现代仪器分析
现代仪器分析
一、名词解释第一章1、标准曲线: 标准系列的浓度(或含量) 和其相对应的响应信号测量值的关系曲线。
2、灵敏度: 物质单位浓度或单位质量的变化所引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度，用S表示。
3、检出限: 某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
4、相关系数: 用来表征被测物质浓度（或含量）x与其响应信号值y之间线性关系好坏程度的一个统计参数。
相关系数定义为：5、仪器分析:某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。
6、分析化学:包括化学分析和仪器分析两大部分。
化学分析是分析化学的基础。
仪器分析是分析化学的发展方向。
测量常量组分常用化学分析，而测量微量或痕量组分时，则常用仪器分析。
二、填空题1、仪器分析包括（检测技术）和（分离技术）。
2、监测技术包括（光学分析法）和(电化学分析法)分离技术包括（色谱分析）（电泳分析）。
3、色谱技术主要包括（气相色谱）、（液相色谱）（超临界流体）。
4、分析仪器的基本结构包括(信号发生器)(检测器)(信号处理器）（读出装置）四部分组成。
5、分析化学的第一阶段标志工具是（天平）。
6、仪器分析定量分析主要评价指标：（准确度）（精密度）（标准曲线）（灵敏度）（检出限）三、简答题1、仪器分析可以分为哪几类？发展方向是什么？分为：1、光分析法：凡是以电磁辐射为测量信号的分析方法均为光分析法。
可分为光谱法和非光谱法。
光谱法则是以光的吸收、发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。
这类方法比较多，是主要的光分析方法。
非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号，仅通过测量电磁幅射的某些基本性质（反射，折射，干涉，衍射，偏振等）。
光分析法的分类：原子发射光谱，原子吸收光谱，紫外可见光谱，红外光谱，核磁谱，分子荧光光谱，原子荧光光谱2、电化学分析法：根据物质在溶液中的电化学性质建立的一类分析方法。
现代仪器分析简介
的结构与功能之间的关系，探索了现象的本质。
例如在遗传学的研究中，只有用仪器分析确定了DNA双螺旋结构后，才能对其本质更透彻地了解；在生命科学研究中，只有用核磁共振、质谱等确定蛋白质等大分子的结构，才有可能探索生命的本质等。
随着仪器分析向当前最活跃的生命科学、环境科学等许多重要自然科学的渗透，一些现代基础自然学科、系统科学、信息学和计算机等又不断给仪器分析提供新的思想、手段和技术。
目前仪器分析的研究热点大体有以下几个方面：（1）研究增大和多维捕捉分析信息，特别是分析信号极弱的瞬时即逝的信息。
这就要求分析仪器具有高灵敏度、多维快速采集、传递和处理能力，以满足现代生命科学等自然科学对复杂大分子的结构、功能和机理的研究。
如采用现代核磁共振光谱、质谱、红外光谱等分析手段，可提供有机分子的精细结构、空间排列构型及瞬态变化等信息，为人们对化学反应历程及生命的认识提供了重要基础。
（2）开创多种信息的综合处理和数据融和（date fusion）技术，以获取更大的信息量，更深刻地认识物质的多维与内在本质。
研究并建立有效而实用的实时、在线和高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和非破坏性检测，将是21世纪仪器分析发展的主流。
（3）发展多种分析仪器的联用技术，使每种方法的优点得以发挥，每种方法的缺点得以补救。
如色谱-质谱联用、毛细管电泳-质谱联用、色谱-傅立叶变换红外光谱联用、色谱-核磁共振波谱联用、色谱-原子吸收联用等。
（4）研制智能化分析仪器和各种为特定分析目标设计的专家系统及应用软件将获得重大突破。
总之，仪器分析正在向快速、准确、自动、灵敏及适应特殊分析的方向迅速发展。
二、荧光分析法的应用1．无机化合物的荧光分析无机化合物直接能产生荧光并用于测定的为数不多，但与具有π电子共轭结构的有机化合物形成有荧光的配合物，可应用于荧光法测定。
例如：锂离子(Li+)与8-羟基喹啉可形成荧光配合物，在λex=370nm，λem=580nm，灵敏度为0.2μg⋅mL-1。
现代仪器分析-研究生
原子吸收光谱法是一种常用的定量分析方法，具有高灵敏度、高精度和低检测限等特点。
详细描述
原子吸收光谱法基于原子能级跃迁的原理，通过测量特定元素原子对特征谱线的吸收程度，实现对元 素含量的定量分析。该方法广泛应用于环境监测、食品分析、药物分析等领域，可有效检测重金属、 微量元素等物质。
原子荧光光谱法及应用
促进科学研究
在化学、生物学、医学、环境科学等 领域，现代仪器分析为科学研究提供 了强有力的支撑。
现代仪器分析的历史与发展
历史回顾
自20世纪初以来，随着科技的不断进步，现代仪器分析经历 了多次技术革新，如光谱、色谱、质谱等技术的发展。
发展趋势
未来，随着新材料、新技术的不断涌现，现代仪器分析将朝 着更高精度、更高灵敏度、更自动化和更智能化的方向发展 。同时，多技术联用和微型化也将成为现代仪器分析的重要 发展方向。
质谱分析原理
总结词
质谱分析是利用电磁场将物质离子化，根据 离子的质荷比进行分离和检测的方法。
详细描述
质谱分析通过将样品离子化后，根据离子的 质荷比进行分离，然后测量离子的质量和强 度，推断物质的组成和结构信息。该方法在 药物研发、环境监测等领域有广泛应用。
03
现代仪器分析技术及应 用
原子吸收光谱法及应用
特点
具有高精度、高灵敏度、高分辨率和 自动化程度高等特点，能够满足各种 复杂样品和痕量组分的分析需求。
现代仪器分析的重要性
解决复杂样品分析难题
保障人类健康与安全
现代仪器分析能够解决传统分析方法 难以处理的复杂样品，如生物样品、 环境样品等。
在食品安全、药品检测、环境保护等 领域，现代仪器分析为保障人类健康 与安全提供了可靠的检测手段。
《现代仪器分析技术》教学大纲
《现代仪器分析技术》教学大纲一、课程概述《现代仪器分析技术》是化学及相关专业的核心课程之一，旨在培养学生对现代仪器分析技术的基本理论、原理和应用能力。
通过本课程的学习，学生将深入了解现代仪器分析技术的发展历程、基本操作方法和常见仪器的原理，并能应用这些技术进行定性和定量分析。
二、教学目标1.掌握常见仪器的原理和操作方法，包括光谱仪、色谱仪、质谱仪、电化学仪器等。
2.理解现代分析技术的基本原理，如电化学分析原理、光谱分析原理、色谱分离原理等。
3.能够应用现代仪器分析技术进行定性和定量分析。
4.培养学生的实验操作技能、数据分析能力和科学研究能力。
5.培养学生的创新意识和团队合作精神。
三、教学内容1.现代仪器分析技术的发展历程2.光谱仪及其应用：紫外可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱等。
3.色谱仪及其应用：气相色谱、液相色谱和高效液相色谱等。
4.质谱仪及其应用：质谱原理、质谱仪的构造和性能、质谱谱图解析等。
5.电化学仪器及其应用：电极电位、电解质溶液及电导性、电化学分析方法等。
6.核磁共振仪及其应用：核磁共振原理、核磁共振仪的构造和性能、核磁共振谱图解析等。
四、教学方法与手段1.理论讲授：通过课堂讲授介绍仪器分析技术的基本理论和原理。
2.实验操作：通过实验教学使学生掌握仪器的操作技能和数据处理能力。
3.课堂讨论：引导学生积极参与讨论，提高学生的思维能力和分析问题的能力。
五、教学评价与考核1.平时成绩：包括出勤情况、课堂表现、课堂作业等。
2.实验成绩：考察学生的操作技能、实验报告撰写能力以及数据处理能力。
3.期末考试：考察学生对仪器分析技术基本理论和应用的掌握情况。
六、教材与参考书目1.主教材：《现代仪器分析技术导论》2.参考书目：-《仪器分析基础》-《仪器分析》-《现代仪器分析技术导论》-《光谱学基础与应用》-《色谱分析基础与技术》-《质谱分析基础与技术》七、教学进度安排第一周：课程概述，现代仪器分析技术的发展历程第二周：光谱仪及其应用第三周：色谱仪及其应用第四周：质谱仪及其应用第五周：电化学仪器及其应用第六周：核磁共振仪及其应用第七周：复习与总结。
现代仪器分析方法
现代仪器分析方法
现代仪器分析方法包括：
1. 液相色谱法（HPLC）：用于分离和测定液体和溶液中的化学成分。
2. 气相色谱法（GC）：用于分离和测定气体和挥发性液体中的化学成分。
3. 质谱法（MS）：用于确定化合物的分子式、结构和质量。
可以与色谱法结合使用，例如气相色谱-质谱联用（GC-MS）。
4. 原子吸收光谱法（AAS）：用于测定金属元素的含量和浓度。
5. 荧光光谱法：测量物质在吸收紫外或可见光后放射出的荧光。
6. 红外光谱法（IR）：用于确定物质中的官能团和分子结构。
7. 核磁共振光谱法（NMR）：用于确定物质的分子结构和官能团。
8. X射线衍射法（XRD）：用于确定物质的结晶结构。
9. 表面分析技术（如扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM））：用于观察和分析材料的表面形貌和结构。
10. 热分析技术（如差示扫描量热仪（DSC）和热重分析（TGA））：用于测量材料在不同温度下的热稳定性和热性质。
这些现代仪器分析方法在科学研究、环境监测、食品安全、制药和化工等领域广泛应用。
现代仪器分析
现代仪器分析第一章绪论学习目的：1.应掌握各类仪器分析方法的基本原理、分析仪器的结构、工作原理和功能2.掌握仪器定性和定量分析的方法3.了解各类仪器优缺点4.加强基本技能训练和能力的培养分析化学：获取物质的化学、物理或物理化学性质的信息，以确定物质的组成和结构一般可分为化学分析和仪器分析现代仪器分析：则是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号物质的内在关系为基础，并借助于比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法（学习如何识别分析信号）现代仪器分析特点：1.准确、灵敏、快速、自动化程度高2.分析样品用量少，可进行无损分析3.已建立遥测分析方法4.由成分分析发展到有关空间分布，微观分布，形态分布，化学结构等特征分析形态分析：是指将某种金属在介质中存在的各种状态及其含量加以研究、分析的分析过程例子：甲基贡>Hg+2(游离形态)5.从静态观察到动态追踪观察6.不同仪器分析技术的联用常用的仪器分析方法跟据分析的原理，通常可以分为以下几大类：光分析法光谱和非光谱光仪器分析法UV-VIS、IR、X-衍射法电化学分析法分离分析法色谱和质谱气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、超临界流体色谱法(SFC)现代仪器：微型化、专用化、多维化、智能化、在线分析、无损分析仪器分析局限性：1.仪器比较昂贵2.仪器分析是一种相对的分析方法一般需要待测组分的标准物质或标准谱图来作对照（填空题）3.大量的样品前处理操作仍需要由化学分析法来完成微量元素（AAS AES AFS）原子成分鉴定：营养成分氨基酸、糖、脂肪酸（LC、GC）色谱重金属（AAS AES AFS）原子有害成分环境污染、农药残留（LC、GC）色谱结构鉴定——UV、IR、NMR、MS仪器分析过程的三个主要环节：1—3步：了解样品性质与分析目的，明确需要的分析信息，选定分析技术，建立分析方法4—5步：通过分析，取得分析的原始数据6—9步：处理分析数据，提取有用的信息(如物质的组成、含量、结构等)标准曲线：是待测物质标准溶液的浓度（或含量）与仪器响应信号的关系曲线线性范围：标准曲线的直线部分所对应的待测物质浓度的范围称为该分析方法的线性范围如何绘制标准曲线？1.配制一系列待测物质的标准溶液2.在给定的实验条件下，分别测得其仪器响应值（如吸光度A）3.以吸光度A为纵坐标，浓度C为横坐标绘制A-C标准曲线精密度一般用测定结果的标准偏差S表示检出限：即检测下限，是指某一分析方法在给定的置信度能够被仪器检出待测物质的最低量。
现代仪器分析与应用
现代仪器分析与应用引言：现代仪器分析是研究化学物质和生物系统的基本组成、结构及其性质的一种重要手段。
随着科学技术的不断发展，各种先进的仪器和分析方法逐渐应用于化学分析、环境监测、药物研发、生物学研究等领域。
本文将对现代仪器分析与应用领域进行探讨。
一、现代仪器分析的发展历程现代仪器分析的发展可以追溯到19世纪，当时以化学分析为主要手段。
20世纪初，光谱学的发展使得我们可以通过物质的光谱特性来分析其组成和结构。
20世纪60年代后，质谱仪的出现引发了一场仪器分析的革命。
随着计算机技术的发展，各种仪器的自动化和智能化程度不断提高，使得仪器分析的速度和准确性有了显著提高。
二、常见的现代仪器分析方法1.质谱法：质谱法是一种通过分析物质的质谱图谱来确定其分子结构和组成的方法。
质谱法广泛应用于生物医学、食品安全、环境监测等领域。
2.核磁共振（NMR）：核磁共振是通过测量分子中的原子核在磁场中的共振现象来确定物质的结构和性质。
核磁共振广泛应用于有机合成、药物研发以及材料科学领域。
3.液相色谱法（HPLC）：液相色谱法是利用溶液中固定相和液相之间的相互作用来分离和鉴定化合物的方法。
液相色谱法广泛应用于药物分析、环境监测以及食品安全检测等领域。
4.气相色谱法（GC）：气相色谱法是通过将样品挥发成气体，然后通过固定相中一系列与样品成分有选择的相互作用进行分离和鉴定的一种方法。
气相色谱法广泛应用于石油化工、环境监测以及食品安全检测等领域。
三、现代仪器分析在不同领域的应用1.化学分析：现代仪器分析在化学分析领域的应用非常广泛。
它可以通过测量物质的光谱、质谱、核磁共振谱等来确定其组成和结构，同时还可以测量物质的各种化学性质。
化学分析在无机化学、有机化学、生物化学、分析化学等领域都有重要应用。
2.环境监测：现代仪器分析在环境监测领域的应用主要用于监测大气、水体、土壤等环境中的污染物。
通过使用质谱仪、液相色谱仪、气相色谱仪等仪器，可以精确测量出环境中的微量污染物，为环境保护和资源利用提供科学依据。
现代仪器分析
精密度(precision)
同一分析仪器的同一方法多次测定所得到数据 间的一致程度，是表征随机误差大小的指标， 即重现性。 按国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定， 用相对标准差dr表示精密度(也记为RSD%):
dr s
xn
灵敏度(sensitivity)
区别具有微小浓度差异分析物能力的度量。 灵敏度决定于校准曲线的斜率和仪器设备的重 现性或精密度。 根据IUPAC规定，灵敏度用校准灵敏度表示 (calibration sensitivity) 。
仪器校准灵敏度随选用的标准物和测定条件不 同，测定的灵敏度不一致。给出灵敏度数据时， 一般应提供测定条件和样品。
人们认为，灵敏度在具有重要价值的数学处理 中，需要包括精密度。因而提出分析灵敏度 Sa(analytical sensitivity)的定义:
Sa S sS
式中S仍为校正曲线斜率，ss为测定标淮偏差。 分析灵敏度具有的优点是对仪器放大系数相对 不敏感。
现代仪器分析
仪器分析的类型
质谱分析法 电分析化学法 光学分析法
仪器分析
分离分析法 分析仪器联用技术
热分析法
光学分析方法
分子光谱
紫外可见法
原子吸收法
原子光谱 红外法
光分析法
原子发射法
荧光法 核磁法
电分析化学方法
电导分析法 电位分析法 电解分析法
电分析化学法
电泳分析法 极谱与伏安分析法 库仑分析法
测定Sm的实验方法是通过一定时间内20~30 次空白测定，统计处理得到Sbla和sbl，然后， 按检出限定义可得最低检测浓度Cm或最低检 测量Qm:
现代分析测试技术(仪器分析)
应用
用于有机化合物、高分子化合物、 无机化合物等的结构分析和鉴定。
特点
样品用量少、不破坏样品、分析 速度快、可与其他技术联用。
原子发射光谱法
原理
利用物质在受到激发后发射出特征光谱进行分析。不同元素受到激 发后会发射出不同的特征光谱，可用于元素的定性和定量分析。
应用
广泛应用于金属元素、非金属元素、有机物中元素的定性和定量分 析。
离子色谱法
专门用于离子型物质的分离和分析，如环境监测中的阴阳离子检测。
毛细管电泳色谱法
结合了毛细管电泳和色谱技术的优点，具有高分辨率和高灵敏度等 特点，适用于生物大分子和复杂样品的分析。
05 质谱分析法与联用技术
CHAPTER
质谱法基本原理及仪器结构
质谱法基本原理
通过测量离子质荷比 （m/z）进行成分和结 构分析的方法。
02 光学分析法
CHAPTER
紫外-可见分光光度法
原理
利用物质在紫外-可见光区的吸收 特性进行分析。通过测量物质对 特定波长光的吸收程度，确定物
质的种类和浓度。
应用
广泛应用于无机物、有机物、药物、 生物样品等的定性和定量分析。
特点
灵敏度高、选择性好、操作简便、 分析速度快。
红外光谱法
原理
利用物质在红外光区的吸收特性 进行分析。红外光谱是分子振动 和转动能级的跃迁产生的，可用
03 电化学分析法
CHAPTER
电位分析法
原理
利用电极电位与待测离子浓度之间的关系，通过测量电极电位来 确定待测离子浓度的分析方法。
应用
广泛应用于水质分析、环境监测、生物医学等领域，如pH计测量 溶液酸碱度、离子选择性电极测量特定离子浓度等。
现代仪器分析-仪器分析
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智能的分析。
02
仪器分析的分类
光学分析法
原子吸收光谱法
利用原子对特定光的吸收进行定量分析的方 法。
紫外-可见光谱法
利用物质对紫外和可见光的吸收特性进行分 析的方法。
原子发射光谱法
通过测量原子或离子在电场或磁场中发出的 光来进行分析的方法。
红外光谱法
利用物质对红外光的吸收特性进行分析的方 法。
电化学分析法
能源与资源利用
对工业生产中的能源和资源利用进行监测和优化，提高能源利用 效率和资源利用率，降低生产成本。
04
仪器分析的未来发展
高通量和高灵敏度仪器分析技术
高通量仪器分析技术
通过并行处理和自动化技术，提高分析速度和效率，适用于大规模样本检测和 筛选。
高灵敏度仪器分析技术
利用高灵敏度检测器，降低检测限，提高对微量和痕量成分的检测能力。
薄层色谱法
将固定相涂布在薄板上，通过 色谱分离技术进行分析的方法 。
凝胶色谱法
利用凝胶作为固定相的色谱分 析方法。
质谱分析法
01
02
03
有机质谱法
利用电离源将有机分子电 离成离子，然后通过质谱 仪测量离子的质量-电荷比 来进行分析的方法。
同位素质谱法
利用同位素作为标记物， 通过测量标记物的丰度来 进行分析的方法。
仪器分析的重要性
为科学研究提供准确数据
仪器分析为科学研究提供了精确的实 验数据，帮助科学家深入了解物质性 质和变化规律。
保障人类健康与安全
促进工业生产与发展
仪器分析在工业生产中发挥着关键作 用，提高了产品质量和生产效率。
仪器分析在食品、药品、环境等领域 的应用，保障了人类健康与安全。
现代仪器分析方法及应用
现代仪器分析方法及应用一、分光光度法分光光度法利用物质对光的吸收、散射、干涉、闪烁等现象进行分析。
常用的分光光度法有紫外可见分光光度法、红外吸收分光光度法、原子吸收分光光度法等。
分光光度法广泛应用于药物分析、环境分析、食品分析等领域。
二、电化学方法电化学方法通过测定电极上物质的电荷转移过程或与电极表面发生的电化学反应来进行分析。
常用的电化学方法有电位滴定法、电化学溶液分析法、恒定电流伏安法等。
电化学方法在药物分析、环境分析、金属离子检测等方面具有广泛应用。
三、质谱分析法质谱分析法通过测定样品中物质的质量与电荷比来进行分析。
常用的质谱分析法有质子化质谱法、电喷雾质谱法、时间飞行质谱法等。
质谱分析法在有机化合物的结构分析、食品中农药残留的检测以及毒性物质的鉴定等方面具有重要应用。
四、色谱分析法色谱分析法通过分离和测定化合物混合物中不同组分的相对含量来进行分析。
常用的色谱分析法有气相色谱法、液相色谱法、超高效液相色谱法等。
色谱分析法广泛应用于药物分析、食品分析、环境分析等领域。
五、核磁共振法核磁共振法利用原子核间的磁耦合和原子核的磁共振现象来进行分析。
常用的核磁共振法有氢核磁共振波谱法、碳核磁共振波谱法等。
核磁共振法在有机化合物结构鉴定、药物分析和生物分子结构研究等方面具有重要应用。
六、质量光谱法质量光谱法通过测定物质的质量与电荷比来进行定性和定量分析。
常用的质谱法有线性离子阱质谱法、四级杆质谱法等。
质谱法广泛应用于有机物质的结构分析、药物代谢研究以及环境污染物的检测等领域。
以上是现代仪器分析方法的几个主要方向，这些方法在现代化学分析中具有重要的地位和作用。
随着科学技术的不断发展，这些方法将进一步提高其灵敏度、准确性和快速性，为化学分析提供更多的选择和可能性。
同时，仪器分析方法的应用范围也将进一步拓展，为人类社会的发展与进步做出更大的贡献。
现代仪器分析综述
现代仪器分析综述现代仪器分析是一门基于物理、化学和工程学原理的科学和技术领域，通过仪器仪表的使用来分析和测量样品的性质和成分。
随着科学技术的不断发展和进步，现代仪器分析在许多领域中得到广泛应用，包括环境科学、生物医学、材料科学、化学工程等。
本文将综述现代仪器分析的一些重要方法和应用。
现代仪器分析的一项重要技术是光谱学。
它包括紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、核磁共振光谱等。
紫外可见光谱用于测量物质在紫外和可见光波段的吸收或发射现象，可以用来确定物质的组成和浓度。
红外光谱通过测量物质对不同波长红外光的吸收，可以确定物质的分子结构和功能官能团。
拉曼光谱则通过测量物质对激光的散射光谱，可以分析物质的分子振动和晶格结构。
核磁共振光谱是测量物质在外加磁场作用下的核自旋能级差异，用于确定化合物的分子结构和核组成。
除了光谱学外，现代仪器分析还包括质谱、色谱、电化学和热分析等技术。
质谱是一种通过测量样品中离子和分子的质量-荷比率，来确定其成分和结构的方法。
质谱仪可用于分析样品中各种化合物的分子量和相对丰度，从而进行定性和定量分析。
色谱技术是一种通过对样品中化合物分离和测量来分析其成分和浓度的方法。
常见的色谱技术包括气相色谱、液相色谱和薄层色谱等。
电化学是研究电荷和电化学反应的科学，包括电化学分析和电化学合成等领域。
热分析则是通过测量样品随温度变化的质量、体积、导电性等性质来分析样品的组成和热行为。
现代仪器分析在环境科学、生物医学、材料科学和化学工程等领域有广泛的应用。
在环境科学中，仪器分析可用于污染物监测和环境质量评估。
例如，通过质谱和色谱等技术可以分析空气中的有害气体和颗粒物，了解空气质量和大气污染源。
在生物医学领域，仪器分析可用于生物分子的检测和药物的分析。
例如，核磁共振和质谱等技术可以用于确定人体内的代谢产物和药物浓度，诊断疾病和评估药物治疗效果。
在材料科学中，仪器分析可用于材料的成分和结构表征。
例如，电子显微镜和X射线衍射等技术可以观察材料的微观结构和晶格排列，研究材料的性能和应用。
现代仪器分析方法
现代仪器分析方法随着科学技术的不断发展，人们对于仪器分析方法也有了更高的要求。
现代仪器分析方法采用了许多新的先进仪器和技术手段，具有高度的灵敏性、准确性和可靠性，广泛应用于各个领域。
本文将对现代仪器分析方法进行详细介绍。
一、光谱分析方法光谱分析是通过测量物质与电磁辐射的相互作用，来研究物质性质的一种方法。
其中，红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱和核磁共振谱等是常用的几种光谱分析方法。
红外光谱分析可以用来鉴定物质的结构和功能官能团，广泛应用于有机化学和药物工业等领域。
紫外光谱分析可以用来研究物质的电子结构和反应机理，广泛应用于药物、生物化学和环境科学等领域。
拉曼光谱分析可以用来研究物质的分子振动和晶格振动，广泛应用于材料、生物和环境领域。
核磁共振谱分析可以用来研究物质的分子结构和核自旋状态，广泛应用于化学、物理和生物学等领域。
二、质谱分析方法质谱分析是通过测量物质分子的质量和相对丰度来鉴定和测量物质的方法。
通过质谱仪的加速离子的方法将待测样品中的分子离子化，并在电磁场中进行分离和检测，最后获得质谱图。
质谱分析具有高分辨率和高灵敏度的特点，可以应用于有机化学、生物化学、环境科学等领域。
三、色谱分析方法色谱分析是通过在固定相上的分离和移动，来分析样品中的成分的方法。
常见的色谱分析方法有气相色谱、液相色谱和超临界流体色谱。
气相色谱一般用于分析挥发性和热稳定性的物质，液相色谱一般用于分析疏水性和疏溶性的物质，超临界流体色谱一般用于分析温度和压力高的物质。
色谱分析方法具有高分离效应和准确性的特点，广泛应用于制药、化工和环境等领域。
四、电化学分析方法电化学分析是通过测量物质在电场作用下的电化学反应和现象来分析物质的方法。
常见的电化学分析方法有电位滴定法、电解析法、极谱法和电化学发光法。
电化学分析方法通过测量电流、电势和电荷等电化学参数，来分析物质的浓度、反应速率和物理化学性质等。
电化学分析方法具有高灵敏度和高选择性的特点，广泛应用于电化学工业、环境保护和生物化学等领域。
现代仪器分析知识点总结
现代仪器分析绪论：1仪器分析定义：现代仪器分析是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，借助比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。
2仪器分析的特点：灵敏度高，试样用量少；选择性好；操作简便，分析速度快，自动化程度高；用途广泛，能适应各种分析要求；相对误差较大。
需要价格比较昂贵的专用仪器。
3仪器分析包括：光分析法；分离分析法；电化学分析法；分析仪器联用技术；质谱法。
4光分析：光分析法是利用待测组分的光学性质（如光的发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等）进行分析测定的一种仪器分析方法。
5光谱法包括：紫外/可见吸收光谱法；原子吸收光谱法；原子发射光谱法；分子发光分析法；拉曼光谱法；红外光谱法。
6电化学分析法：电化学分析法是利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定的一种仪器分析方法。
7电化学分析法包括：电导分析法；电位分析法；极谱与伏安分析法；电解和库仑分析法。
8分离分析法：利用物质中各组分间的溶解能力、亲和能力、吸附和解吸能力、渗透能力、迁移速率等性能的差异，先分离后分析测定的一类仪器分析方法。
分离分析法包括：超临界流体色谱法；气相色谱法；高效液相色谱法；离子色谱法；高效毛细管电泳法；薄层色谱法。
9质谱法：质谱法是将待测物质置于离子源中电离形成带电离子，让离子加速并通过磁场或电场后，离子将按质荷比（m/z）大小分离，形成质谱图。
依据质谱线的位置和质谱线的相对强度建立的分析方法称为质谱法。
10联用分析技术：已成为当前仪器分析的重要发展方向。
将几种方法结合起来，特别是分离方法（如色谱法）和检测方法（红外吸收光谱法、质谱法、原子发射光谱法等）的结合，汇集了各自的优点，弥补了各自的不足，可以更好地完成试样的分析任务。
气相色谱—质谱法（GC —MS）、气相色谱—质谱法—质谱法（GC—MS—MS）、液相色谱—质谱法（HPLC—MS）。
现代仪器分析(UV-Vis)(ok)
电子光谱产生
有机化合物的电子光谱
跃迁类型 能级高低 n** 可能的跃迁类型 -* -* -* n-* -* n-*
跃迁类型
-*：C-H共价键，如CH4（125nm）；C-C键，如C2H6(135nm)，处于
真空紫外区；
-* 和-*跃迁：尽管所需能量比上述-*跃迁能量小，但波长仍处于
构理论的重要信息.
溶剂的影响
—— 对光谱的影响（红移或紫移）和对测定的影响
选择溶剂时须注意：
（1）尽量选低极性溶剂；
（2）能很好的溶解物质，且形成的溶液有好的化 学和光化学稳定性；
主要组成部件
光源
单色器 钨灯(可见,近红外)和氘灯(紫外) 连续,稳定,恒定,长命 棱镜(可见—玻璃, 紫外—石英)和光栅 玻璃和石英吸收池(1-10cm)
能量较高，这些跃迁所产生的吸收谱多位于真空紫外区，因而在此不加讨论。
只有 -* 和 n-* 两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区， 且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。
几个概念
生色团：可以吸收光子产生跃迁的基团，一般都是带 有不饱和键的官能团，如烯、炔、羰基、硝基等。 助色团：带有非键电子对的基团，如—OH，— OR，—NHR，—SH，—X等，本身不吸收＞ 200nm的 光，但会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并增加吸
由L-B定律： 微分后得：
A lg T bc
d lg T 0.434
dT bdc T 将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得
c 0.434T c T lg T
当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434 时，吸 光度读数误差最小！ 通常可通过调节溶液浓度或改变光程b来控制A的读数在0.15~1.00范围内.
现代仪器分析
现代仪器分析具有 准确 灵敏 快速 自动化程度高的特点，常用来测定含量很低的微痕量组分，是分析化学的发展方向1 什么事仪器分析和化学分析？他们有什么不同点？化学分析时利用化学反应及其计量关系金星分析的一类分析方法，而现代仪器分析则是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，并借助于比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。
2 仪器分析方法的主要评价指标：检出限 精密度 准确度 选择性 标准曲线 灵敏度3 样品的制备：样品的粉碎、混匀、缩分的过程，称为样品的制备。
制备的目的是为了保证分析样品的均匀和确保分析结果的正确性。
第二章 光分析法导论光的特征：E=h ν=hc σ不同波长的光具有不同的能量，波长越长能量越低，反之越低越高透射率T=I/I 0，吸光度A=lg1//T ，朗波比尔定律A=kcL 物质的吸光度与吸收样品的浓度c及厚度L 的成绩呈正比，这就是光的吸收定律，也称郎律，k 比例系数，与介质的性质 温度 入射光的波长有关，c 单位mol/L ，L 单位cm第三章 原子发射光谱法1原子发射光谱法(AES)是根据待测物质的气态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质中元素组成和含量的分析方法。
2原子发射光谱分析的特点：(1)可多元素同时检测(2)分析速度快(3)选择性好(4)检出限较低(5)准确度较高(6)ICP 性能优越(7)缺点非金属元素不能检测或灵敏度低。
3光源的作用：提供能量使样品蒸发, 形成气态原子, 并进一步使气态原子激发而产生光辐射。
4等离子体： 一般是指电离度大于0.1%，阴、阳离子浓度相等，电荷为零的，可以导电的混合气体。
5激发源的作用是为试样蒸发、原子化、和激发提供所需要的能量，从而产生发射光谱，它的性能影响着谱线的数目和强度。
6 ICP 炬的组成：ICP 高频发生器+ 炬管+ 供气系统+样品引入系统 原理：利用等离子体放电产生高温激发光源7 ICP 激发源的分析性能： 1）灵敏度高，稳定性好； 2）适用于液体分析，样品用量少；3）由于不用电极，样品污染小；4）氩气背景干扰少，信噪比高，适合于低含量元素的定量分析；5）缺点：消耗氩气量较大，费用较高8光谱定性分析：定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱9什么是元素的分析线、最后线、灵敏线？分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线；最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。
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分析仪器的主要应用领域正向着 生物医学领域转移
分析仪器在保障人类健康生活、监控病人 病情、预防灾害发生等方面也都起着重大的 作用。
没有新型DNA分析仪的进一步 发展，人类也很难在防病、治病 特别是在防治癌症和各种遗传病 方面对现有基因图谱加以利用。
生物芯片
化学计量学
微型化 新技术 自动化 新原理 新仪器
二、分析化学的进展
1.由分析对象来看
无机物分析
有机物 分析
2.由分析对象的数量级来看
常量
微量
痕量
生物活性物质
分子水平
3.由分析自动化程度来看
手工操作 仪器 自动
全自动
智能化仪器
2020/6/14
仪器分析的发展过程
• 分析化学的三个发展阶段。
• 阶段一：
•
16世纪，天平的出现。分析化学具有
了科学的内涵；
傅里叶变换红外；色-质联用仪。
• 分析化学三要素
理论
技术
对象 （问题）
Hale Waihona Puke 科学生产技术
二、仪器分析方法的分类
电化学分析法
质谱分析法 仪器分析
色谱分析法
分析仪器联用技术
光分析法 热分析法
电化学分析方法的分类
电导分析法
电位分析法
电解分析法
电化学分析法
电泳分析法
极谱与伏安分析法
库仑分析法
色谱分析方法的分类
生物分析 环境分析
在线分析
过程分析
原位分析 实时分析
分析仪器的微型化和智能化
随着分子计算机、DNA计算机、光子 计算机、量子计算机等的不断推出，计算 机也将越来越微型化。计算机（电脑）与 人脑的结合将不再是一个梦、带有植入式 电脑的人的智能将大大超过不带电脑的“ 自然人”。
分析仪器的大众化、个性化和日 用品化，贵重仪器的网络化
随着经济全球化和全球网络化，大 型实验室的数量将减少，但其资源（特 别是其精密贵重仪器）将得到更充分的 发挥。因为它可以面向全世界为所有“ 网民”服务，实际上，现在就已有人在 建立利用全球主要实验室资源的“网络 实验室”了。
仪器分析发展趋势展望
。 分析仪器是科学仪器的重要组成部分。分析 仪器工业是高技术信息产业。分析仪器的发展是 现代科学、经济和社会发展的重要基础和推动力 之一。分析仪器的主要应用领域正向生物医学领 域转移．分析仪器本身将不断微型化、智能化． 但人类向时间和空间的两个极限挑战所需的高级 精密仪器也不容忽视．生命过程、生产、科研和 社会活动大量需要的将是在线、非侵入、非损坏 、原位、实时、多维分析仪器。
的信息的科学
化 学 分
分析 析 化 学
仪 器 分 析
重量分析以物质的酸化碱滴学定 反应为基配础位滴的定
滴定分分析 析方法氧化还原滴定
沉淀滴定
电化以学分物析质的物电理导、和电极位谱、、电伏解安、库仑
光化物学分理析化学性发质射、为吸收，荧光、光度
色谱基分础析 的分析气方相、法液相、离子、超临
界、薄层、毛细管电泳
•
20世纪初，依据溶液中四大反应平衡
理论，形成分析化学的理论基础。分析化
学由一门操作技术变成一门科学；
•
20世纪40年代前，化学分析占主导地 位，仪器分析种类少和精度低；
阶段二：
20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。 仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展； 化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低； 为什么出现在这一时期？一系列重大科学发现，为仪器分 析的建立和发展奠定基础。 （1）Bloch F 和Purcell E M；建立了核磁共振测定方法；诺 贝尔化学奖1952年； （2）Martin A J P 和Synge R L M；建立了气相色谱分析法 ；诺贝尔化学奖1952年； （3）Heyrovsky J，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年 仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。
分析仪器是人们感觉器官的延伸
它所测量或所获取的主要是物质的质 和量的信息。以一切可能的（化学的、物理 的、生物医学的、数学的等等）方法和技术 ，利用一切可以利用的物质属性，对一切需 要加以表征、鉴别或测定的物质组分（包括 无机和有机组分）及其形态、状态（以及能 态）、结构、分布（时、空）等进行表征、 鉴别和测定，以求对样品所代表的问题有一 个基本的了解。这是当今分析科学也是分析 仪器发展所面临的任务。
农药残留量） • 环境质量（污染实时检测） • 法庭化学（DNA技术，物证）
• 化学： • 新化合物的结构表征； • 分子层次上的分析方法； • 生命科学：DNA测序；活体检测；
• 环境科学：环境监测；污染物分析； • 材料科学：新材料，结构与性能； • 药物：天然药物的有效成分与结构，构效
关系研究；
现代仪器分析
江西农业大学 生物分离与分析教研室
基本要求
• 1、作好笔记。 • 2、课后要复习。 • 3、按时完成作业。 • 4、做好实验。
第一章 绪论
• 第一节 概述 • 第二节 仪器分析方法
的主要评价指标
分析化学与仪器分析的关 系?
• 分析化学是研究分析方法的科学或学科 • 是一门人们赖以获得 物质组成、结构和 形态
阶段三：
八十年代初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。 （1）计算机控制的分析数据采集与处理：
实现分析过程的连续、快速、实时、智能； 促进化学计量学的建立。 （2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分 析条件，获得最大程度的化学信息。
化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。 （3）以计算机为基础的新仪器的出现：
波谱分析
红外、核磁、质谱
2020/6/14
仪器分析的定义
一般说来，仪器分析是指采用比较复杂 或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些 物理或物理化学性质的参数及其变化来获 取物质的化学组成、成分含量及化学结构 等信息的一类方法。
这些方法一般都有独立的方法原理及理 论基础。
分析化学的作用
• 体育（兴奋剂） • 生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、
气相色谱法
超临界色谱法 色谱分析法
液相色谱法
电色谱法
薄层色谱法 激光色谱法
光分析方法的分类
原子吸收法 原子发射法
紫外可见法 光分析法 荧光法
分子光谱 原子光谱
红外法
核磁法
其他分析方法的分类
质谱分析法
热分析法 其他分析法
联用技术
仪器分析的特点
1. 灵敏度高，检出限低。 2. 选择性好。 3. 操作简便,分析速度快,易于实现自动化。 4. 相对误差一般较大。 5. 价格一般来说比较昂贵。