科技进步永远向前推进，为社会提供了解决古老困境的创新方案。原子吸收光谱技术是一项在各个行业都产生了许多好处的技术进步。尽管这一过程可以追溯到19世纪中叶，但最近技术的进步和自动化工作站的使用使科学家能够以更高的效率和可靠性来执行这些过程。以下是对这一过程的历史和目的的简要说明，包括当今一些较为常见的原子吸收技术和应用。
什么是原子吸收光谱法？
原子吸收光谱法，通常简称AAS，是测试给定样品中气相原子浓度的过程。这些原子的浓度是通过测试样品中自由离子吸收的光的数量来确定的。通过将一个样品暴露在特定波长的光下，并跟踪样品吸收了多少光，科学家不仅能够确定样品中某一元素的存在，而且还能够确定该元素的浓度。原子吸收光谱法可以检测大约70种不同的元素，并可用于固体和液体样品；不过，固体样品的实验确实需要额外的过程。原子吸收光谱法被广泛应用于许多行业，在检测样品中的金属方面起着重要作用。因此，这个过程通常用于药理学、考古学、制造业、采矿和法医学。
原子吸收光谱的历史
原子吸收光谱分析始于19世纪中叶，由古斯塔夫·基尔霍夫和罗伯特·本森进行了研究。利用他们的前任约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫的知识和本生自己发明的一种新的火焰源，即现在流行的本生灯，两人开始对各种化合物的光谱进行实验。在整个研究过程中，基尔霍夫和本生发现，每一种化学元素都有一种独特的光谱模式，当它们暴露在不同波长的光下时，其反应是不同的。利用这些发现，他们展示了光谱技术在痕量化学分析和发现以前未知的化学元素方面的多种用途。他们的实验确定了天然化合物中存在多种元素，并让位于原子吸收光谱在农业和环境科学中的应用。这些实验的发现最终也让位于随后的研究，这些研究建立了吸收线和发射线之间的联系，使科学家能够完全根据光谱将太阳吸收线追踪到特定元素。基尔霍夫进一步研究了吸收和发射之间的联系，并最终发展出现在所称的基尔霍夫热辐射定律。
原子吸收光谱技术
原子吸收光谱法是研究光和能量如何与物质相互作用的，而原子吸收光谱法是指将这项研究应用于现实世界的技术和方法。为了重申上述声明，原子吸收光谱法可以用固体或液体样品进行。然而，由于这一过程要求原子处于气态，固体或液体样品必须蒸发，样品中的分析物原子必须雾化。这可以使用下面列出的两种主要方法之一来完成。
火焰雾化器
火焰原子化器，通常缩写为FAAS，是原子吸收光谱中最古老和最常用的原子化器。火焰原子吸收法最常用于测试液体样品或溶解在液体中的固体样品。使用这种雾化过程，样品首先被蒸发，只留下样品的干燥纳米粒子。这些固体颗粒然后被蒸发并转化为气体分子，然后再被解离成自由原子。最后，原子被转化成气态离子，暴露在一个小火焰中，火焰可以达到极高的温度。正是在这一步骤中，样品最终暴露在辐射束中，并测量吸收的电磁辐射信号。
电热雾化器
电热雾化器有时也被称为石墨炉雾化器，因为它们利用石墨管而不是火焰加热样品。与火焰原子化不同，火焰原子化将样品溶液转化为气溶胶，并将其与火焰气体混合，这种技术允许直接分析液体、固体和气体样品。电热/石墨炉原子化器，有时简称为ETAAS或GFAAS，以不连续的方式传递信号。相比之下，火焰雾化器以连续的方式传递信号。ETAAS/GFAAS还可以最小化干扰问题，并且可以确定大多数矩阵的多种元素。
应用
正如我们所说的，原子吸收光谱技术被广泛应用于各种工业和科学研究领域。下面列出了此技术的一些更常见的应用程序。
农业
原子吸收光谱技术在农业和环境科学研究中有着广泛的应用。原子吸收光谱法，以及原子荧光光谱法，分析从一个样品发出的光而不是吸收的光，经常被用于农业研究的各个领域。通常，它们用于识别和分析环境中存在的潜在有害元素。
这些方法的一个常见用途是分析土壤样品，以及土壤质量对某一地区粮食总产量的影响。含有高水平磷和氮的土壤样本通常会产生更高的产量和更健康的作物。原子吸收光谱法和原子荧光光谱法可用于测定这些元素的存在及其出现的数量。这些方法还可用于检测水样中痕量的有害化学物质，如铑。
法医学
原子吸收光谱在法医学研究中的应用已有多年。利用这项技术，法医科学家可以对血液样本、大脑和肌肉组织以及火药残留物进行深入分析。这项技术极大地提高了毒物报告在金属中毒案件中的准确性。汞和铅等金属中毒的常见原因使用这种技术很容易检测到，甚至可以在微量中识别出来。
