第二节 连续光源校正背景
在原子吸收光谱分析法中，背景校正都是通过两次测量完成的。第一次是在分析线波长处，测量被测元素原子蒸气和共存气相物质（包括固体微粒）所产生的吸收信号（原子吸收＋背景吸收），称为样品信号。第二次在分析线波长处，或邻近位置测量共存物质的吸收信号（背景吸收信号），称为参考信号。两者吸光度相减，即为扣除了背景吸收后的原子吸收信号。
在原子吸收法中，分子吸收和光散射所引起的后果是相同的，产生表观的虚假吸收使测定结果偏高，这种虚假吸收即背景吸收。
连续光源法是1965年由S．R Koirtyohann和Pickett提出来的。如图5－1所示，先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总吸光度，再用氘灯（紫外区）在同一波长测定背景吸收（此时氘灯测得的原子吸收信号ADa约为背景吸收信号AHa的0．02～0．1倍，相比之下，这时氘灯测得的原子吸收信号可以忽略不计），计算两次测定吸光度之差，即可使背景吸收得到校正。由于商品仪器多采用氘灯为连续光源扣除背景，故此法亦常称为氘灯扣除背景法。
氘灯校正背景法是一种使用历史最长、应用范围最广泛且发展比较成熟的背景校正方法，为商品仪器广泛采用。
依据背景校正原理，用空心阴极灯（HCL）与氘灯（D2）测得的吸光度的表示式分别是：
这个方法是基于这样一个基本假定：当使用连续光源时，被测元素的原子吸收，相对于分子吸收来说是可以忽略不计的。因此可以合理地认为这时测得的吸收值是分子吸收值。如果仪器没有自动扣除背景的装置，校正背景可以这样来进行；先用元素空心阴极灯测定原子吸收和背景吸收的总吸光度A总，再用氘灯连续光源在同一波长或在分析线附近测定背景吸收的吸光度A背，两次测定值之差A总－A背＝A，即为欲测定的原子吸收值。用氘灯扣除背景的方法，只适用于氘灯辐射较强的波长区190～350nm，（氘灯在＞350nm区光能量低，致使背景校正难以进行），而且要求氘灯和元素空心阴极灯发出的两束光必须严格重合，特别是对石墨炉原子化器，由于背景分布不均匀，且随时间而变化（背景吸收的空间特性），两光束严格重合是很重要的。否则，扣除背景的效果不理想。
氘灯法校正背景的特点是灵敏度损失小，对分子吸收背景有很好的校正效果。
图5－1 连续光源校正背景示意图
【相关链接】
氘 灯
氘灯是一种连续光源。氘灯分为氘弧灯（又称热阴极氘灯）和氘空心阴极灯（又称冷阴极氘灯）。后者在外形和供电系统上与普通空心阴极灯相同。氘弧灯的单色光谱辐射强度通常比氘空心阴极灯大10～50倍。工作波长在短波范围（＜350nm）。
氘灯内部充满着一定压力的氘气，外部封罩由天然石英、人造石英、紫外玻璃和氟化镁材料制成，点灯开始电压：350V，点灯维持电压：65～90V，氘灯一旦被点燃，延时电路将自动切断灯丝电源（一般灯丝加热约数秒）。没有延迟电路装置的仪器使用氘灯时，需待氘灯点燃后切断灯丝电源，否则影响氘灯寿命或烧毁氘灯。氘灯可以提供从180nm到370nm的连续光谱。
氘灯的发光机理是：灯丝阴极发射的热电子在电场加速下向阳极运动与氘气分子实现非弹性碰撞而激发，从而辐射氘分子的连续光谱。氘灯工作是利用其阳极光柱，因此强度很大。为避免阳极电弧光斑，在阳极垂直方向安装一个开有小孔的隔挡片以隔除杂光，使光自小孔发出。
氘灯法的最大特点是在短波范围能量较高，在长波区能量较低。氘灯法的另一特点是使用两个光源，即空心阴极灯和氘灯。空心阴极灯光束为样品光束，氘灯光束为参比光束。通过机械调制盘的旋转或半透半反镜（与光源电调制）使样品光束与参比光束交替通过原子化器，完成背景校正的两次测量。
经过单色仪出射狭缝到达光电检测器，分析线的半宽度一般为0．002nm左右，而氘灯辐射的连续光谱带宽与所选的光谱带宽相一致，一般是0．2nm或0．7nm。
开始背景校正之前，要求到达光电检测器的样品光束和参比光束两个光信号的能量必须相等，这是获得良好背景校正效果的重要条件。空心阴极灯是线光源，氘灯为连续光源，还应考虑两个光源光斑的大小一致，因两次测量过程中要求两个光束通过原子化器的体积应严格相等。
氘灯的性能和使两束光之间达到平衡的调节能力，是能否获得良好背景校正效果的一个重要因素。
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和能量分布不同，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，由于背景在空间、时间上分布的不均匀性，常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光谱通带范围内吸收氘灯辐射而造成干扰。
氘灯在强度降低到初始值的50%（在250nm）之后，使用寿命结束，氘灯的使用寿命为1500～2000小时，所以需定期更换。强度的下降将导致噪声的增加。工作中氘灯不宜频繁启动。不少双光束仪器仍采用单光束系统扣除背景，工作时要注意氘灯的预热，以获得稳定的光输出。
氘灯是利用谱线波长和强度特性来校正背景。20世纪七十年代以来，原子吸收分光光度计均采用氘灯作“背景扣除装置”的理想紫外光源，具有强度高、稳定性好和寿命较长的优点。使用氘灯应注意以下事项：
（1）点灯切勿直视，否则会伤害眼睛。
（2）灯刚熄灭时，灯壳表面仍然有200℃的高温，切勿直接接触以免灼伤皮肤。
（3）窗口上有污点会降低氘灯能量，如发现有污点，在安装灯时用蘸有酒精的清洁绸布将窗口擦干净。
（4）氘灯在高压下工作，点灯时不要随意触摸灯的管脚和接线。
近年来，出现了四线氘灯（比普通氘灯增加一个辅助极），使氘灯的性能得到大幅度提高，高强度、低噪声、适用范围广、使用寿命长、具有极佳的信噪比和稳定性、对于2A的背景、校正误差＜2%。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
