他在 1955 年提出了利用原子吸收現(xiàn)象作元素的化學分析的物理基礎(chǔ)與化學實踐并創(chuàng)造性地使用空心陰極燈作為實用的銳線光源，克服了技術(shù)難題，為原子吸收儀器的發(fā)展打下牢固的基礎(chǔ)。他當時所倡導的分析方法主要是火焰原子吸收技術(shù)。其基本原理為:從空心陰極燈或光源中發(fā)射出一束特定波長的入射光，在原子化器中待測元素的基態(tài)原子蒸汽對其產(chǎn)生吸收，未被吸收的部分透射過去。通過測定吸收特定波長的光量大小，來求出待測元素的含量。

原子吸收光譜分析法的定量關(guān)系可用郎伯 - 比耳定律 A=abc 來表示。公式中， A 是吸光度， a 是吸光系數(shù)， b 是吸收池光路長度， c 是被測樣品濃度。該法具有靈敏度高、精確高 ; 選擇性好、干擾少 ; 速度快，易于實現(xiàn)自動化 ; 可測元素多、范圍廣 ; 結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點，也正因為如此，該法的發(fā)展也相當迅速。

原子吸收光譜分析法(AAS)所使用的儀器為原子吸收光譜儀或原子吸收分光光度計。目前國內(nèi)所見到的原子吸收光譜儀按照技術(shù)發(fā)展的水平，大致可分為兩代:

第一代:單火焰原子吸收光譜儀(日立的Z500、 沈分廠的WYX-9004、華洋的AA2610、博暉的BH5100系列、北京東西分析儀器有限公司早期的單火焰型等)

第二代:火焰原子吸收光譜儀+外置石墨爐(日立的Z180-80、瑞利的WFX120A 、博暉的BH2100系列、普析的TAS990等)。其設(shè)計目的是為了彌補火焰吸收光譜儀靈敏度不夠的缺陷，為了迎合國內(nèi)早期客戶的升級改造的需求。

血鉛的測定是防疫部門一個老話題，對醫(yī)院、婦幼保健部門是一個新課題。兒童血鉛測定是一個熱門話題。如果多取血，按常規(guī)方式消解之后用儀器測定，這并不費事，但如果只取微量20-40ul血進行測定就是一個難題，而有些群體例如兒童血鉛普查，就很難取較多血，樣品多時還需要常規(guī)的消解方法去處理樣品這即麻煩還容易污染樣品，因此需要一種快速、簡便、靈敏、準確度分析方法。

測定血鉛有即靈敏又準確的方法例如等離子體質(zhì)譜，但這種儀器價格太高，一般實驗室不能裝備。

再就是普遍使用的原子吸收法，其采血少、精度高、操作簡單、速度快的特點受到市場的認可，已經(jīng)成為了鉛檢測的主流產(chǎn)品。公認的是有塞曼效應背景校正的石墨爐原子吸收，廠家有(日立的Z180-80、瑞利的WFX120A 、博暉的BH2100系列、普析的TAS990等)。

其次就是電化學法， 電化學法作為一種中低端產(chǎn)品曾經(jīng)在九十年代廣泛使用，由于技術(shù)手段上存在問題，采用頭發(fā)標本檢測血鉛的電化學儀器其結(jié)果不準確被許多地區(qū)禁止使用。較新型號的儀器也開始使用末梢血作為檢測標本，但還是由于結(jié)果偏差太大不穩(wěn)定，一直沒有受到主流市場的認可。只是作為一種費用低廉的血鉛測定方法在偏遠地區(qū)和基礎(chǔ)衛(wèi)生院使用。

電化學微量元素與分析儀定位于中低端市場。在醫(yī)療行業(yè)主要定位于縣級以下的醫(yī)療機構(gòu)，醫(yī)院、疾控、婦幼保健院、中醫(yī)院等。

廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院仍是微量元素分析儀器應用主力，較前衛(wèi)的私營個體醫(yī)院也是正在加入這個行列。

地礦部門是電化學極譜儀的傳統(tǒng)用戶。

農(nóng)化因某些土壤中微量元素檢測方法列為國標，有一定的市場需求。

企業(yè)理化檢驗是電化學微量元素分析儀器的潛在客戶。

高?？蒲胁块T，學校教學及科研部門均有一定的數(shù)量需求，但是總體需求不大。

保健品、藥物經(jīng)銷商是一個新興用戶群.。

2002年前，微量元素分析儀主力市場是防疫站理化檢驗。整個市場容量非常有限，醫(yī)院僅有個別用戶，高校有零星用戶。自2002年非典之后，受排鉛保健品和補鋅和補鐵、補鈣保健品的銷售拉動，醫(yī)院微量元素檢測開始啟動，儀器銷售快速升溫。由于醫(yī)院單位總量巨大，一但啟動，銷售巨增。儀器銷售全國市場從不足200臺，迅速達到4000-5000臺數(shù)量。并持續(xù)發(fā)展。

縣級醫(yī)院兒?？贫家呀?jīng)開始普及微量元素檢測，特別是縣級婦幼保健院成為微量元素檢測儀器的優(yōu)質(zhì)用戶。并且在部分經(jīng)濟發(fā)展較好的地區(qū)，微量元素檢測已經(jīng)被列為0-6歲兒童的常規(guī)體檢項目，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(1)首先，醫(yī)療體制改革啟動，政府將加大基礎(chǔ)公共衛(wèi)生網(wǎng)絡的投入。

(2)2007年，"新農(nóng)村合作醫(yī)療"試點覆蓋面將擴大到全國縣(市、區(qū))總數(shù)的60%，2008年在全 國基本推行，2010年實現(xiàn)基本覆蓋農(nóng)村居民的目標。

(3)"醫(yī)改"提升中低端市場潛力 ，據(jù)權(quán)威調(diào)查報告顯示，全國17.5萬家醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)擁有的醫(yī)療儀器和設(shè)備中，有15%左右是20世紀70年代前后的產(chǎn)品，有60%是80年代中期以前的產(chǎn)品。這也就預示著它們需要更新?lián)Q代，而在這個過程中，將會保證未來10年甚至更長一段時間中國醫(yī)療器械市場的快速增長。