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1、原子吸收分光光度计的主要技术指标（定义、重要性、对分析误差的影响、测试方法） 3.1 原子吸收分光光度计技术指标的分类 原子吸收分光光度计的技术指标分为两类：功能技术指标和性能技术指标。有些原子吸收分光光度计制造者或使用者，往往非常重视仪器的功能技术指标，而忽视性能技术指标；他们在制造或挑选的原子吸收分光光度计时，往往在功能技术指标上下了很多功夫，以致制造出来或挑选到的原子吸收分光光度计功能很全，但性能技术指标不好，仪器的灵敏度不够，或稳定性差，不能满足使用要求。我们认为：如果不注重原子吸收分光光度计的性能技术指标，使用时就会因为仪器的性能技术指标不好而产生很大的分析误差，致使测量数据很不准确
2、。这是不了解功能指标和性能指标的区别和各自重要性的结果。这个问题，很值得广大原子吸收分光光度计科技工作者重视。我们将全面、详细讨论这些问题。3.1.1 功能技术指标一般是指仪器的软件；如：控制、数据处理、自动化程度、扣背景方式等。它是现代化原子吸收分光光度计的重要组成部分，也是衡量原子吸收分光光度计水平的重要技术指标之一，将在第五章讨论这个问题。3.1.2 性能技术指标是指原子吸收分光光度计的影响分析测试准确度的指标。例如：波长准确度、光谱带宽、特征浓度、特征量、噪声、检测限、精密度（RSD）、基线漂移等等；它们是影响使用者的分析误差、影响分析结果的可靠性的最主要因素，是非常重要的关键技术指标
3、。一般科技工作者平日所说的技术指标都应该是指性能技术指标。但是目前国内外有不少科技工作者对原子吸收分光光度计的性能技术指标认识不全面。很多使用者在评价或挑选原子吸收分光光度计的时候，往往有重视功能技术指标，而不重视或不大重视性能技术指标的倾向。所以，经常上当。这个问题应该引起广大原子吸收分光光度计使用者的高度重视。3.2 波长范围：3.2.1 波长范围的重要性原子吸收分光光度计的波长范围，指的是原子吸收分光光度计能满足使用要求的使用波长范围；一般原子吸收分光光度计的波长范围为 190-900nm ；个别采用中阶梯光栅的原子吸收分光光度计，其波长范围为 190875 nm。但是有些国产原子吸收分
4、光光度计，使用的是一般平面光栅，其波长上限只给到 860mm 或 875nm；这种原子吸收分光光度计的适用性将受到很大影响。因为，使用时，如果测 Cs，其特征吸收波长为 852.1nm，如果仪器波长上限只有 860 nm 或 875nm ，将会出现边缘能量不足，此时会降低仪器的信噪比，使灵敏度大大下降。如果原子吸收分光光度计的波长下限只能到达 195 nm，也是不实用的；因为 As 是一种经常要使用原子吸收分光光度计分析的元素，同时，又是用来检查测试原子吸收仪器的边缘能量的重要元素。它的特征吸收波长为 193.7nm，所以，原子吸收分光光度计的波长下限必须达到 190 nm 才行，否则将影响其
5、适用性。原子吸收分光光度计的波长范围直接限制仪器的适用性（使用范围），是重要的性能技术指标。即：如果原子吸收分光光度计的波长范围达不到 190900 nm，它的适用性将受到限制。（中阶梯光栅的原子吸收分光光度计除外）。3.2.2 波长范围的测试方法：目前，国内外的光谱仪器制造者，都忽视波长范围的测试方法；一般在光谱仪器出厂前，制造者都不对波长范围进行测试，但在说明书等资料中又盲目的写出仪器的波长范围，这是不合适的。使用者在选购原子吸收分光光度计时，往往不重视波长范围的可靠性，不对波长范围进行实际测试，结果，买回来的仪器，往往在波长范围两端都不好用或不能用（边缘能量差）。我们对波长范围的测试，作
6、过较多研究：首先，测出原子吸收等光谱仪器整机波长范围内的低端和高端的噪声（根据测试噪声的标准规定测试）；再测试仪器波长范围两端的信号；而后，根据信噪比大于等于 2 的原则，适当留有余量，取信噪比大于等于 3 的原则。取能保证信噪比大于等于 3 的波长范围，则定为原子吸收仪器的波长范围。如果测试结果，仪器的低端在 190nm 不能保证信噪比大于等于 3，则测试 195nm 的信噪比、200nm 的信噪比，直到仪器在某波长上能达到信噪比大于等于 3，则确定为波长范围的下限；同样的方法，测试仪器的波长范围的高端，从 900nm 开始，向下测试，哪个波长处能达到信噪比大于等于 3，则确定为波长范围的上
7、限。这种测试方法，可以避免仪器给出虚的波长范围，可以保证制造者原子吸收分光光度计的有效、实用的波长范围。同样，可以保证使用者能挑选到货真价实的原子吸收分光光度计。但是，我们的这种做法是一种高标准的做法。如果适当降低标准，但能满足使用要求，也可以取信噪比大于等于 2。并且也符号国家或国际接轨的要求。3.3.波长准确度：3.3.1 波长准确度的定义和重要性所谓波长准确度，是指波长的实际测定值与理论值（真值）的差。原子吸收分光光度计的波长准确度也是很重要的技术指标。特别是在对不同仪器的测试结果进行比较时，波长准确度更显得重要。例如：我们要比对两台原子吸收分光光度计对同一样品的分析测试结果，如果仪器的
8、波长准确度不好，就无法进行比较。或比较不出正确的结果。因为，对同一物质，在不同波长测试时，就会有不同的灵敏度，因而，即使是同一样品，测试的数据就会不相同。这对国家的计量法执法部门（计量局所属的测试所、已通过计量认证的分析测试中心等单位）非常重要。如果我们使用者要用一台原子吸收分光光度计作定量分析时，若仪器的波长准确度不好，也会因仪器的波长误差，而产生很大的分析误差。因此，原子吸收分光光度计的波长准确度非常重要，它是制造者和使用者们应该引起重视的一个技术指标。有的科技工作者讲：“光谱仪器中没有准确度一说”。他们讲：“精密度或重复性就是准确度”。这也是一个很错误的糊涂概念；精密度或重复性是指的多次
9、测量中的离散性。如：3次或 5 次测量中最大值与最小值之差即为重复性。而准确度则是指实际测量的值与真值或理论值之差。精密度和准确度是完全不同的两个概念。不管仪器多么简单，测试结果的数据是否准确，都是有要求的。Owen 为了说明准确度（Accuuracy）和精密度（Precision）或重复性的区别，为了澄清国际上的错误观念，用打靶的例子作了精辟的说明；详见下图所示。从图中可以非常清楚的看到：光谱仪器中在波长测试时，既有准确度的问题，又有精密度（重复性）的问题；这是原子吸收分光光度计的设计者、使用者必须认真对待的重要问题。3.3.2 波长准确度的测试方法：原子吸收分光光度计波长准确度的测试，一般
10、制造者或使用者的作法很不一致；有人用汞灯的特征波长、有人用各种空心阴极灯的特征波长、有人用氘灯的特征波长、还有人用 HeNe 激光器等来测试。本人研究过共 13 种测试方法；这里只讲常用的、大家应该掌握的两种，供参考。3.3.2.1 利用汞灯的特征谱线测试波长准确度目前，国内外的许多生产厂，都直接在原子吸收分光光度计上用汞灯测试波长准确度；具体作法是：将仪器的光源拆下，用标准灯代替原光源，来测试标准光源灯的各条特征谱线，各条特征谱线的测量值与理论值之差，就是波长准确度。使用汞灯测试时，一般设置波段范围为 245nm560nm，光谱带宽为 0.3nm 左右，测量方式设置为能量测量；样品为空气（样
11、品和参考均为空气），进行波长扫描。而后将汞灯的各特征波长的测量值与其相应的理论值相减，从所得的数据中选最差者就是波长准确度。一般应重复三次，取三次中最差的数值作为仪器的波长准确度。W.Sammer 曾详细报道过汞灯的特征谱线；Shimadzu 曾详细报道过低压汞灯具有 194.1、253.7、265.4、270.0、280.5、289.4、292.5、296.7、302.2、313.2、334.2、365.0、404.7、407.8、435.8、491.6、546.1、577.0、579.0 等特征谱线。Rand、Balcom、Shimadzu 以及 Walked 等，都先后用汞灯的特征谱线测
12、试过光谱仪器的波长准确度。国内也有许多科技工作者用汞灯测试波长准确度；本人曾用国产（上海灯泡厂）GGQ80 仪用高压汞灯，对 WDS3、55W、56W 等不同型号的光栅单色仪测试的波长准确度进行测试，得到了满意的结果。3.3.2.2 用某些元素灯（空心阴极灯）的特征波长测试波长准确度很多制造商，往往用某些元素灯（空心阴极灯）的特征波长测试波长准确度。如：用镉（Cd）灯、锌（Zn）灯、铟（In）灯来测试波长准确度。这些灯，我国的上海光电器件公司等都有售。对“灯”要求？目前，国际上的原子吸收分光光度计的波长准确度，一般为0.1 nm0.5nm 。但特殊的AAS 波长准确度可到达0.005nm（如：
13、Jena 公司的 ContrAA）。这里特别需要指出的是：波长准确度的国际接轨的正确表示方法，是用“峰峰”值，并且，应该在有效数字前面加“”符号。国内外许多科技工作者，往往不了解波长准确度的物理概念，所以经常有人给出的波长准确度不带“”符号。这个问题特别需要引起广大科技工作者们重视。3.4 波长重复性：3.4 .1 波长重复性的定义和重要性波长重复性是指多次波长测试数据的离散性或者说是指多次波长测试数据的符合程度；波长重复性又称波长精密度。波长重复性同样是非常重要的性能技术指标。和波长准确度一样，因为对同一物质，在不同波长测试时，就会有不同的灵敏度，因而，即使是同一样品、同一个人，测试的数据也
14、会不相同。如果一台原子吸收分光光度计的波长重复性不好，就等于每次分析测试时所用的波长是不同的，不可能得到可靠得分析结果。因此，一台原子吸收分光光度计的波长重复性不好是绝对不能满足使用要求的。3.4 .2 波长重复性的测试方法波长重复性的测试方法，一般是取波长准确度的三次（或五次）测试的结果中，最大值与最小值之差作为波长重复性。也可取三次测试的平均值，与三次测试中的最大值（或最小值）之差作为波长重复性。还又人用多次测试曲线的包罗线的中线的最大最小值之差作为波长重复性。具体操作很简单，此不赘述。经常见到有人说某某原子吸收分光光度计的波长重复性为“0”。如：某研究人员在研究报告中，对设计波长重复性指
15、标为 0.2nm 的原子吸收分光光度计，在自检报告中写：“实测波长重复性数据为 0”。这是不对的。这个数据的正确写法应是：波长重复性优于 0.2nm，或小于 0.2nm； “未检出”？原子吸收分光光度计的波长重复性一般为 0.1 nm0.3nm。并且，波长重复性经常取波长准确度绝对值的一半；如：波长准确度为0.3nm，则波长重复性为 0.15 nm。3.5 光谱带宽（SBW）：3.5.1 光谱带宽定义和重要性：所谓光谱带宽，是指光谱仪器单色器出射狭缝谱面上每 mm 的光谱数，单位为 nm。其数学表达式为：SBW=(d/mm)b ；或 SBW=(d/dL)b 但 ：（dL /d）mf/d cos
16、q ； 所以， SBW 还与焦距 f 有关（用户手中的仪器焦距是固定的）。SBW 与出射狭缝的几何宽度成正比，与单色器的物镜焦距、被使用光栅的光谱级数等有关。这里应特别强调的是光栅问题；许多原子吸收分光光度计的制造者和使用者，在光栅问题上存在许多概念不清的问题。如：1200 条/mm 的光栅与 1800 条/mm 的光栅哪一个好、光栅在原子吸收分光光度计中的作用等等，请读者参考有关文献。 李昌厚. 原子吸收分光光度计中光栅的设计及选择，分析测试技术与仪器， 2005. 11（3）：167169。光谱带宽是光谱仪器分辨率的真实体现。目前，国内外许多科技工作者往往用“分辨率”来表征两条邻近光谱线能分开的程度。其实，国际上早已废除这种表示方法，并明确规定用光谱带宽来表示分辨率；因为用“分辨率”的概念来表示两条邻近光谱线能分开的程度，只是一个相对值（百分数），没有具体光谱带宽度（nm）的数据。而用光谱带宽，则既具体（对于固定光谱带宽的光谱仪器，其光谱带宽大小就是分辨率的大小；对可变光谱带宽的光谱仪器，其最小光谱带宽档就
