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    粉体粒度特性表征分析方法

    【内容简介】粉体通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成的集合体,它直接影响产品的工艺性能和使用性能。例如水泥粒度决定水泥的凝结时间,抗菌粉体的粒度决定添加进纺织品后纺丝的效果,石蜡的粒度决定作为添加剂加入油墨后油墨的书写流利度等。粉体粒度及粒度分布表征方法主要有:筛分法、沉降法、显微镜法、电感计数法、激光粒度法以及电超声法等。全面的粉体表征可以让企业:减少浪费,提高设备利用率,降低批间偏差,保证产品的质量,提高生产效率。 随着粉体材料在高科技产业、国防、医药、国民经济等领域的广泛应用,计算机、微电子和传感器等技术的快速发展,粉体粒度分析日益受到人们的重视。本次研讨会,分析测试百科网将邀请行业专家,同大家一共探讨粉体粒度特性表征分析方法,希望能对行业内工作者带来帮助和启发。【日程安排】时间姓名单位名称报告题目10:00-10:30蔡小舒 教授上海理工大学能源与动力工程学院微纳粉体颗粒在线测量10:30-11:00周芳徕卡显微系统(上海)有限公司Leica光学显微镜在药品颗粒表征中的应用【报告简介】本报告中主要介绍了Leica光学显微镜在药品颗粒表征中的应用,分享了偏光显微镜在观察药品晶型以及颗粒粒度检测的应用,以及金相显微镜在药品中不溶性颗粒检测中的应用案例。

  • 逛一场创新前沿的医药盛会

    逛一场创新前沿的医药盛会

    1逛一场创新前沿的医药盛会,为今年画上一个圆满的句号吧!12月16-18日,制药工业压轴展会——CPhI & P-MEC China将开启国内国际医药贸易双循环新征程。今年,CPhI & P-MEC China将步入20周岁,作为新时代的“后浪”, “年轻、朝气、活力四射”仍然是TA的代名词,而当你翻开这近20年的履历,“成熟、专业、全面”扑面而来  自2001年首次引入中国,CPhI & P-MEC China从原料药产品展示起步,致力于向世界展示中国的医药实力,帮助中国医药企业“走出去”。如今,展会已发展成串联整个制药全产业链的大型综合服务平台,见证着制药行业的变革与转型,铭刻了制药企业做大做强的轨迹。  从第一届6,200平方米的展出面积发展至2020年的200,000平方米,再加之爆发式增长的观众数量和以聚焦、深耕、创新为定位的产业链延伸,目前展会已囊括制药原料、精细化工与中间体、药用辅料、制剂、合同定制、生物制药、天然提取物、兽药及饲料、制药机械、包装材料、实验室仪器、制药环保洁净、医药物流、医药自动化与信息化、防疫物资共十五大细分板块。  CPhI & P-MEC China凭借着良好的市场发展契机、优质的国内外观众资源以及丰富的办展经验,在数年内迅速发展壮大,铸就了一个凝聚中国制药人智慧的商贸平台,成为行业发展的一个重要驱动力。多年来一批又一批的国内药企将CPhI & P-MEC China作为登上国际舞台的优选平台, 并通过多年耕耘,涌现出了一大批包括复星医药、恒瑞医药、华海药业、扬子江药业、绿叶制药、创诺医药等在内的具有国际影响力的优质参展企业。CPhI & P-MEC China始终以国际化视野向前奔跑,为海内外展商同台竞技,共谋产业贸易合作创造了良好的环境;为中国企业和各国企业对接,拓展国际合作带来了更大的空间。

  • 李昌厚教授:紫外可见分光光度计光度准确度的研究

    李昌厚教授:紫外可见分光光度计光度准确度的研究

      摘要:  本文讨论了紫外可见分光光度计(UV-VISS)的光度准确度(Photometric Accuracy;以下简称PA;PA是吸光度理论值A0与实际测量值A之差)的重要性;指出了影响 UV-VISS的PA的主要因素;提出了如何保证或提高UV-VISS的PA的主要途径。0、前言  分析仪器是是集光、机、电、计算机四为一体的、技术密集的、高科技产品,分析仪器及其应用的发展速度非常快[1]。UV-VISS是当今世界上历史最悠久、使用最多、覆盖面最广的分析仪器之一;目前,国际上有数百家从事 UV-VISS生产的厂商,但是,在UV-VISS的PA这个最重要、最关键的技术指标的表示方法、给出的数据等方面,绝大多数都存在严重问错误;首先, PA的表示方法方面,目前,国际上一般都用透过率误差(△T)或吸光度误差(△A)表示。有的厂商同时给出△T和△A,但有的厂商只给△T或△A 。作者认为这两种给法都是可以的。  但作者研究表明:在单独给出△T或△A或同时给出△T和△A 的厂商中,绝大多数都没有搞清△T和△A 的关系,所以给出的数据都是错误的(主要表现在给出的△T和△A是相互矛盾的;△T在仪器整个T 值的范围内都达不到)。目前为止,只有美国 P-E的Lambd9[2]等少数UV-VISS给出的△T或△A或同时给出的△T和△A是正确的。因此,作者曾将这些错误称之为国际性的错误。  作者[5]经过认真的、深入的研究,发现Shimadzu、Hitachi、GBC和中国的大多数厂商,都是只要自认为自己生产的UV-VISS属于所谓高档仪器,就在0-100%T的范围内,将△T都千篇一律写为:± 0.3%T。同时,对应的△A都写为:0-0.5Abs内时为±0.002Abs、0.5-1Abs内时为± 0.004Abs。同样,这也是一个国际性的错误。  作者对这个问题作了深入研究[7] ,从比耳定律出发,推出了一个科学的、复杂的计算公式,并据此计算出七十多张表格。同时据表格作出了一组曲线图。下面是其中的一张表和曲线图(详见:李昌厚等,现代科学仪器,2000年,第一期,第24页):  从上述表和图,可以清楚的看出:当△T =0.3%T时,若吸光度为0.5A,△A不是0.002A,而是0.0041A;若吸光度为1.0 A,△A不是0.004A,而是0.0128A。  △T和△A产生上述错误现象的主要原因有三个:  第一,未深入研究,不懂得△T和T0 (透过率真值)的关系,不懂得△A和A0(吸光度真值)的关系,不懂得影响△T和△A的主要因素;  第二,人云亦云,不管对不对,你这样写,我也盲目的这样写;  第三,商业上的需要,人家给的± 0.3 %T ,我如不这样写,就担心会影响仪器的销售。  本文将从研发、生产、使用三者的角度,研究、讨论 PA 及其有关问题。一、UV-VISS的PA的重要性  什么叫 UV-VISS 的PA?简言之,UV-VISS 对某试样吸光度的实际测量值与该试样吸光度真值(实际测量值)之差就叫 PA 。 它是 UV-VISS 可靠性的核心问题,也是使用者最关心的核心问题。  什么叫可靠性?长期以来,国际上都很重视可靠性这个问题,研究者很多。综合文献并结合作者的实践,作者提出:可靠性可分为狭义和广义两种[4]、[5];狭义可靠性是指传统的可靠性,主要指仪器的设计、制造方面的故障率(含元器件),但是它没有考虑到使用者的数据准确度、可靠性等这些关键问题;而广义的可靠性则应包括仪器的故障率、准确度、漂移、重复、售后服务等;这样,既考虑了研发、生产者的问题,也考虑到了广大使用者的实际使用要求。  仪器故障率高、安全性差,当然是不可靠。但测量的数据不准确,出了故障不能及时排除,更是不可靠。对用户来讲,一台UV-VISS,如果分析测试的结果不准确,就是最大的不可靠。所以,任何UV-VISS的设计者、生产者,都希望自己作出的UV-VISS具有很高的PA;任何使用者都希望自己使用的UV-VISS具有很高的PA。  任何UV-VISS的使用者都要求自己使用的仪器稳定可靠;对用户来讲,所谓稳定,就是漂移小,重复性好。所谓可靠,就是测量结果准确(测量结果误差小)、故障率小,出了故障能及时排除。稳定可靠,是一切UV-VISS使用者选择仪器的宗旨。因此,PA应是UV-VISS的设计者、生产者和使用者们共同最关心、最重要的关键技术指标。二、影响 PA 最主要的因素:  作者经过长期实践、反复研究,认为影响PA最主要、最关键的因  素,可用下述数学表达式描述:PA=f(SL、N、BF、SBW)  式中:PA  -光度准确度(Photometric Accuracy)   SL  -杂散光(Stray Light)   N  -噪声(Nois)   BF  -基线平直度(Baisline Flat;表征全波段每个波长上的噪声)   SBW  -光谱带寛(Spectral Band Width)  1. SL:  UV-VISS 的SL非常重要,它产生光噪声、直接限制被分析测试试样浓度的上限。它是目前国际上所有用户最关心的问题之一。目前,国际上有许多专家学者都在研究SL。下面是 Owen[12] 的研究结果(见图1):从图1可明显看出,不同的SL,偏离比耳定律的程度不同(产生的误差不同)。   图1 不同SL偏离比耳定律  作者[6]和Shape[5]的研究表明:在试样浓度为2Abs时测试,若UV-VISS仪器有0.1%的SL,则可产生5%的相对误差(△A/A0);若在 0.434Abs 处测试,仪器的 SL为0.5% ,则分析结果的相对误差(△A/A0)就会超过1% ,就不能满足某些药物分析工作的要求.  作者发现:在SL问题上,国外有些厂商对此很不负责任的乱宣传。如日本的岛津,它的2501PC[8] UV-VISS曾经自称是世界上最高级的 UV-VISS,他们在样本上写着:分析测试的试样的浓度可达 9Abs。而当时美国PE公司推出的Lambda 900、美国Varia公司的Cary500的SL都为8x10-7,,但比较实在的给出测试的吸光度上限为5-6Abs(经作者测试,认为5.5Abs基本可靠)。  作者从理论上和实践上对2501PC进行了认真的研究,发现2501PC 样本上[8]提供的 SL为3ⅹ10-6,根据比耳定律和杂散光理论,作者计算的结果,在9Abs时,该仪器的分析测试的绝对误差△A在 3Abs以上。这种分析测试结果的可靠性极差,毫无实用价值。所以,2501PC 提供的所谓可测到9Abs是不实用的虚指标,是无意义的。  作者对SL进行了深入研究;从比耳定律出发,推出了一个很科学、很复杂的计算公式[7],并据此计算出七十几张表,同时据表作出一组曲线图(见图2)。图2 SL对△A/A影响 的研究  从图2也可简明的看出:在试样为2Abs处测试,若仪器有0.1% 的 SL,则可产生5% 的相对误差(△A/A0);若在 0.434 Abs 处测试,仪器的SL为0.5% ,则分析结果的相对误差(△A/A0)就会超过1% ,就不能满足某些药物分析工作的要求。  2 .N :   UV-VISS的N[9],包括光N和电N;光N由光源的发光强度分布因子所产生,电N由光电倍增管(PMT)、各类电源、放大器等电子学部分所引起。N是UV-VISS 的最重要的关键技术指标之一,它直接限制 UV-VISS 的检测下限(灵敏度)。因此,必须重视对N的研究。  作者[11]的研究表明:若要满足药典的要求(某些药物分析测试的相对误差要求为1%),则在试样的吸光度为0.05Abs时,仪器在测试波长处的N必须达到±0.0005 Abs。而目前,日本和中国的许多UV-VISS 的生产厂家并未重视这个问题。许多厂商的样本不给出仪器的N(如Shimadzu 的2401PC、2501PC等),这就意味着他们生产的 UV-VISS 的检测下限是未知的。有的厂商给出了仪器的 N,但是太大,不能满足药典的要求。这些问题是使用者挑选UV-VISS仪器时必须重视的问题。   作者认为,只要认真研究 N,真正认识了N的重要性,并在实践  中重视降低N,我国的UV-VISS就会上一个新的台阶。例如:我国的北京普析通用公司,由于重视了对N的研究,他们的 UV-VISS( TU-1901、T10等)的N达到了±0.0004Abs,与目前国际上最高级的UV-VISS之一的美国PE公司的Lambda900[3]处在同一个数量级上(Lambda900的N为±0.0002Abs)。  综上所述,UV-VISS的研发者、设计者、制造者在生产仪器时、使用者在挑选仪器时,都必须特别重视仪器的N这个非常重要的技术指标。  作者对N进行了深入研究,研究的结果见图3。图3 N对△A/A影响的研究  3.BF  BF是指UV-VISS仪器全波段内,每个波长上的N[11],它直接影响UV-VISS的灵敏度或检测下限和使用范围,是一个非常重要的技术指 标。是使用者挑选和使用UV-VISS时,特别要重视的技术指标之一。它也是目前国内外有关的科技工作者,还未引起足够重视的技术指标之一。  因为整机的N是在500nm处测试的,它只能表示500nm处的N;而用户在使用仪器时,一般都不只是用在在500nm,并且,大多数用在紫外区。所以,每个波长上的N,特别是紫外区的各个波长上的N,就显得特别重要。我国有好多厂商给出的BF为±0.004Abs;作者认为BF为±0.004Abs的UV-VISS仪器,远不能满足我国药典要求相对误差为1%的药物分析工作要求。作者作DNA分析测试时,要求相对误差为1%,但试样的吸光度常在0.08-0.1Abs。开始,曾想用某某仪器,因其BF为±0.004Abs,分析相对误差为1.5%,不能满足相对误差为1%的要求,故改用±0.001Abs的仪器(TU-1901),完全能满足相对误差为1%的要求,效果很好。  4. SBW:   UV-VISS 的SBW非常重要,它是影响 UV-VISS的PA的主要因素之一。T.Owen 的研究结果[12]见图4,它能清楚的说明这个问题;用1nm的SBW,能分出两个很好的峰。用20nm的SBW,两个峰就变为马鞍形,如用50 nm的SBW,则两个峰变为一个峰。由此可知,SBW多么重要。图4 SBW对PA的影响  SBW对PA的影响,还可从下面的例子看出:作者曾经在5nm的SBW时,测试细胞色素C,结果产生30%左右的误差。作者还发现:在SBW=2nm时,测试细胞色素C,会产生10%左右的误差。只有SBW为0.3nm时,测试结果才能真正反映出细胞色素C的实际的吸光度值(1%以内的误差)。   又如:青霉素钠、青霉素钾也是如此;我国药典曾经规定:作青霉素钠、青霉素钾时,要求SBW=1nm。其实这也是不对的;作者的实践表明:在药典规定的条件下,SBW为2nm时,测试值为0.805Abs;在SBW为1.0nm时,测试值为0.825Abs和 SBW为0.3nm时,测试值为0.865Abs。SBW为0.2nm时,测试值为0.845Abs .0.3nm和1.0nm相差0.04Abs相对误差为4.7%。这足以说明SBW的重要性。所以,必须要非常重视对 UV-VISS 的SBW的选择。特别是药检工作者,在挑选 UV-VISS 时,更要注意 SBW。一般来讲,固定 SBW的UV-VISS,不宜用在药检和科研工作中,否则,会产生很大的分析误差。因此,制造者、使用者都必须高度重视SBW 的问题。  目前,我国还有不少药厂用 SBW=5nm或 更大的、固定SBW的 UV-VISS(如752、753、754等)作为质量控制仪器,这是不对的,应该改用 SBW ≤2nm 的UV-VISS才对。云南保山地区药检系统某某单位曾经买岛津的UV-1206 UV-VISS作质检,该仪器的SBW=5nm;所以UV-1206根本不能用作药检。药典为何要规定用2nm的SBW?这是有科学根据的;因为A.Owen[11]的研究表明:若SBW/NBW(即光谱带宽/自然带宽)= 0.1时,则能满足世界上99%以上的试样的分析,其分析准确度可达到99.5%。而地球上有机试样的自然带宽一般都在20nm 左右。所以,如果 UV-VISS的SBW=2nm,则此时SBW)/20(NBW=0.1,基本上能满足99%的药品分析检验工作的要求。并且,分析测试的准确度为99.5% [11]。所以,中国和许多国家的药典都规定用于药品质控的 UV-VISS,必须要求SBW≤2nm,就是这个道理。三、如何保证或提高 UV-VISS 的 PA  1. UV-VISS仪器的研发者(设计者)必须做到五个认真:  ① 认真开展有关 PA 的基本理论研究;重视仪器学理论[13] 、真正搞清 △A 、△T的关系,必须给出正确的PA值。  ②认真开展对PA、SL、N、BF 、 SBW 等相互关系的研究,真正搞清其相互关系和对分析误差的影响,正确给出这些技术指标。  ③认真开展影响 PA 的主要因素的研究;并在实践中用来指导生产和使用工作。  ④认真开展 PA 测试方法的研究;准确的测出 PA。  ⑤认真与使用者沟通,不断了解用户对 PA 的要求。  2 .生产者应该做到五个必须:  ① 必须对元器件进行严格筛选(含光源、光栅等光学元件和PMT、集成块等电子元器件),以保证整机质量、保证PA准确可靠。  ② 必须有严格的生产工艺。特别是装校工艺和质量检验工艺。  ③ 必须对仪器的性能指标进行全面测试(含、SL、N、SBW、BF、PA、比色皿配对等)。  ④ 必须对元部件作全面测试;含各类电源、放大器、电光源系统等的性能指标测试。  ⑤ 必须与用户保持联系,加强售后服务。  3 .使用者做到五个认真:  ① 认真学习仪器学理论[13],了解仪器指标与分析误差的关系,了解仪器基本结构,掌握主要技术指标的基本测试方法,经常自己检测仪器,工作中认真选择仪器条件,力争把仪器用在最佳狀态。  ② 认真按说明书的要求操作仪器,切不可违反说明书进行操作。  ③ 认真进行仪器的日常维护,保持室内清洁,注意控制室内温度和湿度。  ④ 认真作好试样的前处理,减少因试样的前处理而带来的比耳定律偏离。(如防止试样光解、污染等)  ⑤ 认真总结使用仪器的经验。经常与生产厂保持联系。经常参加分析仪器行业的学术交流会。四、结束语:   PA是UV-VISS 最重要的关键技术指标之一;SL、N、BF 和 SBW 是影响 PA的最主要的因素。所以,重视 UV-VISS 的PA的研究,首先就应特别重视 UV-VISS 的 SL、N、BF 和 SBW 的研究。只有研发者、设计者、生产者、使用者共同努力,认真研究SL、N、BF 和 SBW,才能真正保证提高我国 UV-VISS的PA。  参考文献  [1]李昌厚,我国分析仪器及其应用的发展现状和最新进展,仪器信息网,2019/6/6  [2]李昌厚,透光度误差与吸光度误差关系的研究,现代科学仪器,25,1,2000  [3]P-E, Lambada9UV/VIS/NIR Spectrophotometer,Order No.B-457  [4]李昌厚,提高可靠性,迈上新台阶,科学时报(科学装备B1版2000年11月  [5]李昌厚,论中国分析仪器的十大关系,科学时报(科学装备B1版),2001年5月  [6]M.R.Shape,Stray Light of UV/VISS, Analytical Chemistry, Vol.56, No.2,p339A,1984  [7]李昌厚,杂散光与吸光度相对误差关系的研究,中国仪器仪表学报,53,1,2001.  [8] Shimadzu,2401PC/2501PC 紫外可见分光光度计(样本)  [9]李昌厚,略论比耳定律及其有关问题,光学仪器,4,20,1984。  [10]Tony Owen, Fundamentals of UV-Visible Spectroscopy, Printed in Germany 09/96, (HP puplication number 12-5965-5123E), P106, 1996  [11] LI chang hou,’99 Industrial instrumentation and automation conference,Internationalinstrumentation and automation(specialsupplement) ,p257,1999.  [12] A. Owen ,The diode-array advantage in UV/VISS,Hewllet Packrd,PrinnTED in Germany,03/88,p15.  [13]李昌厚,仪器学理论与实践,北京:科学出版社,2008。  作者简介  李昌厚,男,中国科学院上海生物工程研究中心原仪器分析室主任、兼生命科学仪器及其应用研究室主任、教授、博士生导师、华东理工大学兼职教授,终身享受国务院政府特殊津贴。  主要研究方向:长期从事分析仪器研究开发和分析仪器应用研究。主要从事光谱仪器(紫外吸收光谱、原子吸收光谱、旋光光谱、分子荧光光谱、原子荧光、拉曼光谱等)、色谱仪器(液相色谱、气相色谱等)及其应用研究;特别对《仪器学理论》和分析仪器指标检测等方面有精深研究;以第一完成者身份,完成科研成果15项。由中科院组织专家鉴定,其中13项达到鉴定时国际上同类仪器的先进水平,2项填补国内空白;以第一完成者身份获得国家级和省部级科技成果奖5项(含国家发明奖1项);发表论文183篇,出版专著5本;现任中国仪器仪表学会理事、《生命科学仪器》付主编;曾任中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届、第六届付理事长;国家认监委计量认证/审查认可国家级常任评审员、国家科技部“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”重大仪器及其应用专项的技术专家组成员或组长、上海市科学仪器专家组成员、《光学仪器》副主编、《光谱仪器与分析》副主编、上海化工研究院院士专家工作站成员等十多个学术团体和专家委员会成员等职。

  • 李昌厚教授:略论分析测试工作中的一些关键问题

    李昌厚教授:略论分析测试工作中的一些关键问题

      本文讨论了分析测试工作者应该重视的五个必须:必须不忘初心、牢记使命;必须掌握一些仪器学理论知识;必须认真做好样品的前处理;必须了解有关仪器的性能指标和认真选择仪器条件;必须学会判断分析测试数据可靠性的方法等问题;同时对科技工作者如何才能成为合格的分析测试工作者的问题进行了讨论。前言  分析测试工作涉及的面很广,是一种涉及到很多高科技领域的工作,一般都非常复杂;从样品前处理到出具分析测试报告,需要做大量的工作,有时需要很长的时间。特别是每个样品的分析测试工作,都会涉及到样品前处理、仪器性能指标、仪器条件选择、分析测试的数据处理等多个方面的问题。并且这些问题,都是保证所有分析测试工作者能否顺利完成任务、能否得到可靠的分析测试数据的关键。  本文将根据作者的实践、仪器学理论、分析测试工作的普遍实际需求,分别对上述有关的一些关键问题展开了讨论。本文可供广大从事分析测试工作的科技工作者和有关管理人员参考。必须不忘初心、牢记使命  众所周知,目前的分析测试工作主要涉及的是人和仪器。从事分析测试工作的人(科技工作者),一定要认清自己的初心和使命。什么是分析测试工作者的初心和使命呢?首先,要认识到我们买分析仪器的目的就是要搞分析测试,搞分析测试目的就是要出数据,出数据最根本、最关键的就是要数据准确可靠。因此,分析测试数据的准确可靠,就是分析测试工作者的初心和使命;或者说用好分析仪器、把仪器用到最佳状态、出具最佳数据(准确可靠),就是分析测试工作者的初心和使命。  要用好分析仪器、要得到可靠的分析测试数据,不是一个简单问题,这里的要求是很高的;这里的关键问题,就是要求分析测试工作者必须具备一些良好的素质、就要求分析测试工作者了解一些仪器学理论,并且将仪器学理论、分析化学理论、应用的实践,有机的紧密结合起来思考和解决问题,以此指导自己的分析测试工作实践。因此,作者认为分析测试工作者必须不忘自己的初心和使命、必须要认真用好分析仪器、必须要通过分析测试工作,得到最佳的、最准确的、最可靠的分析测试数据。必须掌握一些仪器学理论  因为现代分析测试工作已经发生了分析对象转移、难度增大、涉及的面更广的特点[6],所以,对使用仪器的人要求就越来越高、这就需要有理论支撑,这个理论就是仪器学理论。  什么是仪器学理论?它是一门涉及到光学、机械学、电子学、计算机(包括软件和硬件)和应用的综合性科学;它包含许多基础科学和应用学科方面的内容、包含许多边缘科学、交叉学科、实验技能知识。仪器学理论是一把金钥匙,可以保证仪器使用者一通百通;可以保证使使用者得到最佳、最准确可靠的分析测试数据。  目前,很多分析测试工作者没有重视仪器学理论,或者说还重视得不够;工作中往往出现数据不准确或发生疑虑时、分析数据与文献值不一致时,大家就不知所措。例如:当试样很稀或很浓时,分析误差很大,但是中等浓度时,分析误差就正常;为什么?这个问题很多使用者不清楚。因为,从仪器学理论来讲,所有根据比耳定律设计的分析仪器,都只能适用于一定浓度范围;噪声(N)都是限制被分析样品浓度下限的。根据仪器学中的信噪比(S/N)理论:当信号S一定,噪声N大,则仪器S/N就小、灵敏度就低,同时仪器的分析测试误差就会大。而杂散光(SL)是限制被分析样品浓度上限的,试样很浓时,浓度与吸光度不成正比、就偏离比耳定律,分析误差就会很大。特别是有使用者提出,要求用常规的紫外可见分光光度计(UVS)检测0.0004 Abs的样品,这是违背仪器学理论的。因为目前世界上最好的UVS中,例如美国Varian的6000i,其基线平直度(B.F)为±0.001 Abs;它的噪声都比0.0004 Abs大几倍,N把信号淹没了,根本不能检测出0.0004 Abs的样品。所以,懂了一点仪器学理论,使用分析仪器的人才会知其然,也知其所以然;才会当仪器出现误差大、出现不稳定、出现重复性差等问题时,能够解释或顺利解决。特别是挑选仪器、评价仪器、决定分析测试方案时,出现的各种疑问都可以顺利解决。所以,分析测试工作者越来越需要和重视仪器学理论,这是现代分析仪器和应用发展的需要。必须重视、认真做好样品的前处理  样品前处理工作非常重要[1]、[2]。我们如果需要准确的得到样品(一粒药片、一块土、一个固体的复杂体系或食品)中,含有多少我们需要知道的组分,一般就必须首先对这些样品进行前处理,把它变为可以在各种仪器上测试的液体状态;各类样品的前处理方法很多,例如:固相萃取(SPE)、固相微萃取(SPME)、免疫亲和层析(IAC)、凝胶渗透色谱(GPC)、分子印迹技术(MIT)、微波消解(MAD)、加速溶剂萃取(ASE)等等。很多科技工作者在样品前处理方面做过很多研究工作[1]、[2]。一般来讲,分析检测工作中,样品前处理需要花费很多时间、带来很多分析误差,这是广大分析测试工作者必须高度重视的问题。一个样品的整个分析工作的全过程中,样品前处理所占时间往往是最多的,特别是食品药品等复杂体系更是如此。所以,分析工作者经常说“快速前处理,是快检技术的关键”。食品检测中,前处理、检测、采样和数据处理所占时间的比例如下图所示:食品检测各个步骤花费时间的比例  图中表明:样品预处理占时间61%;检测分析占时间6%;采样6%;数据处理27%  所以在样品前处理时,分析工作者会根据不同样品、不同仪器、不同处理方法,选用不同的操作方法;例如:AAS样品的微波消解,温度的选择非常重要,如果选择过高,就会将被分析检测的样品组分挥发掉而产生误差;如果温度选择过低,就会因为温度不够,而使被分析检测的样品中的杂质,挥发不掉,影响整个分析检测数据的可靠性。全世界的科学家公认,样品前处理带来的分析误差约占总分析误差的30%以上。必须认真选择仪器的最佳条件[3]、[5]  对分析测试工作者而言,选择仪器条件是最重要的问题之一。例如:UVS的光谱带宽的选择非常重要,因为每种样品,都有自己的最佳分析测试的光谱带宽,只有在最佳分析测试的光谱带宽下进行分析测试,才能得到误差最小的分析测试数据。如果分析工作不在最佳光谱带宽下进行,就会产生较大的分析误差[1];作者在做青霉素钠分析检测时,选择0.3 nm光谱带宽,测试结果为0.865 Abs,选择光谱带宽为1.0 nm时,测试结果为0.825 Absolute,选择光谱带宽为0.2 nm时,测试结果为0.845 Abs;说明0.3 nm光谱带宽为最佳值。1.0 nm光谱带宽和0.3 nm光谱带宽测试结果相差为0.04 Abs,二者的相对误差△A/A=0.047(4.7%)。作者还在工作中碰到这样的问题:当选择光谱带宽为2.0 nm时,测试结果的误差小于0.5%。但是当光谱带宽为5 nm时,相对误差将达到2.7%。有些药厂用光谱带宽为5 nm的UVS来作质量控制时,仪器本身的相对误差就远远超过了我国药典规定的1%的要求,这个问题必须引起我国广大药检工作中的重视。  又如,HPLC的流动相选择(配制),非常重要,作者在作核酸和肽类物质分析检测时,开始采用 水:甲醇:磷酸=70:30:1的溶液做流动相,样品无法分开;后来改为 水:甲醇:磷酸=70:30:2的溶液做流动相,样品的分离状况开始明显改善,但是效果还是不好;再后来改为 水:甲醇:磷酸=70:30:3的溶液做流动相,结果分离效果非常好。为了选择最佳流动相的配制,作者又改为水:甲醇:磷酸=70:30:4的溶液做流动相,结果分离效果非常不好。这已经充分说明 水:甲醇:磷酸=70:30:3的溶液做流动相,分离效果最佳。  还有AAS分析测试工作中,如果PH值选择不当、或调0使用的溶剂不妥当,就有可能出现负峰。作者的实践表明:不能用水调0,而采用0.3%的硝酸水溶液调0,可以得到最佳的效果(具体细节请读者参考专著:李昌厚,《原子吸收分光光度计及其应用》,北京:科学出版社,2006)。  还有:AAS的仪器条件选择,也非常重要;特别是在干燥温度、灰化温度、原子化温度以及净化温度的选择方面,是用好石墨炉原子吸收分光光度计最重要的关键问题,它是所有从事原子吸收分光光度计使用的分析工作者必须高度重视的问题[7]。  第一,干燥温度的选择:首先,应该搞清楚什么叫干燥温度?应该选多少为宜?所谓干燥温度,就是指通过加温,使试样中的水份或溶剂蒸发掉的温度。一般水样的干燥温度应选100℃左右。对于有机试样最高可选130℃。 但是,有些科技工作者选取的干燥温度为80℃,水份或有机溶剂不能蒸发,所以,分析测试结果很不理想。干燥时间应根据样品体积而定,作者的实践表明,干燥时间一般取样品的微升数1~2(秒)。但是,必须注意,干燥时间与石墨炉的结构、加热方式、升温模式等有关,不能千篇一律。干燥阶段的升温方式的选择也很关键。作者的实践证明:干燥阶段的升温方式,最好是通过实验来寻找;如果分析工作者已知样品的性质,可以将温度快速升到略低于沸点,然后再缓慢的把温度升到刚好高于沸点,并且保持12~18秒。但是,实际分析工作中,样品基本上是未知的。 因此,如何选择升温方式很重要。尤其是有些样品很复杂,属于复杂体系、多组分的样品,例如:中药类、食品类的样品就特别需要注意这个问题。还有对各类生物样品也需要重视;例如:各种胃液、血液等。  干燥阶段还需要注意防止因为升温方式和升温速率的选择不恰当,而使样品发生飞溅现象,带来分析误差。这个问题许多科技工作者、特别是初学者不大注意,应该引起高度重视。  第二,灰化温度;什么叫做灰化温度? 应选多少为好?所谓灰化温度,就是通过加温,使试样中的基体灰化掉,只留下被测试样的温度。一般来讲,灰化温度的选择,要根据具体情况而定 例如如:作Cd时,一般选择灰化温度在500℃以下( 如:300℃;但是与所加的基体改进剂有关);作铜时一般选择800~900℃;(如果加某些基体改进剂,最多可选1200℃);又如:作As时,可选择300℃(如加钯和硝酸镁改进剂,则最多可选1200℃)。  灰化温度和升温方式的选择原则也很重要:根据作者的实践,灰化温度和升温方式灰化温度和升温方式的选择,一般是在不产生待测元素损失的原则下,尽量选用比较高的灰化温度,并采用阶梯升温方式。为了尽量多的排除共存物质,在升温时要注意设置一段保温时间(又叫保持时间);保温时间的长短,也是根据不同的加热方式和石墨炉的结构而定。  对于生物样品、油料样品或非常复杂的样品,为了能除去盐类、油类、生物基体等,应选择斜坡升温方式,将温度从低到高,慢慢地升到沸点或分解点,再保温一段时间。有时为了能除去更多的共存组分,可以考虑设置多个灰化阶段。 但前提只有一个,这就是不把被测样品灰发掉。特别需要注意的是,使用者要善于根据不同的仪器、不同的条件(环境)、不同的石墨炉、不同的加热方式等,灵活机动区别对待。千万不要生搬硬套。  第三,原子化温度;什么叫原子化温度?应选多少为好?所谓原子化温度,就是通过加温,使试样由分子状态变成原子状态的温度。原子化温度是由元素及其化合物的性质所决定的。最佳原子化温度应选择在刚好出现最大吸光度时对应的温度。 原则上应选择较高的原子化温度或吸光度峰值处的原子化温度。石墨管原子化温度的高低,除与被分析元素的性质有关外,还与基体改进剂有关。因此,原子化温度的选择既重要,又很复杂,要根据不同的具体情况具体进行选择。最佳原子化温度和最佳原子化时间可以用实验来决定;主要是通过实验,找到原子吸收信号的真正峰值(即最佳原子化温度)。原子化时间选择的原则是:必须使吸收信号能在原子化阶段回到基线。从开始到回到基线的整个时间,就是最佳原子化时间。一般来讲,在保证样品完全原子化的前提下,原子化时间越短越好。  第四,净化温度什么叫净化温度?应选多少为好?所谓净化温度,就是用比原子化阶段稍高的温度加热空烧石墨管,以此除去石墨管内上一次测试时样品的残渣,这个温度就叫做净化温度。作者的实践证明,对纵向加热的原子吸收仪器,一般净化温度可取2600℃~3000℃;横向加热的仪器,一般净化温度可取2200℃~2600℃。同时,净化时间也应重视;对纵向加热的仪器,一般净化时间为3~5秒;横向加热的仪器,一般净化时间为2~3秒。  要用好AAS学问很深、涉及的问题很多,作者认为本文中的四个问题,是直接影响分析检测数据可靠性的最关键的问题。如果读者想深入了解,请参考本文的参考文献。  因此,分析测试工作者,必须认真做好仪器条件选择,才能得到最佳分析检测数据,才能得到分析误差最小的分析检测结果。须了解仪器的性能指标对分析误差的影响  从事分析测试工作的科技工作者,特别是从事仪器分析的分析测试科技工作者,必须对分析仪器的主要性能技术指标有一定的了解;要懂得使用的仪器性能指标的物理意义、这些指标如何影响分析从事结果的误差;例如:光吸收类的仪器的波长范围、波长准确度、光谱带宽、噪声、基线平直度、杂散光等等是什么意思?它们对分析误差有多大的影响?分析测试的科技工作者,还必须认真选择分析测试时仪器的测试条件;例如:测试波长的选择(不同的测试波长,有不同的摩尔吸光系数,有不同的分析误差)、光谱带宽的选择(不同的光谱带宽,会产生不同的分析误差[3])、积分时间的选择(不同的积分时间,噪声的影响的大小不同,分析误差不同)等等;使用AAS仪器进行分析测试的科技工作者,火焰AAS有36个条件需要选择、石墨炉AAS有48个条件需要选择[5]、[7];使用HPLC仪器进行分析测试的科技工作者,必须重视用好HPLC的九个关键问题[9];使用激光拉曼仪器的科技工作者,必须重视对激光器的噪声、积分时间等的选择[10]。  仪器的性能指标决定仪器在使用中的分析误差;例如:仪器的噪声,它直接影响和限制分析误差。特别是光谱类、色谱类的仪器,它们有多大的噪声,就会增加多少分析误差。所以使用者一般都需要特别重视仪器的噪声。仪器的噪声一般分为光噪声、电噪声、综合噪声等等;现代分析仪器一般都采用降噪技术,例如:国产的激光拉曼光谱中,很多都采用了降噪技术:随着化学计量学的发展,仪器的软件、特别是各种算法突飞猛进,降噪技术发展也很快;例如:国产的785 nm激光器的ExR510便携式激光拉曼光谱仪(以下简称Exr510),由于采用了具有知识产权的降噪的专利技术,S/N在国际上独占鳌头。从软件算法上降N技术例子(降噪不降信号大小)  图中可见:背景、噪声都降低了,但是样品的信号强度没有降低。  下图是滑石粉在积分时间为500ms的情况下,降噪技术使用前后的效果:  图中可见:背景、噪声都降低了,但是样品的信号强度没有降低。  又如:积分时间的选择也是非常重要的;下图是不同积分时间下采集的滑石粉的原始谱图,激光波长为532.038 nm。采集样品的激光功率均为10级(约为200 mw),平均次数均为1次,积分时间分别为50 ms、500 ms、1000 ms、3000 ms、5000 ms。谱图如下:  图中可见:不同的积分时间,背景、噪声都不同;随着积分时间增加,样品的信号强度也增加了。但是积分时间增加后,噪声也增加了。  全世界科学家们公认:仪器分析工作中,其分析误差主要来自5个方面:样品前处理产生的误差约占总误差的30%左右;仪器本身的性能指标产生的分析误差,约占总分析误差的30%左右;仪器条件的选择,带来的分析误差占总分析误差的35%左右;仪器的原理理论产生的误差约占总误差的2%;环境影响(电场的干扰、磁场的干扰、周围的震动等等)约占3%左右。所以,分析测试工作者如果不重视仪器的性能指标选择和仪器条件的选择,就不能用好分析仪器,不能得到可靠性好的分析测试数据。认真掌握数据准确性判断的方法  认真掌握数据可靠性、准确性判断的方法是分析测试工作者必须重视的问题;一般分析检测工作者,大多采用以下方法判断数据的可靠性或准确性:  1)回收率的测定  由于工作中样品溶液与标准溶液基体一致是很难做到的,基体中有无干扰,可以通过加标回收实验确定。在样品中加入标准物质,测定其回收率,这是目前大多数实验室中,广大分析检测工作者常用而又方便确定准确度的方法。  注意:若样品浓度小于测定下限,则加入测定下限(标准系列浓度最低点)浓度。  2)测量方法与测量结果的朔源  测量方法至少包括抽样,样品前处理和仪器测定三个部分组成;除样品的代表性、合理的前处理外还要朔源到仪器的检定。当对某样品测定时,无论选用哪种分析方法,都要用化学组成形态与样品相似的标准参考物质,同时进行测量,只有标准参考物质的测量结果在证书值给定范围内,才能说明测量结果的可靠性。这也说明了标准参考物质的重要性。  3)不同方法的比较  ①当采用不同分析方法对同一样品进行重复测定所得结果一致;  ②采用不同类型仪器(紫外、液相;AAS、滴定等)对同一样品进行重复测定所得结果一致;  ③同一类型的不同仪器(不同型号的液相、不同型号的紫外等)对同一样品进行重复测定所得结果一致;  ④统计检验表明其差异不显著时,则可认为测试数据具有较好的准确度。  只有通过上述两种或多种方法比对测试,所得的结果一致,才能确定分析检测的数据的可靠性或准确性。这些方法也是广大分析测试工作者必须重视的问题。关于分析测试的人才问题  这个问题是困惑分析测试工作的关键之一,也是困惑很多科技管理人员的关键问题之一。作者认为以人为本,对从事分析测试工作的人的要求一般都很高;既要懂一些分析化学知识,又要懂一些分析测试方面的知识,还要懂一点仪器学方面的知识。分析测试的人才从哪里来呢?作者认为三个方面应该重视;  第一,从大专院校的有关毕业生中挑选,然后让他们在实际工作中锻炼成长;  第二,让科技工作者在实践中锻炼,放手大胆给他们压担子,扁担底下出秀才,这样可能会使科技工作者成长较快;  第三,从社会上找,请已经退休的各种专业技术人员来企业继续工作,主要对年轻的科技工作者传帮带,手把手教他们如何做分析测试工作。这个办法可能是行之有效的办法,值得分析测试领域的各类管理者重视。  主要参考文献:  [1] 阎军 胡文祥,《分析样品制备》,北京:解放军出版社,2003  [2] 陈小华 汪群杰,《固相萃取技术与应用》,北京:科学出版社,2010  [3] 李昌厚,《紫外可见分光光度计》北京:化学工业出版社,2005  [4] 李昌厚 《紫外可见分光光度计及其应用》,北京:化学工业出版社,2012  [5] 李昌厚,《原子吸收分光光度计及其应用》,北京:科学出版社,2010  [6] 李昌厚,《仪器学理论与实践》,北京:科学出版社,2008  [7] 李昌厚,《用好AAS的几个关键问题》,分析测试百科网,2020-8-17  [8] 曹文明(Wilmar Global R&D Center)学术报告:《粮油食品分析前处理及快速检测技术应用研究进展》,2017/09,上海仪器联盟样品前处理学术讨论会  [9] 李昌厚,《用好HPLC的九大关键问题》,仪器信息网,2020/2/26  [10] 李昌厚,《便携式激光拉曼光谱仪器及其应用的最新进展和有关问题》,仪器信息网2019/7/11  作者简介  李昌厚,男,中国科学院上海生物工程研究中心原仪器分析室主任、兼生命科学仪器及其应用研究室主任、教授、博士生导师、华东理工大学兼职教授,终身享受国务院政府特殊津贴。  主要研究方向:长期从事分析仪器研究开发和分析仪器应用研究。主要从事光谱仪器(紫外吸收光谱、原子吸收光谱、旋光光谱、分子荧光光谱、原子荧光、拉曼光谱等)、色谱仪器(液相色谱、气相色谱等)及其应用研究;特别对《仪器学理论》和分析仪器指标检测等方面有精深研究;以第一完成者身份,完成科研成果15项。由中科院组织专家鉴定,其中13项达到鉴定时国际上同类仪器的先进水平,2项填补国内空白;以第一完成者身份获得国家级和省部级科技成果奖5项(含国家发明奖1项);发表论文183篇,出版专著5本;现任中国仪器仪表学会理事、《生命科学仪器》付主编;曾任中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届、第六届付理事长;国家认监委计量认证/审查认可国家级常任评审员、国家科技部“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”重大仪器及其应用专项的技术专家组成员或组长、上海市科学仪器专家组成员、《光学仪器》副主编、《光谱仪器与分析》副主编、上海化工研院院士专家工作站成员等十多个学术团体和专家委员会成员等职。

  • 李昌厚教授:用好AAS的几个关键问题

    李昌厚教授:用好AAS的几个关键问题

      原子吸收分光光度计是分析化学领域中一种极其重要的光谱分析仪器,已广泛用于冶金工业、食品安全、环境监测等领域。原子光谱法具有检出限低,准确度高,选择性好,分析速度快,稳定性良好等优点。然而,要想使用好这一分析方法,需要较高的操作人员素质以及较为丰富的使用经验。若需获得理想的分析结果,则需要操作者选择适宜的阴极空心灯、灯电流、光谱带宽、灯温等。对于新手来说,这些问题常常成为“拦路虎”,阻拦着人们获得理想的检测结果。那么我们应该如解决这些困扰?就这些问题,中国科学院上海生物工程研究中心李昌厚教授带来了解答,期望为饱受其困扰的科技工作者们提供解决思路。0. 前言  原子吸收分光光度计是研究物质的原子对光吸收的仪器;紫外可见分光光度计是研究物质的分子对光吸收的仪器;因此,原子吸收分光光度计要将分子变成原子后才能进行原子吸收分析。这是原子吸收分光光度计与紫外分光光度计的根本不同点。  因为要将分子变原子,所以从仪器结构上讲,就多了原子化器部分,因此,影响原子吸收分光光度计分析结果可靠性的因素就会增多。所以,  用好原子吸收分光光度计的必须掌握的关键就比较多。本人的实践证和很多光谱仪器维修工作者的经验表明:AAS报修中75%以上不是仪器问题,而是使用问题。  经常有使用者发现自己的原子吸收分光光度计仪器“有问题”,打电话找制造厂维修,制造厂的工程师到场检查仪器后,告知仪器没有问题,而使用者坚持有问题。吵了很久,最后发现仪器真的没有问题,而是样品处理或仪器条件的选择有问题。这样的事例很多。  积作者多年使用、维修AAS的经验教训,认为要使用好原子吸收分光光度计,是一件非常复杂的事情。本文根据仪器学理论、作者的实践,总结了用好AAS的四个最关键的问题。可供有关科技工作者参考。1. 空心阴极灯类型的选择:  1.1 空心阴极灯选择的原则:谱线宽度要窄(发射的共振线半宽度要求明显小于吸收线半宽度),一般最窄的线光谱可达到0.005 nm;背景要小,次灵敏线要少;稳定性要好,如果采用直流电源,则一般要求SI达5×10-4、光强度要大;使用寿命要长。  1.2 空心阴极灯的类型和特点:  ① 普通型:单元素灯被普遍采用,特点是共振线窄、强度大、作单元素灯的材料成本低、价格便宜。一般的常规分析可以选择普通型空心阴极灯。  ② 高强度灯:比普通型的光强度大几十~几百倍;主要用于共振线在远紫外区的砷、硒等不灵敏元素的分析测试,还可用于稀土元素和有干扰的镍等的测试。但高强度灯的价格贵,一般很少使用。  ③ 无极放电灯;比普通型灯的强度大2~3个数量级,但价格贵,用者甚寡。  ④ 多元素灯;目前可同时分析2~7个元素的灯国外已有市售,国内已能生产2~5个元素的多元素灯。但多元素灯的发光强度低,各元素的发光强度不同,元素间的谱线相互有干扰。此类元素灯目前尚未普遍推广。只在某些专用原子吸收分光光度计上使用。如:北京普析通用的MB5(采用国产五元素灯)、MG2(采用国产两元素灯)、博晖等的医用原子吸收仪器都是如此。2. 灯电流的选择:  2.1 灯电流的选择的重要性原子吸收空心阴极灯的灯电流选择很重要,它直接决定光源的强度、直接影响仪器的信噪比(或灵敏度)。如果灯电流选择很小,会因为光强度小,而使仪器的信噪比会很小;有人认为灯电流小,噪声也小;其实不然,因为原子吸收分光光度计仪器的噪声包括电噪声和光噪声两部分;其中电噪声是整个仪器噪声的主要部分,光噪声一般都很小,如果采用脉冲电源,光噪声会更小(大多数原子吸收分光光度计采用脉冲电源)。所以,如果选择的灯电流很小,只能适当降低一些光噪声,但不能降低电噪声,不能真正改善仪器的信噪比。但是,灯电流小了以后,光信号将随之变小,使整机的信噪比变小。所以,过小的灯电流是不合适的。如果灯电流选择过大,虽说光信号增大了,但是相应的光噪声也增大了,还是不能提高仪器的信噪比。甚至会降低仪器的信噪比。因为灯电流大了以后,会使灯发热,造成漂移。因此,如何选择合适的灯电流,非常重要。  2.2 灯电流选择要注意的几个问题  ①灯电流不能太大也不能太小:在仪器噪声允许的前提下,较大的灯电流为好。但要与光电倍增管的负高压电源(-HV)和仪器整机的噪声综合考虑;  目前国产的原子吸收分光光度计中,绝大多数都是采用的日本浜松公司生产的R-928光电倍增管,其暗电流在1000V额定负高压的条件下,为2~5×10-9A。根据作者实测,如果负高压在500V左右时,其暗电流大约是2×10-9A。一般原子吸收分光光度计的光电倍增管的负高压大多在250~600V之内。如果仪器的噪声已经很大,光电倍增管就应选择较低的高压。同时,灯电流也要选择得小一点为好。  ②要注意防止多普勒增宽:当电流大到一定程度时,空心阴极灯的阴极溅射过程会使阴极周围的基态原子密度过大,这些基态原子吸收了激发态原子发射出来的能量,从而使发射能量下降,谱线增宽,这叫做多普勒增宽,反而使吸收峰变矮。因此,灯电流不能太大。  ③ 要注意自吸现象的两重性:这种基态原子吸收激发态原子发射能量的现象叫做自吸现象,它对分析测试有害,但可用来扣背景。在常规的分析测试工作中要防止自吸现象的产生。  ④ 灯电流选择一般着眼于五个基本点;电流调整率(Si)、漂移(SD)、纹波(SR)、、光谱带宽(SBW)、光电倍增管负高压(-HV)。  一般情况下,如果采用直流供电,灯电流可以取半功率点。如:额定电流为10 mA,可以取5 mA左右。但是,很多科技工作者在实际工作中,选择的灯电流太小,有人选2 mA的灯电流,似乎太小。因为2 mA电流时,灯并未满足正常工作的条件。3. 光谱带宽(SBW)的选择:  光谱带宽(SBW)选择的重要性光谱带宽影响原子吸收分光光度计的分析测试结果的准确度。原子吸收使用的是线光源,其光谱带宽很窄,按理说,光谱带宽(SBW)并不重要。但是原子吸收仪器的光噪声很大(特别是火焰)。如果光谱带宽选择很小,可以减少进入主光路的杂散光。反之,会增大仪器杂散光的影响。因此,原子吸收分光光度计的使用者要重视对光谱带宽的选择。原子吸收分光光度计的光谱带宽一般为0.1、0.2、0.5、1.0 、2.0 nm等档次。根据作者长期使用各类光谱仪器、特别是使用原子吸收分光光度计的实践,提出了选择光谱带宽的八个原则:  ①与灯电流的关系;灯电流大,光谱带宽可以小一点,反则反之;  ②与元素灯的灵敏线和次灵敏线的间距关系;小者光谱带宽可以小一点,反则反之;  ③与元素灯灵敏线的强度大小的关系;强度大,光谱带宽可以小一点,反则反之;  ④与试样浓度的关系;浓度大,光谱带宽可以小一点可小,反则反之;,  ⑤与光电倍增管高压的关系;高压高,光谱带宽可以小一点可小,反则反之;  ⑥与原子化器的温度的关系;温度越高,光谱带宽可以小一点,反则反之;  ⑦与原子化器的雾化效率的关系;雾化效率高,光谱带宽可以小一点,反则反之;  ⑧与边缘能量的关系;边缘能量大,光谱带宽可以小一点,反则反之;4. 四种温度的选择:   干燥温度和灰化温度和原子化温度以及净化温度的选择是用好石墨炉原子吸收分光光度计最重要的问题,可以说它是石墨炉原子吸收分光光度计使用好坏的关键。它是所有原子吸收分光光度计使用者必须高度重视的问题。  4.1 干燥温度  什么叫干燥温度?应该选多少为宜?所谓干燥温度,就是指通过加温,使试样中的水份或溶剂蒸发掉的温度。一般干燥温度应选100左右℃。对于有机试样最高可选130℃。 但是,有些科技工作者选取的干燥温度为80℃,水份或有机溶剂不能蒸发,所以,分析测试结果很不理想。干燥时间应根据样品体积而定,作者的实践表明,干燥时间一般取样品的微升数1~2(秒)。但是,必须注意,干燥时间与石墨炉的结构、加热方式、升温模式等有关,不能千篇一律。干燥阶段的升温方式的选择也很关键。作者的实践证明:干燥阶段的升温方式,最好是通过实验来寻找;如果分析工作者已知样品的性质,可以将温度快速升到略低于沸点,然后再缓慢的把温度升到刚好高于沸点,并且保持12~18秒。但是,实际分析工作中,样品基本上是未知的。 因此,如何选择升温方式很重要。尤其是有些样品很复杂,属于复杂体系、多组分的样品,例如:中药类、食品类的样品就特别需要注意这个问题。还有对各类生物样品也需要重视;例如:各种胃液、血液等。  干燥阶段还需要注意防止因为升温方式和升温速率的选择不恰当,而使样品发生飞溅现象,带来分析误差。这个问题许多科技工作者、特别是初学者不大注意,应该引起高度重视。  4.2 灰化温度  什么叫灰化温度? 应选多少为好?所谓灰化温度,就是通过加温,使试样中的基体灰化掉,只留下被测试样的温度。一般来讲,灰化温度的选择,要根据具体情况而定  如:作Cd时,一般选择灰化温度在500℃以下( 如:300℃;但是与所加的基体改进剂有关);作铜时一般选择800~900℃;(如果加某些基体改进剂,最多可选1200℃);又如:作As时,可选择300℃(如加钯和硝酸镁改进剂,则最多可选1200℃)。  灰化温度和升温方式的选择原则:根据作者的实践,灰化温度和升温方式灰化温度和升温方式的选择,一般是在不产生待测元素损失的原则下,尽量选用比较高的灰化温度,并采用阶梯升温方式。为了尽量多的排除共存物质,在升温时要注意设置一段保温时间(又叫保持时间);保温时间的长短,也是根据不同的加热方式和石墨炉的结构而定。  对于生物样品、油料样品或非常复杂的样品,为了能除去盐类、油类、生物基体等,应选择斜坡升温方式,将温度从低到高,慢慢地升到沸点或分解点,再保温一段时间。有时为了能除去更多的共存组分,可以考虑设置多个灰化阶段。 但前提只有一个,这就是不把被测样品灰发掉。特别需要注意的是,使用者要善于根据不同的仪器、不同的条件(环境)、不同的石墨炉、不同的加热方式等,灵活机动区别对待。千万不要生搬硬套。  4.3 原子化温度  什么叫原子化温度?应选多少为好?所谓原子化温度,就是通过加温使试样由分子状态变成原子状态的温度。原子化温度是由元素及其化合物的性质所决定的。最佳原子化温度应选择在刚好出现最大吸光度时对应的温度。 原则上应选择较高的原子化温度或吸光度峰值处的原子化温度。石墨管原子化温度的高低,除与被分析元素的性质有关外,还与基体改进剂有关。因此,原子化温度的选择既重要,又很复杂,要根据不同的具体情况具体进行选择。  最佳原子化温度和最佳原子化时间可以用实验来决定;主要是通过实验,找到原子吸收信号的真正峰值(即最佳原子化温度)。原子化时间选择的原则是:必须使吸收信号能在原子化阶段回到基线。从开始到回到基线的整个时间,就是最佳原子化时间。一般来讲,在保证样品完全原子化的前提下,原子化时间越短越好。  4.4 净化温度  什么叫净化温度?应选多少为好?所谓净化温度,就是用比原子化阶段稍高的温度加热空烧石墨管,以此除去石墨管内上一次测试时样品的残渣,这个温度就叫做净化温度。作者的实践证明,对纵向加热的原子吸收仪器,一般净化温度可取2600℃~3000℃;横向加热的仪器,一般净化温度可取2200℃~2600℃。同时,净化时间也应重视;对纵向加热的仪器,一般净化时间为3~5秒;横向加热的仪器,一般净化时间为2~3秒。   要用好AAS学问很深、涉及的问题很多,作者认为本文中的四个问题,是直接影响分析检测数据可靠性的最关键的问题。如果读者想深入了解,请参考本文的参考文献。  主要参考文献  1、李昌厚著,原子吸收分光光度计及其应用,北京:科学出版社,2006  2、李昌厚著,仪器学理论与实践,北京:科学出版社,2008  作者简介  李昌厚,男,中国科学院上海生物工程研究中心原仪器分析室主任、兼生命科学仪器及其应用研究室主任、教授、博士生导师、华东理工大学兼职教授,终身享受国务院政府特殊津贴。  主要研究方向:分析仪器及其应用研究。长期从事光谱仪器(紫外吸收光谱、原子吸收光谱、旋光光谱、分子荧光光谱、原子荧光、拉曼光谱等)、色谱仪器(液相色谱、气相色谱等)及其应用研究;特别对《仪器学理论》等有精深研究;以第一完成者身份,完成科研成果15项。由中科院组织专家鉴定,其中13项达到鉴定时国际上同类仪器的先进水平,2项填补国内空白;以第一完成者身份获得国家级和省部级科技成果奖5项(含国家发明奖1项);发表论文183篇,出版专著5本;现任中国仪器仪表学会理事、《生命科学仪器》付主编;曾任中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届、第六届付理事长;国家认监委计量认证/审查认可国家级常任评审员、国家科技部“十五”、“十一五”、“十二五”和“十三五”重大仪器及其应用专项的技术专家组成员或组长、上海市科学仪器专家组成员、《光学仪器》副主编、《光谱仪器与分析》副主编、上海化工研究院院士专家工作站成员等十多个学术团体和专家委员会成员等职务。