原子吸收分光光度法 atomic absorption spectrometry

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1 原子吸收分光光度法 atomic absorption spectrometry
09中药第3小组

2 原子吸收分光光度法(AAS)：基于从光源辐射出待测元素的特征谱线，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，由特征谱线被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。

3 1.选择性高，干扰少。共存元素对待测元素干扰少，一般不需分离共存元素。
原子吸收分光光度法特点： 1.选择性高，干扰少。共存元素对待测元素干扰少，一般不需分离共存元素。 2.灵敏度高。火焰原子化法：10-9g/mL；石墨炉： 10-13g/mL 。 3.测定的范围广。可以测定70多种元素。 4.操作简便、分析速度快。 5.准确度高。火焰法误差<1% ，石墨炉法3%-5％。

4 原子吸收分光光度法（AAS） 分析原理 分析对象 定量方法 应用举例

5 AAS分析原理

6 AAS分析原理 一.原子吸收线的产生 共振线 元素的共振线是所有谱线中最灵敏的谱线，是元素测定的特征谱线。
原子吸收产生：原子外层电子在能级之间的跃迁。 原子外层电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线 共振吸收线： 共振线 原子外层电子从第一激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线。 共振发射线： 元素的共振线是所有谱线中最灵敏的谱线，是元素测定的特征谱线。

7 AAS分析原理 二.原子吸收线的形状及谱线变宽
原子光谱理论上产生线状光谱，吸收线应是很尖锐的，但是由于种种原因造成谱线具有一定的宽度，一定的形状，即谱线的轮廓。

8 AAS分析原理 谱线变宽原因： 1.自然宽度：没有外界影响时，谱线的固有宽度。 2.多普勒变宽：由于原子在空间作无规则运动引起的谱线变宽。
3.压力变宽：辐射原子与其他粒子相互作用而产生的谱线变宽。 4.自吸变宽：由自吸现象（共振线被灯内同种基态原子所吸收）而引起的谱线变宽。 5.场致变宽：在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂，从而导致谱线变宽。 主要影响因素：多普勒变宽和压力变宽。

9 AAS分析原理 A=K’C 原子吸收光谱的测量： 峰值吸收代替积分吸收的必要条件： 吸收线 原子吸收定量公式:
在实际工作中，由于积分吸收测定很困难我们通常用峰值吸收代替积分吸收。 峰值吸收代替积分吸收的必要条件： 1）发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致。 2）发射线的半宽度远小于吸收线的半宽度(1/5~1/10)。 吸收线 A=K’C 原子吸收定量公式: 在实际工作中，我们只需要测得中心波长处吸光度值，就可以求出待测元素的浓度和含量 发射线

10 空心阴极灯 无限放电灯 光源 原子吸收分光光度计主要部件 火焰原子化器 石墨炉原子化器 原子化器 单色器 光栅 检测器 光电倍增管、CCD等

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12 原子吸收分光光度计 一、光源 空心阴极灯构造

13 原子吸收分光光度计 二、原子化器 1、火焰原子化器 主要由雾化器、混合室和燃烧器组成。

14 原子吸收分光光度计 2、非火焰原子化器

15 原子吸收分光光度计 三、单色器（分光器） 分光器由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成，其作用是将所需要的共振吸收线分离出来。分光器的关键部件是色散元件，现在商品仪器都是使用光栅。光栅放置在原子化器之后，以阻止来自原子化器内的所有不需要的辐射进入检测器。

16 原子吸收分光光度计 四、检测器 原子吸收光谱仪中广泛使用的检测器是光电倍增管，最近一些仪器也采用CCD作为检测器。

17 AAS分析对象

18 AAS分析对象 呈原子状态的金属元素和部分非金属元素。
大多系因原料中混入，或生产工艺中曾接触过而 可能残留的品种；其中钡盐的存在，曾导致严重的医疗事故；而铁盐的存在，则可能加速药物的氧化、降解；因此，必须根据所用原材料和生产工艺，制订检查的内容和要求。

19 AAS分析对象 2010版《中国药典》中对西洋参、甘草、白芍、丹参、金银花、黄芪等的重金属及有害元素检查采用原子吸收分光光度法检测，并规定上述药材中铅（Pb）不得超过百万分之五;镉（Cd）不得超过千万分之三；汞（Hg）不得超过千万分之二；砷（As）不得超过百万分之二；铜（Cu）不得超过百万分之二十。

20 AAS定量方法

21 AAS定量方法 标准曲线法 适用于组成简单试样的分析。 cx A1 A2 A3 A4 A5 c1 c2 c3 c4 c5
c1 c2 c3 c4 c5

22 AAS定量方法 2.标准加入法 1）计算法 待测试样体积：Vx 待测试样浓度：cx 待测试样吸光度：Ax 标准溶液体积： Vs
标准溶液浓度： cs 加入标准溶液后混合溶液吸光度： Ax+s

23 AAS定量方法 2）作图法 cx A0 A1 A2 A3 c0 2c0 3c0 试样号 1 2 3 4 浓度 cx cx+c0 cx+2c0
吸光度 A0 A1 A2 A3 2）作图法 A0 A1 A2 A3 c0 2c0 3c0 cx

24 AAS定量方法 使用标准加入法应注意以下几点： 1）被测元素的浓度应在通过原点的标准曲线的线性范围内。
2）最少采用四个点来作外推曲线，并且第一份加入的标准溶液浓度与被测元素的浓度差别不能太大，以免引起较大误差。 3）标准加入法应该进行试剂空白的扣除。 4）此法可消除基体效应带来的影响，但不能消除背景吸收。

25 AAS应用举例

26 AAS应用举例 由于原子吸收分光光度法在试样中元素的含量测定方面，不仅灵敏度高，选择性和重现性好，干扰少，操作简便快捷，应用范围广，而且不论样品 的固、液、气体，是无机物，还是有机物，都可进行测定。在药物分析中已到广泛应用，中药制剂及中药材中杂质金属离子的限度检查、重金属及有害元素的检测等。 下面给大家举两个实例，使同学们更加深入的了解原子吸收分光光度法在重金属离子含量测定中的重要应用。

27 中药柴胡中微量格的测定 （1）测定条件： 波长 357.87nm 灯电流 6mA 通带 0.4nm 空气流量 5L/min
例一 ： 中药柴胡中微量格的测定 （1）测定条件： 波长 nm 灯电流 6mA 通带 0.4nm 空气流量 5L/min 燃烧器高度 6.5nm 乙炔流量 1.6L/min

28 （2）主要试剂： 1）硝酸（超纯）、盐酸（G.R.）、双氧水（30%）（G.R.）、氯化铵（G.R.）、溴化十六烷基吡啶（CPB,G.R.）、氯化钙（G.R.）。 2）铬标准储备液：1mg/ml 3）铬标准系列：0.2ug/ml、0.4ug/ml、 0.8ug/ml、1.2ug/ml（各标准液系列中均含3%Hcl、3%双氧水、0.25%CPB、1%的氯化铵和1.6%的氯化钙） 4）干扰抑制液：称取2.5gCPB，加入20ml无水乙醇温热溶解，再加入10g氯化铵和16.5g氯化钙，用二次蒸馏水溶解并定容为100ml，此液位混合干扰抑制液。

29 （3）试样处理：洗净烘干药材、粉碎、置烘箱95℃2-3小时，冷后置于干扰抑制液。
（4）试样消化和试样制备：取试样2g，精密称定，于100ml高型烧杯中，加入约30ml硝酸，盖上表皿，让试样在室温下过夜，次日在电热板上小心加热，缓慢消化样品液至5ml，分次滴加4-8ml双氧水，继续缓慢消化蒸发至干，将硝酸赶尽，再用适量二次蒸馏水温热溶解残渣并定容为5ml，得淡黄色原始试样溶液。吸取该试样溶液2ml，加入混合干扰抑制液0.3ml，补加0.7ml含3%盐酸、双氧水的介质溶液，摇匀即得待测溶液。

30 （5）标准曲线绘制和试样的测定：按测定条件同时测定标准系列和试样的吸光度，绘制标准曲线，求出试样中铬的浓度（ug/g）,进而求出中药柴胡中铬的含量。
其他中药材铬元素的含量也可按本法测定。

31 AAS应用举例 例二 ： 用胶囊封装药物，一般都是对食道和胃粘膜有刺激性的粉末或颗粒，易于挥发、在口腔中易被唾液分解等原因的药品。采用胶囊既可以保护了药物药性的完好，也保护了人体的消化器官。可见胶囊在药品中得到了越来越多的应用，尤其明胶胶囊是世界上最受欢迎的两节式胶囊，所以对明胶空心胶囊的检测也应得到充分的重视。目前在《中国药典》（2010版）明胶空心胶囊最新标准中已经明确规定了对重金属铬的含量要求和检测方法，采用原子吸收分光光度的方法检测明胶空心胶囊中铬的含量。

32 AAS应用举例 1材料与方法 1.1样品 由制药厂提供的明胶空心胶囊 1.2仪器与试剂
原子吸收分光光度仪；Cr元素空心阴极灯；搅拌电机；马弗炉；浓盐酸：优级纯；1000μg/mL铬标准溶液液；实验用水均为去离子水。

33 AAS应用举例 1.3原子吸收测定条件 波长357.9nm；狭缝0.2nm；灯电流3mA；火焰类型为空气-乙炔，富燃；燃烧头高度10mm。
1.4样品预处理 将明胶空心胶囊用搅拌电机粉碎，混合均匀，准确称取5.000g于100mL坩埚中，盖上坩埚盖置于马弗炉中缓慢升温，在600℃条件下，加热3h以上，直至胶囊样品完全碳化，并变为白色粉末。用1mL盐酸溶解样品，将溶液移入比色管中，定容10mL，待测。同上做空白实验。

34 AAS应用举例 1.5标准曲线的绘制及样品的测定
铬标准溶液的配制：先将1000μg/mL铬标准溶液稀释成100μg/mL铬储备液。吸取铬储备液，配制成铬的标准溶液系列为0.0、2.0、4.0、6.0、8.0μg/mL，加入5%盐酸定容至100mL容量瓶中。在测定标准系列的同样条件下，测定样品溶液和空白对照溶液。由测得的样品含量值减去空白对照的含量值，查标准曲线得到待测元素的浓度。 计算：按下式计算明胶空心胶囊中铬元素的含量： X=(C1-C0)V/m 式中：X：明胶空心胶囊中铬元素含量（mg/kg）；C1：测定样品中铬元素的含量（g/L）；C0：空白液中铬元素含量（g/L）；V：试样总体积，m：试样质量（g）。

35 厂家编号 Cr含量（mg/kg） RSD（%）
AAS应用举例 2结果与讨论 2.1样品测量结果 2.1.1标准工作曲线 对铬标准溶液进行测定，获得标准工作曲线，其回归方程为y=0.0079*X 。相关系数r= 。 2.1.2样品测定结果（见表1） 表1明胶空心胶囊中Cr含量的测定结果 厂家编号 Cr含量（mg/kg） RSD（%） 由明胶空心胶囊的测试结果可以看出，Cr的含量都符合2010版《中国药典》中不超过百万分之二的规定。

36 AAS应用举例 2.2方法精密度和检出限 采用本方法对试样空白溶液平行测量11次，用3倍标准偏差除以校准曲线斜率，求出Cr的检出限为0.19μg/ml，方法的相对标准偏差RSD为2.14%。 2.3方法的重复性试验 精密称取明胶空心胶囊平行样品5份，按照前面提到的试样溶液制备方法和仪器测定的条件进行测定，5次测定的吸光度RSD为1.9%。

37 AAS应用举例 2.4方法的回收率计算 取某一明胶空心胶囊做回收率试验。精密称取1.0g，共9份，分为三组，每组分别加入浓度为100μg/mL的铬标准储备液0.1，0.15，0.2mL测定加标回收率，如表2所示。 表2回收率试验 样品编号 加标量（μg） 回收率（%）

38 AAS应用举例 2.5讨论 （1）对明胶空心胶囊的重金属含量在《中国药典》（2010版）的标准中已经明确规定，铬的含量不得超过2 mg/kg。对于本次检验的五家药厂的明胶胶囊中铬的含量全都符合要求。 （2）实验结果表明，由火焰原子吸收分光光度法测定明胶空心胶囊中的铬含量，操作简单，具有很好的重现性及较高的准确度，可以作为石墨炉原子吸收检测胶囊中铬含量方法的辅助测试。

39 本节小结 原子吸收分光光度法 待测原子从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随原子吸收光谱的产生。 基本原理
分析对象 主要是药品中的金属离子和重金属离子。 定量方法 标准曲线法和标准加入法

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