Massmann的贡献与石墨炉商品化仪器的诞生

Massmann是商品石墨炉原子化器样机的发明者，鉴于L'vov石墨炉原子化器系统结构和操作程序方面存在的问题，Massmann为使其走向商品化仪器，提出了一套全新的设计思想，要点有以下几方面：①抛弃了L'vov在恒温条件下原子化的思想，提出在升温过程中实现原子化过程的思想。用低压大电流直接加于石墨炉上，分阶段将炉的温度升至原子化温度。②提出在半密封条件下加热石墨炉，不用抽真空后再充入氩气的办法，使石墨炉系统简化。③省去了L'vov炉的承载样品的电极，样品直接加在石墨管管壁上原子化。1968年Massmann炉问世。图1.4为其石墨炉原子化器系统的结构示意图。

在石墨炉系统的商品化问题上，L'vov支持Massmann的方案，在1968年布拉格召开的CSI会议上，L'vov与Perkin-Elmer公司原子光谱首席专家W.Slavin讨论石墨炉系统的商品化问题时，主张采用Massmann的方案，并向Slavin提供了有关的技术资料。离开布拉格后，Slavin即到其公司生产与开发研究原子吸收光谱仪器的基地——西德工厂，这里的技术人员也主张选用Massmann的方案，不仅方案好，又便于与德国光谱研究所合作。就在第二年，即1969年英国举行的第二届国际原子光谱分析学术会议（ICAS）上，Perkin-Elmer公司的B.Welz介绍了Massmann炉的商品化工作。1970年Perkin-Elmer公司推出了世界上第一台商品化石墨炉原子吸收分光光度计仪器（HGA-70型，如图1.5所示）。可以说Massmann在将科研成果转化为产品的过程中起了关键的作用。据有关文献统计，到20世纪80年代初，全世界的石墨炉原子吸收光谱分析仪器已超过两万台，这段时间仅关于石墨炉原子吸收光谱分析干扰问题的研究论文就发表了500余篇，可见石墨炉仪器的商品化对石墨炉原子吸收光谱分析法的发展有多么重要的作用，也表现了L'vov敏锐的战略眼光和勇气。Massmann功不可没，所以长期以来，人们将纵向加热石墨炉统称为Massmann炉。

图1.4　Massmann石墨炉系统结构示意图

石墨管长55mm，内径6.5mm，外径8.0mm，石墨炉电源为10V，500A
1—石墨管；2—钢套；3—进样孔；4—支架；5—绝缘体(www.xing528.com)

图1.5　HGA-70型商品石墨炉结构示意图

1—石墨管；2—石墨架；3—金属外壳；4—电缆

由原理型L'vov炉到HGA-70型商品石墨炉，即Massmann炉的发展过程经历了11年的时间。这是进一步深入再研究开发的过程，是由俄罗斯、德国与美国三个国家的科学工作者L'vov、Massmann与W.Slavin及其同事们合作完成的。

Massmann炉商品仪器的出现，将恒温原子化带到了升温原子化，其结果是分析灵敏度差了些，原子化过程中的化学干扰也增多了。以致使人们对这一方法产生了疑惑，出现了文献报道的石墨炉原子吸收光谱分析法在1974—1979年的徘徊时期。L'vov则始终抓住恒温原子化的重要学术思想，在对各种商品石墨炉与L'vov炉从理论和实验两个方面进行深入系统的分析后，提出了在商品Massmann炉中实现恒温或接近恒温原子化的三个方案[11]：①平台原子化；②探针原子化；③电容放电电源强脉冲加热石墨炉。广大分析工作者迅速接受并进一步研究应用这三项技术，尤其是前两项，经生产商研究、开发成不同结构形式的炉中平台、炉中杯等消耗性商品。其中，还应特别提到的是W.Slavin的贡献，他经过深入的研究，将其发展成为恒温平台石墨炉分析技术（stabilized temperature platform furnace，简称STPF分析技术），从而改善了原子化过程的环境，加速推动了石墨炉原子吸收光谱分析法的应用发展[12]。