赛默飞 iCE™ 3300 单火焰原子吸收光谱仪（AAS） 的核心分析原理基于 原子吸收光谱法。通过火焰原子化器将样品中的待测元素转化为基态原子，并利用这些基态原子对特定波长光的吸收，测定元素的浓度。以下是该仪器的详细工作原理：

1. 样品原子化原理

火焰原子化 是 iCE™ 3300 的核心原子化方式：

1. 样品雾化：

• 样品溶液通过雾化器被雾化为微小液滴，与燃气（如乙炔）和助燃气（如空气或氧化亚氮）混合后进入燃烧器。

2. 液滴蒸发：

• 在火焰高温下，液滴中的溶剂被迅速蒸发，留下固体颗粒。

3. 样品分解与原子化：

• 火焰温度进一步分解固体颗粒，将样品中的化合物转化为自由基和基态原子。

• 基态原子分布在燃烧器的原子化区，为后续吸收光谱的检测提供条件。

2. 光学系统原理

光源

• 使用空心阴极灯（HCL）作为特定元素的光源：

• 灯内的气体放电产生特定波长的光，与待测元素的特征吸收波长匹配。

• 每种元素都有独特的光谱吸收线，保证高选择性。

光路与光学设计

• 双光束光学系统：

• 光束分为参考光束和样品光束，用于补偿光源强度波动的影响。

• 高分辨率单色器：

• 配备 1800 条/毫米刻线的大面积光栅，确保仅特定波长的光到达检测器，提高检测精度。

光吸收与强度变化

• 基态原子对光源中特定波长的光进行选择性吸收，吸光度与原子浓度成正比。

• 根据朗伯-比尔定律：A=log⁡(I0I)A = \log \left(\frac{I_0}{I}\right)A=log(II0)

• $A$：吸光度

• I0I_0I0：初始光强

• $I$：透射光强

通过测量吸光度，计算样品中待测元素的浓度。

3. 背景校正原理

背景干扰是光谱分析中常见的问题，赛默飞 iCE™ 3300 提供了以下背景校正方式：

• 氘灯背景校正：

• 利用氘灯发出的连续光谱光来校正宽带干扰。

• 背景吸收（如颗粒物散射、分子吸收）在氘灯光谱范围内被有效校正。

• 双光束设计：

• 通过同时测量样品光束和参考光束，消除光源强度波动的影响。

4. 检测与数据处理原理

信号检测

• 吸收光强由光电倍增管（PMT）检测，并转换为电信号。

• 电信号强度与吸光度成正比。

数据处理

• Thermo Scientific™ SOLAAR™ 软件对吸光度信号进行处理：

• 生成标准曲线，通过样品吸光度推算元素浓度。

• 提供数据的实时显示、存储和分析功能。

5. 燃气与火焰特性

火焰的温度和稳定性直接影响样品的原子化效率和检测灵敏度：

• 燃气选择：

• 常用燃气为乙炔，与空气或氧化亚氮混合产生火焰。

• 乙炔-空气火焰适用于低温需求元素（如钠、钙）。

• 乙炔-氧化亚氮火焰适用于高温需求元素（如铝、钛）。

• 火焰区域：

• 最佳检测区域通常位于火焰的中部，原子化最完全，干扰最少。

6. 校准与测量原理

• 校准曲线：

• 使用一系列已知浓度的标准溶液，测定其吸光度并绘制标准曲线。

• 样品吸光度通过标准曲线计算出对应的浓度。

• 重复性验证：

• 对同一样品多次测定，确保结果的重现性和准确性。

7. 优势总结

• 高灵敏度与选择性：

• 空心阴极灯的特定波长光源确保对目标元素的精准检测。

• 操作简便：

• 火焰模式无需复杂的样品处理，分析速度快。

• 高可靠性：

• 双光束设计和背景校正技术有效提高检测的稳定性。

• 多元素检测能力：

• 支持多灯切换，可在一套仪器上完成多种元素的连续分析。

赛默飞 iCE™ 3300 单火焰原子吸收光谱仪以其精准的光学系统、可靠的火焰原子化技术和智能化的软件支持，为环境监测、食品安全、工业分析等领域提供了高效、可靠的解决方案。