原子光谱/元素质谱是元素分析的强有力手段, 其在生命分析领域的应用也越来越广泛。 在单细胞元素分析方面, 相关研究工作主要关注元素在单细胞中的分布和形态变化; 在元素标记策略分析领域, 利用原子光谱（atomic spectrometry, AS）和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）实现对小分子、 核酸、 蛋白质等目标分析物的高灵敏检测是研究热点; 在金属药物分析领域, ICP-MS为研究金属药物在生物体中的摄入、 分布、 代谢和排泄等过程提供了便利, 也为进一步阐明药物作用机理以及金属药物的设计和改进提供了数据支持; 在生物元素成像领域, ICP-MS与激光剥蚀技术（laser ablation, LA）联用, 可以对生物样品进行原位分析和微区分析, 结合有机质谱实现元素相关生物过程的分子机制研究; 与相关分离方法联用, 原子光谱和元素质谱还可以对生物组织中元素进行形态分析, 研究其在相关过程中的生物转化过程。 本文从单细胞元素分析、 元素标签标记策略、 金属药物转运与代谢以及生物组织中元素分布分析等方面, 评述了原子光谱和ICP-MS在生命分析中的应用实例, 并对该领域的发展前景进行了展望。

原子光谱（atomic spectrometry, AS）技术作为分析领域一个重要的组成部分, 是尖端科学快速发展的助推器。 随着国家对高新技术的愈加重视, 国内的分析检测技术也在飞速发展, 原子光谱技术作的发展则成为了极其重要的推动力。 对中国原子光谱近4年（2015年—2018年）的研究成果与应用进展做了一个综述, 内容主要分为六大部分: 原子发射光谱（atomic emission spectrometry, AES）包括电感耦合等离子体发射光谱（inductively coupled plasma optical emission spectrometry, ICP-OES）, 辉光放电发射光谱（glow discharge optical emission spectrometry, GD-OES）, 介质阻挡放电发射光谱（dielectric barrier discharge optical emission spectrometry, DBD-OES）和激光诱导击穿光谱（laser induced breakdown spectrometry, LIBS）; 原子吸收光谱（atomic absorption spectrometry, AAS）包括火焰原子化吸收光谱（flame atomic absorption spectrometry, FAAS）, 石墨炉原子化吸收光谱（graphite furnace atomic absorption spectrometry, GFAAS）和氢化物发生原子吸收光谱（hydride generation atomic absorption spectrometry, HGAAS）; 原子荧光光谱（atomic fluorescence spectrometry, AFS）; X射线荧光光谱（X-ray fluorescence spectrometry, XRF）; 元素质谱（elemental mass spectrometry, EMS）包括电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）, 辉光放电质谱（glow discharge mass spectrometry, GDMS）, 激光电离源质谱（laser ionization mass spectrometry, LIMS）和原子探针层析成像（atom probe tomography, APT）; 原子光谱分析的联用技术。 主要关注了各个技术及各种联用技术在仪器设备、 检测方法、 检测性能上的突破和创新, 并简要介绍它们在电子、 冶金、 地质、 环境、 制药、 食品、 生命科学等多种领域中的应用。

金属形态与生物分子相互作用研究对于揭示金属元素在正常生命过程、 重大疾病的发生、 诊断和治疗过程中的作用机理具有重要意义, 发展研究金属元素形态与生物活性分子相互作用的新技术和新方法非常重要。 简要总结了十余年来, 在发展毛细管电泳与电热原子吸收光谱和毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱在线联用新技术, 及其在不同形态金属与生物分子相互作用机理研究方面的工作。 这些工作利用毛细管电泳-原子光(质)谱联用技术不仅能够直接证明镉、 锌、 不同形态的汞、 不同形态的锑与谷胱甘肽、 DNA、 人血清白蛋白、 牛血清白蛋白间的相互作用, 以及这些金属及其不同形态与生物分子加合物的生成, 而且还能够测定相互作用的热力学参数、 反应级数和动力学参数。 另外, 结合圆二色光谱、 红外光谱光谱、 拉曼光谱和X射线光电子能谱等实验手段, 进一步研究了金属及其不同形态与生物分子作用对生物分子二级结构的影响及在生物分子上可能的结合位点等。

元素的形态分析在环境和生物分析中极其重要, 因为元素在生物体内的作用及其代谢过程在很大程度上取决于元素存在的化学形态, 而不仅仅是元素的总量。 形态分析是指测定样品中构成元素总量的单独物理化学形式的浓度。 最先进的形态分析方法是色谱分离和光谱检测的联用技术, 特别是色谱和电感耦合等离子-质谱(ICP-MS)的联用。 但是, 联用技术的设备投入大、 运行成本高, 难以在常规实验室中的推广应用。 在许多情况下, 采用非色谱分离方法对样品进行处理, 也可以得到足够的元素形态信息。 基于非色谱分离、 原子光谱测定的元素形态分析方法的费用低、 操作简单、 易于推广应用。 本文总结了元素形态分析的样品前处理方法, 综述了基于原子光谱法的元素形态分析中比较常用的非色谱分离技术, 对溶剂萃取、 浊点萃取、 单滴微萃取、 分散液液萃取等分离技术的原理、 应用和优缺点进行了评述, 介绍了固相萃取中常用的吸附剂及其在元素形态分离中的应用, 以及氢化物发生、 共沉淀等分离方法。 相比于色谱分离方法, 非色谱方法是快速、 灵敏、 廉价的分离技术。

油液原子光谱信息量大且具有模糊性， 严重影响了在故障诊断中的应用效率和精度。 为选择数量少、 效率高的光谱特征， 提出了一种光谱特征选择的新方法。 基于齿轮箱实验台架， 模拟了齿轮正常磨损状态和两种典型故障， 并采集了油液样本。 将三种磨损状态视为三个Vague集， 光谱特征值视为Vague集上的Vague值。 基于Vague值之间的相似度量， 定义了平均Vague敏感度(mean vague sensitivity， MVS)， 用来描述光谱特征对不同磨损状态的敏感程度， 并据此选择出对磨损状态敏感度高的光谱特征。 此外， 针对Vague集隶属度的确定严重依赖人为经验的问题， 利用Parzen窗法分别估计出三种状态光谱数据的概率密度分布后， 结合贝叶斯公式确定出Vague集的隶属度上、 下限。 实验表明， 此方法可以有效地从大量光谱特征中选择出对故障敏感程度较高的特征。