紫外吸收光谱 UV 分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁 谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化 提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息 荧光光谱法 FS 分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光 谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化 提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息 红外吸收光谱法 IR 分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化 提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 拉曼光谱法 Ram 分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化 提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 核磁共振波谱法 NMR 分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁 谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化 提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 电子顺磁共振波谱法 ESR 分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁 谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息 质谱分析法 MS 分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离 谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息 气相色谱法 GC 分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离 谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关 反气相色谱法 IGC 分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力 谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线 提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数 裂解气相色谱法 PGC 分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片 谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型 凝胶色谱法 GPC 分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出 谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布 热重法 TG 分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化 谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线 提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区 热差分析 DTA 分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化 谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线 提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息 TG-DTA 图 示差扫描量热分析 DSC 分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化 谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线 提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息 静态热―力分析 TMA 分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化 谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线 提供的信息：热转变温度和力学状态 动态热―力分析 DMA 分析原理：样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化 谱图的表示方法：模量或tgδ随温度变化曲线 提供的信息：热转变温度模量和tgδ 透射电子显微术 TEM 分析原理：高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成衬度，显示出图象 谱图的表示方法：质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象 提供的信息：晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等 扫描电子显微术 SEM 分析原理：用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象 谱图的表示方法：背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等 提供的信息：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等 原子吸收 AAS 原理：通过原子化器将待测试样原子化，待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光，从而使用检测器检测到的能量变低，从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。 (Inductive coupling high frequency plasma)电感耦合高频等离子体 ICP 原理：利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后，利用检测器检测特定波长的强度，光的强度与待测元素浓度成正比。 X-ray diffraction ,x射线衍射即XRD X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。 满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=λ 应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析；另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。 高效毛细管电泳（high performance capillary electrophoresis，HPCE） CZE的基本原理 HPLC 选用的毛细管一般内径约为５０μｍ（２０～２００μｍ），外径为３７５μｍ，有效长度为５０ｃｍ（７～１００ｃｍ）。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中，同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极，该电压使得分析样品沿毛细管迁移，当分离样品通过检测器时，可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样（低电压）或流体力学进样（压力或抽吸）两种方式。在毛细管电泳系统中，带电溶质在电场作用下发生定向迁移，其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下，双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象；电泳是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定，另外还受缓冲液的组成、性质、ｐＨ值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动，带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域，在电场作用下向正极移动。与此同时，缓冲液的电渗流向负极移动，其作用超过电泳，最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。 MECC的基本原理 MECC 是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相，以胶束增溶作为分配原理，溶质在水相、胶束相中的分配系数不同，在电场作用下，毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳，使胶束和水相有不同的迁移速度，同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配，在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合，适合同时分离分析中性和带电的样品分子。 扫描隧道显微镜（STM） 扫描隧道显微镜（STM）的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。 原子力显微镜(Atomic Force Microscopy ，简称AFM) 原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。 俄歇电子能谱学（Auger electron spectroscopy），j简称AES 俄歇电子能谱基本原理：入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。

原吸维护保养的一些内容和目的
原吸维护保养的一些内容和目的
日常维护保养的内容：
    1.气体供应；
    2.雾化器、雾化室和燃烧头；
    3.石墨管、石墨炉、自动进样器；
    4.仪器本身；
    5.各种附件。

    乙炔气使用的注意事项：
    当钢瓶气压力小于400KPa时，不能再使用；
    出口压力不能高于100KPa一定不能使用黄铜管传导乙炔；
    使用乙炔气的专用减压阀；
    乙炔气出口压力应保持 100 kPa (15 psig)以下，出口压力大于105KPa，乙炔气会不稳定。
    乙炔气压力允许范围是 65 至100 kPa (9-15 psig)，参见仪器后面板上的标注。
    不要采用可能与乙炔气发生化学反应的管子接乙炔气。不要采用紫铜管接乙炔气（铜含量不得超过65％）。不要使乙炔气直接与铜材、银材、液态汞、氯气或油脂接触，否则可能引起爆炸。
    仅使用采用丙酮法罐装的乙炔气钢瓶，当钢瓶总压力低于400Kpa（60psi）或燃烧速度每小时大于1/7钢瓶总量时，钢瓶中的丙酮可能会被带出，进入仪器。丙酮进入仪器后可能损坏O型密封圈，降低分析性能或引起回火，因此应及时更换钢瓶。
    为防止丙酮溢出，钢瓶压力低于 400 kPa (60 psi)时及时更换钢瓶；

    氧化亚氮：
    液态氧化亚氮转换成气态氧化亚氮的过程中要吸收热量，可能使减压阀冻冰，从而导致减压阀失灵，因此减压阀应带有加热装置。
    1．千万不要在N2O的气体管线的接口处使用油脂来密封，因为它会导致自燃；
    2．钢瓶中的N2O是以液体形式保存的。因此，压力的大小并不能指示气体的多少；
    3．N2O的纯度应该>99.5%。

    防止回火：
    多年实践表明，回火的发生可能与下列因素有关：
    1.保持燃烧头清洁，燃烧头狭缝上不应有任何沉积物，因这些沉积物可能引起燃烧头堵塞，使雾化室内压力增大，使液封盒中的液体被压出，或残渣从燃烧狭缝中落入雾化室将燃气引燃。
    用硬物将结碳从燃烧的火焰中刮去，是我们不提倡的操作方法。
    2.燃烧头狭缝宽度不能超过最大设计值 [0.47 mm (0.0185) ，N2O, 或 0.54 mm (0.021) ]，空气即使是很小的增大，也可能导致回火。所以，不要试图改变燃烧头的结构。
    3.确保雾化室及液封盒干净，如溶液较脏（如有机溶液）一定要经常清洗雾化室及液封盒。
    4.确认使用正确的O型密封圈，且无损坏。O型圈的损坏可能使雾化室与外界大气相通，将火焰引入雾化室。
    5.液封盒中所灌的液体一定是与样品及样品同类型的样品。
    6.废液管必须接在液封盒下出液口上，排液必须通畅。上通气口必须与大气相通。废液管下端不要插入废液中，应在废液上方与液面保持一定距离。
    7.因N2O 以液态形式储存在钢瓶中，使用时减压阀应要有加热装置。
    8.如乙炔气消耗速度过快，或总压低于700kPa，丙酮可能溢出，损坏仪器。
    9.高氯酸应尽量少用。喷高浓度的Ag,Cu,及Hg溶液时（尤其是碱性、氨性），可能会形成自燃性乙炔化合物，引起回火。

    每天的维护：
    清空废液罐（推荐采用4L的容器）；
    避免废液溢出、避免酸液挥发，注意废液的处理；
    检查排风系统是否工作；
    保持燃烧头和仪器本身的干净；
    用水或中性溶剂进行清洗；
    检查气体钢瓶压力和传输压力；
    保证当天使用有足够的气体量；
    检查雾化器的提升效率，应该为5~6ml/min；
    太低的提升量可能是雾化器堵塞，或安装有问题；
    做好仪器使用记录；

    定期的维护：
    检查钢瓶气的是否漏气,压力表是否工作正常；
    燃烧头的清洗；
    用润滑油进行擦洗；
    用超声波进行清洗，可加0.5%的清洗剂进行清洗；
    清洗灯及石英窗口；
    清洗擦拭仪器，保持仪器清洁；
    拆下雾化器和雾化室，检查雾化器状态；
    用清洗剂和去离子水清洗，保证无沉积颗粒物，不堵塞；
    检查O型圈是否老化；
    检查泄压阀是否结住；
    检查撞击球：是否腐蚀、是否有裂痕；
    检查雾化器。

    火焰原子吸收的维护小结：
    检查气体供应情况；
    清除废液；
    检查雾化器的液体提升量；
    每次用完后，保持火焰点燃，用去离子水清洗10min，如果是高盐样品或高浓度样品，建议分别用0.5%的清洗剂和去离子水喷洗；
    检查排风系统；
    保持仪器的清洁，及时清除仪器上的残液；
    保持附件的维护；

原子吸收光谱仪的保养
1. 开机前，检查各插头是否接触良好，调好狭缝位置，将仪器面板的所有旋钮回零再通电。开机应先开低压，后开高压，关机则相反。
2. 空心阴极灯需要一定预热时间。灯电流由低到高慢慢升到规定值，防止突然升高，造成阴极溅射。有些低熔点元素灯如Sn、Pb等，使用时防止震动，工作后轻轻取下，阴极向上放置，待冷却后再移动装盒。装卸灯要轻拿轻放，窗口如有污物或指印，用擦镜纸轻轻擦拭。空心阴极灯发光颜色不正常，可用灯电流反向器（相当于一个简单的灯电源装置），将灯的正、负相反接，在灯最大电流下点燃20－30min；或在大电流100－150mA下点燃1－2min，使阴极红热，阴极上的钛丝或钽片是吸气剂，能吸收灯内残留的杂质气体，这样可以恢复灯的性能。闲置不用的空心阴极灯，定期在额定电流下点燃30min。
3. 喷雾器的毛细管是用铂－铱合金制成，不要喷雾高浓度的含氟样液。工作中防止毛细管折弯，如有堵塞，可用细金属丝清除，小心不要损伤毛细管口或内壁。
4. 日常分析完毕，应在不灭火的情况下喷雾蒸馏水，对喷雾器、雾化室和燃烧器进行清洗。喷过高浓度酸、碱后，要用水彻底冲洗雾化室，防止腐蚀。吸喷有机溶液后，先喷有机熔剂和丙酮各5min，再喷1％硝酸和蒸馏水各5min。燃烧器如有盐类结晶，火焰呈锯齿形，可用滤纸或硬纸片轻轻刮去，必要时卸下燃烧器，用1：1乙醇－丙酮清洗，用毛刷蘸水刷干净。如有熔珠，可用金相砂纸轻轻打磨，严禁用酸浸泡。
5. 单色器中的光学元件严禁用手触摸和擅自调节。可用少量气体吹去其表面灰尘，不准用擦镜纸擦拭。防止光栅受潮发霉，要经常更换暗盒内的干燥剂。光电倍增管室需检修时，一定要在关掉负高压的情况下，才能揭开屏蔽罩，防止强光直接照射，引起光电倍增管产生不可逆的“疲劳”效应。
6. 点火时，先开助燃气，后开燃气，关闭时，先关燃气，后关助燃气。
7. 使用石墨炉时，样品注入的位置要保持一致，减少误差。工作时，冷却水的压力与惰性气流的流速应稳定。一定要在通有惰性气体的条件下接通电源，否则会烧毁石墨管。

基本操作

1.开机前确认供电无误，有稳压电源的用户需等电源稳定后再开机。
2.点火前首先检查废液管的密封水环是否有水，如没水容易造成回火。
3.点火前一定要检查气体压力，应先打开空气压缩机。
4.检查乙炔钢瓶压力，当总压力降至0.4MPa，应禁止使用。否则丙酮溢出，损坏钢瓶和仪器。
5.灭火时，应先关掉乙炔钢瓶，待火焰完全熄灭后，再关闭乙炔气控制旋钮，以烧掉管路中的残留乙炔。一者为了安全，另外管路中长时期残留乙炔气，会腐蚀、堵塞管路。
6.开机时，确认有一个元素灯对准光路，否则仪器找不到光零，造成波长示值偏移。
7.关机时，最好先将灯电流及高压降为零，再退出仪器软件，退出Windows环境切断电源。
8.更换元素灯时，一定要先将灯电流置为零。
9.点火后应打开抽风机，保证空气流通。
10.仪器长时期不用时，应保证每周开机两次，每次一小时，防止潮湿引起光学元件及电路元件损坏。
11.仪器内的干燥剂应勤于更换，潮湿地区更应如此。
12.最好先开计算机，后开主机。
13.用户不得随意打开内光路及光电倍增管部分，若维修需要,应在厂家指导下进行，且严禁在打开内光路情况下开机，否则会造成光栅及光电倍增管损坏。
14.仪器上的氘灯出厂前已调好，一般用户无需改动，若需要调整时应注意氘灯功耗大，避免用手直接触摸，防止烫伤或损坏。
15.避免用手触摸光学件及空芯阴极灯和氘灯的发光窗口。
16.更换元素灯时，应一手扶住元素灯，再旋开灯的固定旋钮，以免灯被弹出摔坏。
17.点火前，应检查燃烧头是否安装牢固，各种气管是否松动漏气。
18.用户长时间离开工作室时，最好将火焰关掉。
19.用户插拔连线或更换设备时，应切断全部电源，禁止带电操作。

仪器的维护
1、开机后自检出现狭缝马达锁死，故障原因是电机驱动部分或电机的机械传动故障或狭缝零位光敏对坏，或接口板故障，做出正确的判断后予以更换。
2、开机自检出现波长电机锁死，原因其本同上，即电机驱动或机械故障波长零位和低端限位开关故障，或接口板故障，排除方法如上。
3、找不到光零，开机时没安装元素灯或半透半反镜以及燃烧头等挡住光路，另外光电倍增管、高压以及接口板等故障。
4、开机启动软件后不出现光零曲线，而且死机，属于接口板故障。
5、点火检查时，出现空气压力偏低，应检查空压机工作情况及出口压力，另外空气旋钮是否完全打开或管路漏气。
6、出现乙炔压力偏低，检查乙炔钢瓶和管路有无漏气。
7、自动寻峰时出现信号太弱，调不到百分之百，检查有无挡光、元素灯是否正确，如果以上原因排除后，可用波长微调引导至理论波长处，找到最大值。如果仍不能解决，则属于接口板或前放部份故障。
8、开机电源指示灯不亮，检查外部供电系统及主机保险丝。
9、扣除背景时氘灯不亮，氘灯开关是否打开，以及软件上的氘灯控制按钮是否选置在“开”状态。
10、点燃氘灯得需要一定的预热时间，若长时间不能点着，或不稳定应检查供电系统是否属于正常范围。
11、软件操作失误，计算机基本能指出原因及解决方法或正确的操作步骤。
12、有关打印机，空压机等的故障请用户自己参阅各自的说明书或找厂家维修。
13、空压机应定时放水，用手直接按右则板上部的手动放水按钮即可。
14、正常使用中突然发现稳定性差，应检查气管中是否有水珠，以及喷嘴部分是否松动。
15、出现不吸样时，应检查吸样毛细管是否堵塞、断裂。堵塞时用手轻弹即可排除，否则予以更换。
16、火焰声音不正常或数据出现大的跳动，检查废液管是否通畅以及雾化腔是否出现积水（水封除外）。
17、灵敏度太低时，应检查溶液或重新调整燃烧头位置。
18、一般情况下，空气流量为5－7升/分钟，压力2.0-3.0公斤，太大会导置气流过速，火焰不稳。
19、乙炔压力0.5-1.0公斤，超过1.0公斤容易出现危险。
20、用户不得随意拆卸连线及气管，若有必要应在厂家指导下进行。
21、下班前应检查气、电是否关闭，应盖好防尘罩。
22、打开灯室盖时，应使之完全打开，禁止半开，以免受振动后落下造成伤害。
23、开机自检时，一般须等待几分钟（视关机时波长位置），此时，最好不要拖动鼠标或按动键盘。

火焰原子化系统，一般包括雾化器，雾化室和燃烧器三部分，它是原子吸收分光光度计的关键部分，其任务是产生大量的基态自由原子，并能保持原子化期间基态原子浓度恒定。
雾化器是火焰原子化系统的核心部件，原子吸收分析灵敏度和精密度在很大程度上取决于雾化器的工作状态。雾化器的作用是吸喷雾化，高质量的雾化器应满足以下要求：雾化效率高，雾化效率不应低于8％，雾滴细，雾滴直径在m数量级，直径<5－10m的雾滴应占较大的比例。喷雾稳定。
雾化室的作用，一是细化雾滴，二是使空气和乙炔充分混合，三是脱溶剂，四是缓冲和稳定雾滴输送，因此一个合乎要求的雾化室，应当具有细化雾滴作用大，输送雾滴平稳，记忆效应小，噪声低等性能。为细化雾滴，目前通常采用碰撞球或扰流器的办法。
雾滴由雾化室进入燃烧器，在火焰中经历脱溶剂，熔融、蒸发、解离、还原等过程，产生大量的基态自由原子，燃烧器应当具有高的脱溶剂效率、挥发效率和解离还原效率，并且噪声要小，火焰稳定和燃烧安全。
原子吸收分光光度计使用的空芯阴极灯是单一元素灯，元素灯除了特征谱线以外，还包含了其它谱线，所以需要分光系统。现在最常用的分光系统是光栅单色器。单色器由入射狭缝，准直光镜，光栅，成像物镜和出口狭缝组成。入射狭缝被照明作为发光物，准直镜把光束“准直”以平行光均匀射向光栅。复合光被光栅色散分光后，由成像物镜聚焦主焦面－出口狭缝上。单色器的作用就是把待测元素的共振线分出而把其它谱线隔掉，仅让共振线通过出口狭缝照射到光电倍增管上。
 
光栅单色器的特性可用色散率、分辨率和闪耀波长来表示

色散率可以用下式来表示：
dl/d=nf/cos
式中 f---物镜的焦距
---光栅常数
n---光谱级次
---衍射角
dl--波长为和＋d两谱线在焦面上分开的距离
实际上更多使用倒数色散率d/dl来表征单色器的性能，其意义是指在焦面上单位距离内所容纳的波长数，单位是埃/毫米。

分辨率是指能分辨相邻两谱线的能力，是表示光栅单色器的一个重要指标。光栅单色器的分辨率可用下式表示：
R=/=nN
式中是两谱线的平均波长，是根据瑞利判据恰能分辨的两谱线的波长差，n是光谱的级次，N是光栅的刻线总数。光栅刻线总数越多，光谱级数越高，分辨率越大。实际分辨率与狭缝宽度有关，随着狭缝宽度的变宽，谱线也变宽，分辨率降低。

在光栅光谱中，辐射能量分布在各级光谱中，而以不分光的零级光谱所占能量最多。使用闪耀光栅可以克服上述一般光栅的弱点。闪耀光栅是将光栅刻痕成一定的形状，使刻痕的每一个反射面与光栅平面成一定的角度。在闪耀光栅的衍射图中，各级主最大的位置不受刻痕形状的影响，但改变光栅刻痕形状可以改变各级光谱主最大的相对强度分布，使单缝衍射的中央主最大，从原来与零级主最大重合的方向移到由光栅刻痕形状决定的反射光方向，结果在反射光方向的光谱变强，这种现象称为闪耀。辐射能量最大的波长称为闪耀波长。

因为原子吸收分光光度计测定的大多数元素的共振线位于紫外区，因此常用的闪耀波长为2500－3000埃。

 

 

       近来在“分析百问”栏目中看到有不少提问有关气相色谱毛细管色谱柱的问题。根据一些文献和多年的使用经验，对毛细管柱的性质和使用进行了一个归纳总结。希望能对刚刚接触这一工作的初学者有一点点帮助。

1 简介

        气相色谱毛细管柱因其高分离能力、高灵敏度、高分析速度等独特优点而得到迅速发展。随着弹性石英交联毛细管柱技术的日益成熟和性能的不断完善，已成为分离复杂多组分混合物、及多项目分析的主要手段，在各领域应用中大有取代填充柱的趋势。现在新型气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪基本上都是采用毛细管色谱柱进行分离分析。但是，毛细管色谱柱柱内径较小，固定液的膜薄，用于食品中残留物分析时，若使用不当，色谱柱性能很快就会下降。本文旨在向初次接触气相色谱毛细管柱的操作者介绍不同类型的毛细管色谱柱的性质、选择、使用方法及注意事项等。

       毛细管柱只能安装在配有专用毛细管柱连接装置的气相色谱仪上。现在购买仪器时最常规的配置是配毛细管分流/不分流进样口。

2 毛细管色谱柱的类型

       毛细管色谱柱的类型有很多种，但目前最常用和商品化的，是开口熔融石英交联毛细管色谱柱。本文仅介绍此类毛细管色谱柱的性能特点。

2.1 熔融石英毛细管柱

      2.1.1 熔融石英毛细管柱材料

现在市售商品化的气相色谱用毛细管柱几乎都是由熔融石英制作的,简称石英毛细管柱。制作毛细管柱用的石英纯度非常高，几乎无其它杂质。它具有熔点高（近2000℃）、热膨胀系数低、化学稳定性好和抗张强度高等特点，是制备毛细管柱的理想材料。

毛细管柱内壁存在有许多具有吸附活性的基团，这些基团的存在直接影响固定相涂渍效果，所以，在涂渍固定相之前，柱表面必须经过适当预处理，以期得到较高的柱效和对称的色谱图形。

        2.1.2 石英毛细管柱的聚酰亚胺外涂层

石英毛细管柱很脆，只有在毛细管柱外涂一层聚酰亚胺保护材料后才具有很好的弹性，在使用这样的色谱柱时应十分小心，避免将聚酰亚胺涂层损坏，导致毛细管柱易折断。

通常商品毛细管柱出厂时都固定在一个金属丝制作的柱架上，柱架的直径与毛细管柱的直径成正比，即：毛细管柱的直径越大，固定架的直径也就越大。对于0.53mm内径的毛细管柱，过度弯曲很容易折断，使用安装时要格外小心。

石英毛细管柱外涂层还有采用镀铝膜的，这类柱子适用于高温分析。但日常分析工作中使用较少，这里不作详细介绍。

 

2.2 液体固定相

将固定相均匀涂渍在毛细管柱的内壁，制成壁涂型毛细管柱，这类毛细管柱属非交联型毛细管柱。现在只有少部分的非交联固定相的毛细管柱在使用。非交联毛细管柱的固定相容易流失，不能清洗，因此使用寿命较短，但制作成本较低，涂渍相对较容易，往往在毛细管柱研制前期过程中采用此方法。在使用这类毛细管色谱柱时，应注意使用温度不要超过液体固定相的最高使用温度。建议不要在气相色谱-质谱联用仪上使用。

2.3 交联固定相

现在市售的商品毛细管色谱柱基本上均采用交联技术，将固定相与石英表面结合起来，在毛细管柱表面形成一层不溶的类似橡胶的非常稳固的涂层。被交联的固定相与涂渍的固定相相比，流失低，抗污染，热稳定性好，使用寿命长。

如果交联固定相色谱柱被污染，可以用适合溶剂来清洗（见第5节）而基本不会对涂层造成损伤。而且此类毛细柱在色谱分析时可以通过柱上进样和不分流进样模式实现大体积进样，最多可注入50～250μL液体溶剂。当然，这需要仪器上配有相应的装置。

2.4 最高操作温度

可以通过不同的方法来确定一个特定的毛细管柱的最高操作温度。作为商品化的交联固定相毛细管色谱柱，使用时应注意不要超过说明书或标识牌上规定的最高温度。如超过规定的最高温度，特别是恒定持续的超高温操作，会造成毛细管色谱柱不可逆的损伤，轻则使柱效下降、使用寿命减少，重则使毛细管柱损坏。

对于相同型号毛细管色谱柱而言，固定相涂层薄的比涂层厚的允许使用的最高温度可以稍高一些。

2.5 最低操作温度

色谱柱操作温度的低限是由固定相从液体变为固体的温度所决定的。如果色谱柱在其最低温度以下工作，就可能出现峰展宽并且有些被测物难于分开。

表1中列出各种不同固定相和膜厚的色谱柱推荐使用温度。表中给出的温度值可作为参考值。

表1 不同固定相和膜厚的色谱柱的推荐使用操作温度

固定相	最高操作使用温度℃ a		最低操作温度
	薄膜(<1.0μm)	厚膜(>1.0μm)	℃
100％二甲基聚硅氧烷	320/350	310/330 b	-60
5％二苯基 95％二甲基聚硅氧烷	330/360	310/330	-60
6％腈丙苯基 94％二甲基聚硅氧烷	330/360	310/330	-80
35％二苯基 65％二甲基聚硅氧烷	300/320	260/280	-60
14％腈丙苯基 86％二甲基聚硅氧烷	300/320	240/260	-20
50％苯基 50％甲基聚硅氧烷	300/320	260/280	-20
100％三氟丙甲基聚硅氧烷	320/340	240/260	40
50％腈丙甲基 50％苯甲基聚硅氧烷	220/240	200/220	55
聚乙二醇	250	220/250	55
90％双腈丙基 10％苯腈丙基聚硅氧烷	260/275	­——	20

注：
a. 前面为等温操作最高温度，后面为程序升温操作最高温度。
b. 色谱柱的操作温度应以公司产品说明书规定为准，表中的值仅供参考。

 

继续阅读：

[原创]气相色谱毛细管柱使用知识（二）

[原创]气相色谱毛细管柱使用知识（三）

燃助比下降，燃气量减小，氧化性较强，温度较低，适合易离解、易电离元素的原子化，如碱金属。

 

燃助比提高，燃气量增大，火焰呈黄色，层次模糊，温度稍低，火焰呈还原性气氛，适合易形成难离解氧化物元素测定。

 

燃气和助燃气的比例符合化学计量关系

C₂H₂+ O₂+10N₂ = 2CO₂+H₂O+10N₂

（温度高、干扰小、背景低、稳定性好，适合许多元素的测定）

 

指燃气、助燃气流量的比值，直接影响试样的原子化效率。（使被测元素原子化，需高温火焰；燃助比指火焰的构成）。

 

空心阴极灯的灯电流

过大——发射线变宽，工作曲线弯曲，灵敏度降低，灯寿命减小；
过小——发光强度弱，发光不稳定，信噪比下降。

注：在保证灯电流稳定和输出光强适当的条件下，尽可能选用较低的灯电流（通常以标明的最大电流作为工作电流为宜。）

 

自吸效应校正背景法是基子高电流脉冲供电时空心阴极灯发射线的自吸效应。

当以低电流脉冲供电时，空心阴极灯发射锐线光谱，测定的是原子吸收和背景吸收的总吸光度。

接着以高电流脉冲供电，空心阴极灯发射线变宽，当空心阴极灯内积聚的原子浓度足够高时，发射线产生自吸，在极端的情况下出现谱线自蚀，这时测得的是背景吸收的吸光度。

上述两种脉冲供电条件下测得的吸光度之差，便是校正了背景吸收的净原子吸收的吸光度。

这种校正背景的方法可对分析线邻近的背景进行迅速的校正，跟得上背景的起伏变化。

高电流脉冲时间非常短，只有0.3 ms，然后恢复到“空载”水平，时间为1 ms，经40 ms直到下一个电流周期，这种电流波形的占空比相当低，所以平均电流较低，不影响灯的使用寿命。

本法可用于全波段的背景校正。对于在高电流脉冲下谱线产生自吸程度不够的元素，测定灵敏度有所降低。这种校正背景的方法特别适用于在高电流脉冲下共振线自吸严重的低温元素。

 

塞曼效应校正背景是基于光的偏振特性，分为两大类：光源调制法与吸收线调制法。以后者应用较广。

调制吸收线的方式，有恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。

塞曼效应校正背景可在全波段进行，可校正吸光度高达1.5 ～ 2.0的背景，而氘灯只能校正吸光度小于1 的背景，背景校正的准确度较高，能校正结构背景。

此种校正背景法的缺点是，校正曲线有返转现象。采用恒定磁场调制方式，测定灵敏度比常规原子吸收法有所降低。可变磁场凋制方式的测定灵敏度已接近常规原子吸收法。

 

先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总光度，再用氘灯（紫外区）或碘钨灯、氙灯（可见区）在同一波长测定背景吸收（这时原子吸收可以忽略不计），计算两次测定吸光度之差，即可使背景吸收得到校正。

连续光源测定的是整个光谱通带内的平均背景，与分析线处的真实背景有差异。空心阴极灯是溅射放电灯，氘灯是气体放电灯．这两种光源放电性质不同能量分布不同，光斑大小不同，调整光路平衡比较困难，影响校正背景的能力，由于背景空间、时间分布的不均匀性，导致背景校正过度或不足。氘灯的能量较弱。使用它校正背景时，不能用很窄的光谱通带，共存元素的吸收线有可能落入通带范围内吸收氘灯辐射而造成干扰。该法不能校正结构背景。

 

用分析线测量原子吸收与背景吸收的总吸光度，因非共振线不产生原子吸收，用它来测量背景吸收的吸光度，两次测量值相减即得到校正背景之后的原子吸收的吸光度。

由于背景吸收随波长而改变，因此，非共振线校正背景法的准确度较差。这种方法只适用于分析线附近背景分布比较均匀的场合。



光散射是指在原子化过程中产生的固体微粒对光产生散射，使被散射的光偏离光路而不为检测器所检测，导致吸光度值偏高。

 

分子吸收干扰是指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物及盐类分子对辐射吸收而引起的干扰。

 

光谱干扰包括谱线重叠、光谱通带内存在非吸收线、原子化池内的直流发射、分子吸收、光散射等。

当采用锐线光源和交流调制技术时，前三种因素一般可以不予考虑，主要考虑分子吸收和光散射的影响，它们是形成光谱背景的主要因素。

 

在高温下原子电离，使基态原子的浓度减少，引起原子吸收信号降低，此种干扰称为电离干扰。电离效应随温度升高、电离平衡常数增大而增大，随被测元素浓度增高而减小。 加入更易电离的碱金属元素，可以有效地消除电离干扰。

 

消除化学干扰的方法有：化学分离；使用高温火焰加入释放剂和保护刘，使用基体改进剂等。

例如磷酸根在高温火焰中就不干扰钙的测定，加入锶、镧或EDTA等都可消除磷酸根对测定钙的干扰。

在石墨炉原子吸收法中，加人基体改进剂，提高被测物质的稳定性或降低被测元素的原子化温度以消除干扰。例如，汞极易挥发，加入硫化物生成稳定性较高的硫化汞，灰化温度可提高到300℃；测定海水中Cu、Fe、Mn，As，加入NH₄N0₃，使NaCI转化为NH₄Cl，在原子化之前低于500℃的灰化阶段除去。

 
化学干扰

化学干扰是由于液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组分之间形成热力学更稳定的化合物，从而影响被测元素化合物的解离及其原子化。磷酸根对钙的干扰，硅、钛形成难解离的氧化物，钨、硼、希土元素等生成难解离的碳化物，从而使有关元素不能有效原于化，都是化学干扰的例子。化学干扰是一种选择性干扰。

 
物理干扰

物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于试样任何物理特性(如粘度、表面张力、密度等)的变化而引起的原子吸收强度下降的效应。物理干扰是非选择性干扰，对试样各元素的影响基本上是相似的。 配制与被测试样相似组成的标准样品，是消除物理干扰最常用的方法。在不知道试样组成或无法匹配试样时，可采用标准加入法或稀释法来减小和消除物理干扰。


常用参数/指标

 
仪器实际分辨率

在光谱通常为0.2nm时，
能清楚分开镍三线（232.0、231.6、231.0nm），
232.0与231.6nm之间的波谷透过率小于或等于232.0 nm 的发射强度的25％，
232.0nm的背景透过率小于或等于10％，

其实际分辨率为0.5 nm。

能分开汞的265.20、265.37、265.51 nm的谱线组，实际分辨率为0.1 nm；

能分开汞的365.0、365.5、366.3 nm的谱线组，实际分辨率为0.7 nm。

 
波长准确性和重现性

实际调出的波长与理论波长允许相差±0.5 nm，重复测量波长的误差应为0.3 nm。

 
检出限

能以适当的置信度，测出被测元素的最小浓度（或质量浓度）或最小量。

 
特征浓度（在水溶液中）

能产生1％吸收（吸光度为0.0044）所需元素的质量浓度（μg/mL），称做该元素的特征浓度。

 
边缘能量

用铯的852.1nm谱线、砷的193.7nm谱线，采用实际使用的光谱通带记录谱线的强度。在10min内，瞬时噪声的吸光度小于0.03；在上述两条谱线的±1.3nm内，杂散光能量小于2％。

 
基线稳定性

是指仪器在一定时间内基线漂移的情况。选择好波长和通带，把灯预热30min，在不点燃火焰的情况下迸行测量记录，要求吸光度漂移在30min内不能超过0.0004；点燃火焰并吸人蒸馏水后，在10min内不能超过0.0004。

 
精密度

一般用能产生0.2～0.5吸光度的标准溶液，在最佳工作条件下，连续（中间不能调整零点）测定10次以上，然后计算其标准偏差和变异系数。