仪器分析课件01仪器分析概述
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仪器分析 课件ppt
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保障人类健康
仪器分析在保障人类健康方面具有重 要意义，如环境监测、食品药品安全 检测等。
仪器分析的发展历程
早期仪器分析
早期的仪器分析方法比较简单， 如比重法、折光法等。
20世纪发展
20世纪是仪器分析发展的重要时 期，随着科技的不断进步，新的 仪器分析方法不断涌现，如光谱
法、色谱法等。
现代仪器分析
现代仪器分析已经进入了一个全 新的时代，各种高灵敏度、高分 辨率、高自动化程度的仪器不断 涌现，为科学研究和技术创新提
工业生产控制
总结词
仪器分析在工业生产控制中是重要的工具，能够监测 和控制生产过程中的各种参数。
详细描述
仪器分析通过实时监测和控制工业生产过程中的温度、 压力、流量、浓度等参数，确保生产过程的稳定性和产 品质量，提高生产效率和降低能耗。
05
仪器分析的挑战与未来发展
Chapter
提高仪器分析的灵敏度与准确性
结合纳米技术、生物技术、信 息技术等新兴领域，开发新型 仪器分析工具。
探索微型化、便携式仪器分析 设备，满足现场快速检测的需 求。
实现仪器分析的自动化与智能化
通过自动化技术实现仪器分析流 程的连续性与高效性，降低人为
误差和提高分析效率。
利用人工智能和机器学习算法对 仪器分析数据进行处理、建模和 预测，提高分析的智能化水平。
气相色谱法
总结词
基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 系数差异而建立的分析方法。
详细描述
气相色谱法是利用不同物质在固定相和流动 相之间的分配系数差异进行分析的方法，通 过分离和检测混合物中的各组分来测定各组 分的含量。该方法具有分离效果好、分析速 度快、应用范围广等优点。
仪器分析 01仪器分析概述
0.9
1 1.5 5 0.328
1.2
1 1.5 5 0.468
1.5
1 1.5 5 0.573
5.0
1 1.5 5 0.428
混匀后放置3-5 min
定容至50mL，放置10 min后于510 nm处测定A
解：求出标准系列溶液的浓度
cFe/mgL-1 A 0.6 0.112 1.2 0.227 1.8 0.328 2.4 0.468 3.0 0.573
吸附
分配 吸附 光、电、 质谱等
分配
静电 筛分 亲和
Signal
Time
1-4 分析仪器（1）
1-4 分析仪器（2）
分析仪器的基本结构单元
分析仪器种类繁多、型号多变、计算机应用和智能化程度 相差很大，但一般都是以下四个基本部件组成：
输出 信号
信号 发生器
分析 信号
检测器
输入 信号
信号 处理器
信号 显示装置
仪器校正灵敏度与所选标准物和测定条件有关！
有些仪器方法有习惯使用的表示方式。
1-4-2 检出限（1）
检出限指仪器所能检测到的最小有效信号对应的待测组分的浓 度或质量。最小有效信号如何确定？这就需要了解一下试样及 测量信号的组成。 试样：待测组分+基体 待测液：待测组分+基体+相关试剂+溶剂 理想空白：基体+相关试剂+溶剂（不含待测组分） 试剂空白：相关试剂+溶剂（选择合适的测定条件或前处理方
能消除，但可通过仪器的改善或适当的数据处理而减小，是影
响测量精密度的原因，也是决定检出限的主要因素之一。即所 测信号过小时，就难以区分是由待测组分产生还是仪器的自身 噪音，因此最小有效信号应大于本底信号一定倍数。
仪器分析法概述课件
通过测量患者血液中的药物浓度，可以评估药物治疗效果和安全性。
仪器分析法的未来发展
高通量与自动化技术
高通量技术
通过自动化技术实现快速、高效地处理大量样品，提高分析 效率。
自动化技术
减少人工操作，提高分析过程的准确性和重复性，降低误差。
微型化与便携式仪器
微型化技 术
减小仪器体积，降低成本，便于携带 和移动。
仪器分析法的基本原理
光谱分析法
总结词
基于物质与电磁辐射相互作用的原理进行分析的方法。
光谱类型
主要包括原子光谱和分子光谱。
详细描述
光谱分析法是利用物质与电磁辐射相互作用的特性，依据 光的吸收、发射、散射等作用，对物质进行定性和定量分 析的方法。
应用领域
广泛应用于化学、生物学、医学、环境科学等领域。
仪器分析法概述课件
仪器分析法简介
定义与分类
定义
仪器分析法是一种利用物理或化学方 法，通过测量物质的物理或化学性质 来分析物质组成、含量和结构的方法。
分类
仪器分析法可以分为电化学分析法、 光谱分析法、色谱分析法、质谱分析 法、热分析法等。
仪器分析法的应用领域
环保监测
仪器分析法可以用于检测空气、 水体和土壤中的有害物质，为
优点
仪器分析法具有高精度、高灵敏度、高 分辨率和高自动化程度等优点，能够快 速准确地测定物质的组成和含量。同时， 仪器分析法的应用范围广泛，可以用于 不同领域和不同物质的测定。
VS
缺点
仪器分析法的设备成本较高，需要专业人 员操作和维护。此外，不同仪器分析法的 原理和应用范围也有所不同，需要根据具 体情况选择合适的方法。
便携式仪器
适应现场快速检测需求，方便在各种 环境下进行样品分析。
《仪器分析》课件
汇报人：
样品保存：选择合适的保存方法， 如冷藏、冷冻、真空等
添加标题
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添加标题
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样品处理：对样品进行预处理，如 清洗、干燥、粉碎等
样品运输：确保样品在运输过程中 的安全和完整性
实验准备： 仪器、试 剂、样品 等
实验步骤： 按照实验 规程进行 操作
实验记录： 详细记录 实验数据、 现象和结 果
实验分析： 对实验数 据进行分 析和解释
PART SIX
实验结果的图形表示：如柱状图、折线图、饼图等 数据的统计分析：如平均值、标准差、置信区间等 实验结果的解释：如误差分析、相关性分析等 实验结果的应用：如预测、决策等
实验结果的准确性：确保实验结果的准确性是解读实验结果的前提 实验结果的可靠性：确保实验结果的可靠性是解读实验结果的关键 实验结果的重复性：确保实验结果的重复性是解读实验结果的基础 实验结果的解释：根据实验结果，对实验现象进行解释，得出结论
声学原理：声波、声 速、声压等
电磁学原理：电磁场、 电磁波、电磁感应等
信号处理：傅里叶变换、快速傅里叶变 换等
统计分析：方差分析、回归分析等
数值计算：数值积分、数值微分等
优化算法：梯度下降法、牛顿法等
概率论与数理统计：概率分布、参数估 计等
线性代数：矩阵运算、向量空间等
PART FOUR
样品采集：选择合适的样品，确保 其代表性和完整性
食品农药残留检 测：检测食品中 的农药残留含量
药物成分分析：确定药物中的有效成分和杂质 药物质量控制：确保药物的质量和稳定性 药物代谢研究：研究药物在人体内的代谢过程 药物相互作用研究：研究药物与药物、食物或其他物质的相互作用
环境监测：监测大气、水质、土壤等环境因素 食品检测：检测食品中的添加剂、农药残留等 药物分析：分析药物成分、药效、副作用等 材料科学：分析材料的成分、结构、性能等
仪器分析概述培训课件
仪器分析概述培训课件
汇报人： 2023-12-26
目录
• 仪器分析基本概念 • 仪器分析的原理 • 仪器分析的方法 • 仪器分析的步骤 • 仪器分析的注意事项 • 仪器分析的发展趋势
01
仪器分析基本概念
仪器分析的定义
仪器分析是通过使用各种精密仪器来测量、检测物质的一种方法。
它涉及到物理、化学、生物等各个领域，是现代科学研究和技术应用中不可或缺的 重要手段。
多技术联用、多学科交叉
多技术联用
仪器分析正朝着多种技术联用的方向发展，将不同分析技术结合起来，实现更全面、准 确的分析。
多学科交叉
仪器分析涉及到多个学科领域，如化学、物理、生物等，多学科交叉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ仪器分析提供了 更广阔的发展空间和思路。
THANKS
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仪器分析的应用领域
环境监测
通过仪器分析检测空气、水体 、土壤中的有害物质，评估环 境质量，为环境保护提供数据
支持。
食品检测
通过仪器分析检测食品中的营 养成分、添加剂、有害物质等 ，保障食品安全，维护消费者 权益。
药物研发
通过仪器分析研究药物的有效 成分、药代动力学等性质，加 速新药的研发进程。
生物研究
样品制备
根据分析需求，将处理后的样品进行适当的处理，如浓缩、 分离、纯化等。
样品处理
对制备后的样品进行预处理，如溶解、稀释、混合等，以满 足分析仪器的要求。
数据分析与处理
数据获取
通过仪器分析获取实验数据。
数据分析
运用统计分析方法对处理后的数据进行深入 分析，得出结论。
数据处理
对获取的数据进行整理、筛选、转换等处理 ，以便进一步分析。
仪器分析的目的是获取物质的组成、结构、性质、含量等信息，为科学研究、产品 开发、质量控制等方面提供数据支持。
汇报人： 2023-12-26
目录
• 仪器分析基本概念 • 仪器分析的原理 • 仪器分析的方法 • 仪器分析的步骤 • 仪器分析的注意事项 • 仪器分析的发展趋势
01
仪器分析基本概念
仪器分析的定义
仪器分析是通过使用各种精密仪器来测量、检测物质的一种方法。
它涉及到物理、化学、生物等各个领域，是现代科学研究和技术应用中不可或缺的 重要手段。
多技术联用、多学科交叉
多技术联用
仪器分析正朝着多种技术联用的方向发展，将不同分析技术结合起来，实现更全面、准 确的分析。
多学科交叉
仪器分析涉及到多个学科领域，如化学、物理、生物等，多学科交叉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ仪器分析提供了 更广阔的发展空间和思路。
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仪器分析的应用领域
环境监测
通过仪器分析检测空气、水体 、土壤中的有害物质，评估环 境质量，为环境保护提供数据
支持。
食品检测
通过仪器分析检测食品中的营 养成分、添加剂、有害物质等 ，保障食品安全，维护消费者 权益。
药物研发
通过仪器分析研究药物的有效 成分、药代动力学等性质，加 速新药的研发进程。
生物研究
样品制备
根据分析需求，将处理后的样品进行适当的处理，如浓缩、 分离、纯化等。
样品处理
对制备后的样品进行预处理，如溶解、稀释、混合等，以满 足分析仪器的要求。
数据分析与处理
数据获取
通过仪器分析获取实验数据。
数据分析
运用统计分析方法对处理后的数据进行深入 分析，得出结论。
数据处理
对获取的数据进行整理、筛选、转换等处理 ，以便进一步分析。
仪器分析的目的是获取物质的组成、结构、性质、含量等信息，为科学研究、产品 开发、质量控制等方面提供数据支持。
大学仪器分析(概述)PPT教学课件
2.雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。 湖上影子，惟长堤一痕、湖心亭一点、与 余舟一芥、舟中人两三粒而已。
这是一幅绝妙的湖山夜雪图。“雾凇沆砀”是形容 湖面上雪花水气混濛不分，茫宕一片之态。雾，是 由天空向下飘的云气；凇，是湖面向上涌的水气； 沆砀，是飘荡、混茫之态。这句把大雪盖地的静穆 与水气、云雾的上下混融糅为一体，做到动静相承， 既写出雪的精神也写出了雪的气象。然后，作者叠 用三个“与”字，把天空、云层、湖水之间浑茫莫辨 的壮阔雪景生动地表现了出来。这是对湖心亭雪 景的总体描绘。
电位计 信号处理：运算放大 输出： 记录仪、计算机
二．仪器分析的特点
• １．灵敏度
• ２．分析速度快，效率高 可以一次分 析样品中多种元素信息；
• ３．选择性好； • 4．准确度 相对较低５％； • 5．一般仪器价格较贵，维修使用成本较高
800MHz NMR~120万美元。
三．分析方法的选择
现代仪器分析方法迅速发展，应用互相交 叉，要正确选择一个分析方法需要对分析 方法及分析对象有一个较好的了解。 •对样品了解： １．准确度、精确度要求； ２．可用样品量； ３．待测物浓度范围； ４．可能的干扰； ５．样品基体的物化性质。
解：此组数据中，组分浓度为零时，吸光度不为零，这可能是在试剂中 含有少量Mn，或者含有其它在该测量波长下有吸光的物质。
设Mn含量值为x，吸光度值为y，按公式计算回归系数a，b值。n=7。
7
7
x 0.06; y 0.275; (xi x)( yi y) 0.0442 ; (xi x)2 0.0112
式中
y=a+bx
n
(xi x)(yi y)
b i1 n (xi x)2 i 1
仪器分析概述培训课件
03
常用仪器分析方法
色谱法
气相色谱法
用于分析气体和挥发性物质， 如烃类化合物、有机氯等。
高效液相色谱法
用于分析热不稳定、分子量较大 、难以气化的物质，如蛋白质、 核酸等。
毛细管电泳法
用于分析离子型样品，如氨基酸、 多肽等。
质谱法
有机质谱法
用于鉴定有机化合物的分子结构和分子量。
无机质谱法
用于测定元素的同位素和原子序数等。
仪器分析的优缺点
• 优点 • 高灵敏度：可以检测到低浓度的物质，甚至达到分子级别。 • 高选择性：可以针对特定的化学物质进行检测和分析。 • 快速：可以在短时间内完成大量样品的测量和分析。 • 缺点 • 高成本：通常需要精密的仪器和专业的操作人员，因此成本较高。 • 需要样品制备：需要对样品进行预处理和制备，以满足仪器的要求。 • 可能产生误差：由于操作人员的主观因素和仪器的误差，可能会影响分析结果。
化工生产过程控制
仪器分析在化工生产过程中发挥着至关重要的作用，通过对温度、压力、流量等工艺参数 的监测和控制，保证生产过程的稳定性和产品的质量。
环境监测领域
01
大气污染监测
仪器分析可以测定大气中各种有害物质的含量，如二氧化硫、氮氧化
物、颗粒物等，为大气污染治理提供数据支持。
02
水质监测
通过仪器分析手段可以检测水体中的各种污染物，如重金属离子、有
卫生监督
通过仪器分析方法可以对食品、饮用水等开展卫生监督 工作，确保公众的健康安全。
其他领域
材料科学
仪器分析在材料科学领域中有着广泛的应用，如材料结构表 征、性能测试等，为新材料的研发提供支持。
生物技术
仪器分析在生物技术领域的应用包括蛋白质组学、基因组学 等方面，为生物技术的深入研究提供数据支持。
仪器分析课件
仪器分析课件第1章：仪器分析概述1.1 仪器分析的定义1.1.1 仪器分析的概念1.1.2 仪器分析的历史发展1.2 仪器分析的基本原理1.2.1 仪器分析的基本概念1.2.2 仪器分析的分类和特点1.2.3 仪器分析的基本原理1.3 仪器分析的应用领域1.3.1 生物医药领域中的仪器分析1.3.2 环境监测中的仪器分析1.3.3 食品安全领域中的仪器分析1.3.4 能源领域中的仪器分析1.3.5 其他领域中的仪器分析第2章：常见仪器分析方法2.1 光谱分析法2.1.1 紫外可见光谱分析法2.1.2 红外光谱分析法2.1.3 质谱分析法2.1.4 核磁共振光谱分析法2.2 色谱分析法2.2.1 气相色谱分析法2.2.2 液相色谱分析法2.2.3 离子色谱分析法2.2.4 薄层色谱分析法2.3 电化学分析法2.3.1 电解法分析法2.3.2 电位法分析法2.3.3 极谱分析法2.3.4 电化学分析中的仪器设备2.4 质谱分析法2.4.1 质谱基本原理2.4.2 质谱原理及应用第3章：仪器分析的操作流程3.1 样品准备3.1.1 样品采集3.1.2 样品制备及处理3.2 仪器操作3.2.1 仪器的打开与关闭3.2.2 仪器的参数选择和调整 3.2.3 仪器的操作注意事项3.3 数据处理与分析3.3.1 数据采集与记录3.3.2 数据处理软件的使用 3.3.3 数据分析与解释第4章：仪器分析的常见问题与解决方法4.1 仪器故障与维护4.1.1 仪器常见故障原因4.1.2 仪器故障的排除方法4.1.3 仪器维护的注意事项4.2 数据异常及其处理4.2.1 数据异常的原因分析4.2.2 数据异常的处理方法4.3 实验误差及其控制4.3.1 实验误差的分类4.3.2 实验误差的产生原因4.3.3 实验误差的控制方法第5章：仪器分析的发展趋势5.1 仪器分析技术的创新5.1.1 新兴仪器分析技术的引入5.1.2 前沿仪器分析技术的研究进展5.2 仪器分析技术的应用推广5.2.1 实验室仪器的普及与应用5.2.2 仪器检测技术的应用领域扩展5.3 仪器分析技术的发展趋势5.3.1 仪器分析技术的自动化与智能化5.3.2 仪器分析技术在快速检测中的应用结语通过本课件的学习，你将了解到仪器分析的基本概念和原理，熟悉常见的仪器分析方法和操作流程，掌握解决仪器故障和数据异常的方法，了解仪器分析的发展趋势。
仪器分析课件
SDL=Sb +k1 sb
S
sb
测定次数，n
仪器噪音及方法检出限
K1=3时，可以认为仪器检出的最小信号值SDL可能性为95%
Sb：空白信号的平均值， sb空白信号的标准差
检出限如何计算呢？
测定空白样品(或浓度接近空白值）20-30次，求其
平均值 Sb 及其标准偏差 sb，则可分辨的最小信号
SDL= Sb+k1sb
1.2 1.0
0.8
S 0.6
0.4
0.2
0.0 0.0
S1 5
Sx
S3
S2
20 cx 30
浓度，c
S4 40
标准曲线法的准确性与否与两个因素有关：标准物浓 度配制的准确性；标准基体与样品基体的一致性。
相关系数（-1<r<1）
标准加入法（Standard addition method）
具体做法： l 将一系列已知量待测物分别加入到几等份的样品中，配制 成浓度为(cx+0)，(cx+c1), (cx+c2), (cx+c3)……..，得到和样品 有相同基体的标准系列(加标，spiking)； l 通过仪器分别测量以上系列的响应值 S0，S1，S2，S3， S4……； l 以浓度c对响应信号与S作图，再将直线外推与浓度轴相交 于一点(下图)，求得样品中待测物浓度cx。 优点：基体(matrix)相近，或者说基体干扰相同； 缺点：麻烦，适于小数量的样品分析。
标准曲线法； 标准加入法； 内标法。
标准曲线法（Calibration curve，Working curve, Analytical curve）
具体做法： l 准确配制已知待测物浓度的系列: 0(空白)，c1，c2 ，c3，c4……..； l 通过仪器分别测量以上各待测物的响应值S0，S1 ，S2，S3，S4……及待测物的响应值Sx； l 以浓度c对响应信号与S作图得到标准曲线，然后 通过测得的Sx从下图中求得cx；或者通过最小二乘 法获得其线性方程再直接进行计算。
《仪器分析》课件
《仪器分析》课件
本课程为《仪器分析》课件，深入浅出地介绍了仪器分析的基本概念和应用。 通过本课程的学习，您将掌握仪器分类与原理、常见仪器及其应用、仪器操 作技巧、仪器维护与故障排除以及实验案例分析的知识。
课程简介
本节将为您介绍《仪器分析》课程的背景和内容，包括为什么学习仪器分析 以及仪器分析在各行业中的重要性。
仪器品准备的基本技巧，如样品的提取、纯化等。
2
仪器操作
介绍仪器操作的步骤和注意事项，如参数设置、仪器维护等。
3
数据处理
讲解数据的处理和分析方法，如数据校正、结果解读等。
仪器维护与故障排除
分享仪器维护的常见方法和注意事项，以及处理仪器故障的技巧和策略。
实验案例分析
药物分析
通过实验案例介绍药物分析的方法和步骤，以及数据的处理和解读。
环境监测
通过实验案例介绍环境监测的技术和应用，如水质监测、大气污染分析等。
食品安全
通过实验案例介绍食品安全的检测方法和流程，以及结果的评估和判定。
课程目标
本节将为您明确《仪器分析》课程的学习目标，包括掌握仪器分类与原理、熟悉常见仪器的应用、提高仪器操 作技巧、学会仪器的维护与故障排除，并通过实验案例分析加深对仪器分析的理解。
仪器分类与原理
光谱技术
介绍光谱技术及其应用，包括紫外-可见光谱、 红外光谱等。
质谱技术
介绍质谱技术及其应用，包括质量谱、元素分析 等。
色谱技术
介绍色谱技术及其应用，包括气相色谱、液相色 谱等。
电化学分析
介绍电化学分析技术及其应用，包括电位法、电 导法等。
常见仪器及其应用
气相色谱
介绍气相色谱仪的原理和应用领 域，如环境监测、食品安全等。
本课程为《仪器分析》课件，深入浅出地介绍了仪器分析的基本概念和应用。 通过本课程的学习，您将掌握仪器分类与原理、常见仪器及其应用、仪器操 作技巧、仪器维护与故障排除以及实验案例分析的知识。
课程简介
本节将为您介绍《仪器分析》课程的背景和内容，包括为什么学习仪器分析 以及仪器分析在各行业中的重要性。
仪器品准备的基本技巧，如样品的提取、纯化等。
2
仪器操作
介绍仪器操作的步骤和注意事项，如参数设置、仪器维护等。
3
数据处理
讲解数据的处理和分析方法，如数据校正、结果解读等。
仪器维护与故障排除
分享仪器维护的常见方法和注意事项，以及处理仪器故障的技巧和策略。
实验案例分析
药物分析
通过实验案例介绍药物分析的方法和步骤，以及数据的处理和解读。
环境监测
通过实验案例介绍环境监测的技术和应用，如水质监测、大气污染分析等。
食品安全
通过实验案例介绍食品安全的检测方法和流程，以及结果的评估和判定。
课程目标
本节将为您明确《仪器分析》课程的学习目标，包括掌握仪器分类与原理、熟悉常见仪器的应用、提高仪器操 作技巧、学会仪器的维护与故障排除，并通过实验案例分析加深对仪器分析的理解。
仪器分类与原理
光谱技术
介绍光谱技术及其应用，包括紫外-可见光谱、 红外光谱等。
质谱技术
介绍质谱技术及其应用，包括质量谱、元素分析 等。
色谱技术
介绍色谱技术及其应用，包括气相色谱、液相色 谱等。
电化学分析
介绍电化学分析技术及其应用，包括电位法、电 导法等。
常见仪器及其应用
气相色谱
介绍气相色谱仪的原理和应用领 域，如环境监测、食品安全等。
仪器分析ppt
(2)热分析法 该方法是通过测定物质的质量、体积、热导
或反应热与温度之间的关系而建立起来的一种分 析方法。有热重量法，差热分析法等。
§1-2 仪器分析的发展趋势
当前分析化学的特点：不仅要解决静态物质的 成分分析，而且要解决瞬时变化的暂态的物质的 成分分析；不仅要解决物质总体的总量分析，而 且要解决微区、薄层以及元素所存在的状态与价 态分析。
鉴于以上两种情况，本章讨论几种常用的分 离与富集的方法。
§2-1 沉淀分离法 这是一种较经典的分离方法，经过不断的发
展与完善，目前还经常使用。 一.无机沉淀剂沉淀分离法
定量分析中，当试样组成较简单，如碳酸钠、 氢氧化铁等，可直接把它们处理成溶液后进行滴 定；但如果为混合试样时，如Fe3+、Zn2+混合溶 液，要测其中的Fe3+含量，就必须除去Zn2+。 已知： KspFe(OH )3 3.51038 , KspZn(OH )2 1.2 1017
达到了平衡，即： A水 A有
A物质在两相中的浓度关系可用分配系数KD表 示： KD=[A有]/[A水]
如I2在水和CCl4之间的分配系数KD是一常数为 85.3，即: [I ]2 CCl4 /[I 2]H 2O 85.3
有些物质在两相中的存在形式与I2不同比较复
杂，如：Os(锇)，如果同样用CCl4来萃取溶液中 OsO4时，水相中Os是以OsO4、OsO52-、HOsO-5等三 种形式存在；此时若用分配系数(KD=[OsO4]有/ [OsO4]水)来表示锇元素在两相中分配就说明不 了实际情况，为此引入了分配比D的概念，即：
第一章 绪论
§1-1 仪器分析定义、内容和分类 一.定义与内容
分析化学是人们用来认识自然的重要手段之 一，是一门研究物质组成状态和结构的学科。 它包括化学分析和仪器分析两大部分。
或反应热与温度之间的关系而建立起来的一种分 析方法。有热重量法，差热分析法等。
§1-2 仪器分析的发展趋势
当前分析化学的特点：不仅要解决静态物质的 成分分析，而且要解决瞬时变化的暂态的物质的 成分分析；不仅要解决物质总体的总量分析，而 且要解决微区、薄层以及元素所存在的状态与价 态分析。
鉴于以上两种情况，本章讨论几种常用的分 离与富集的方法。
§2-1 沉淀分离法 这是一种较经典的分离方法，经过不断的发
展与完善，目前还经常使用。 一.无机沉淀剂沉淀分离法
定量分析中，当试样组成较简单，如碳酸钠、 氢氧化铁等，可直接把它们处理成溶液后进行滴 定；但如果为混合试样时，如Fe3+、Zn2+混合溶 液，要测其中的Fe3+含量，就必须除去Zn2+。 已知： KspFe(OH )3 3.51038 , KspZn(OH )2 1.2 1017
达到了平衡，即： A水 A有
A物质在两相中的浓度关系可用分配系数KD表 示： KD=[A有]/[A水]
如I2在水和CCl4之间的分配系数KD是一常数为 85.3，即: [I ]2 CCl4 /[I 2]H 2O 85.3
有些物质在两相中的存在形式与I2不同比较复
杂，如：Os(锇)，如果同样用CCl4来萃取溶液中 OsO4时，水相中Os是以OsO4、OsO52-、HOsO-5等三 种形式存在；此时若用分配系数(KD=[OsO4]有/ [OsO4]水)来表示锇元素在两相中分配就说明不 了实际情况，为此引入了分配比D的概念，即：
第一章 绪论
§1-1 仪器分析定义、内容和分类 一.定义与内容
分析化学是人们用来认识自然的重要手段之 一，是一门研究物质组成状态和结构的学科。 它包括化学分析和仪器分析两大部分。
《仪器分析知识讲座》课件
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仪器分析知识
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目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 仪器分析概述
仪器分析的基本原理 仪器分析的实验技术 仪器分析的误差与不确定度 仪器分析的质量保证与标准化
01
添加目录项标题
02
仪器分析概述
仪器分析的定义
仪器分析包括色谱分析、光 谱分析、电化学分析、质谱 分析等。
材料分析：分析材料成分、结构、性能等
医药分析：分析药物成分、药效、安全性 等
03
仪器分析的基本原理
仪器分析的物理原理
光谱分析：通过测量物质对光的吸收、反 射或散射来获取信息
色谱分析：利用物质在流动相和固定相之 间的分配系数不同进行分离
质谱分析：通过测量离子的质量和电荷来 获取信息
电化学分析：通过测量电流、电压等电化 学参数来获取信息
仪器分析的发展趋势与未来展望
快速化：仪器分析将更加快 速化，提高分析速度和效率
微型化：仪器分析将更加微 型化，便于携带和操作
智能化：仪器分析将更加智 能化，实现自动分析、自动 诊断等功能
集成化：仪器分析将更加集 成化，实现多种分析方法的
集成和协同工作
绿色化：仪器分析将更加绿 色化，减少对环境的影响和
仪器分析的标准物质与标准方法
标准方法：用于分析仪器 和样品的方法
标准方法的选择：根据分 析目的和样品特性选择
标准方法的验证：按照规 定的程序验证
标准方法的维护：按照规 定的程序维护
标准物质：用于校准仪器 和分析方法的物质
标准物质的选择：根据分 析目的和样品特性选择
标准物质的制备：按照规 定的程序制备
质量保证体系：包括仪器 设备、试剂、操作人员、 实验环境等
仪器分析知识
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目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 仪器分析概述
仪器分析的基本原理 仪器分析的实验技术 仪器分析的误差与不确定度 仪器分析的质量保证与标准化
01
添加目录项标题
02
仪器分析概述
仪器分析的定义
仪器分析包括色谱分析、光 谱分析、电化学分析、质谱 分析等。
材料分析：分析材料成分、结构、性能等
医药分析：分析药物成分、药效、安全性 等
03
仪器分析的基本原理
仪器分析的物理原理
光谱分析：通过测量物质对光的吸收、反 射或散射来获取信息
色谱分析：利用物质在流动相和固定相之 间的分配系数不同进行分离
质谱分析：通过测量离子的质量和电荷来 获取信息
电化学分析：通过测量电流、电压等电化 学参数来获取信息
仪器分析的发展趋势与未来展望
快速化：仪器分析将更加快 速化，提高分析速度和效率
微型化：仪器分析将更加微 型化，便于携带和操作
智能化：仪器分析将更加智 能化，实现自动分析、自动 诊断等功能
集成化：仪器分析将更加集 成化，实现多种分析方法的
集成和协同工作
绿色化：仪器分析将更加绿 色化，减少对环境的影响和
仪器分析的标准物质与标准方法
标准方法：用于分析仪器 和样品的方法
标准方法的选择：根据分 析目的和样品特性选择
标准方法的验证：按照规 定的程序验证
标准方法的维护：按照规 定的程序维护
标准物质：用于校准仪器 和分析方法的物质
标准物质的选择：根据分 析目的和样品特性选择
标准物质的制备：按照规 定的程序制备
质量保证体系：包括仪器 设备、试剂、操作人员、 实验环境等
仪器分析完整版(详细)上课讲义
仪器分析完整版(详细)第一章绪论1.仪器分析是以物质的物理组成或物理化学性质为基础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对其进行定性、定量、进行形态和机构分析的一类测定方法，由于这类方法的测定常用到各种比较贵重、精密的分析仪器，故称为仪器分析。
与化学分析相比，仪器分析具有取样量少、测定是、速度快、灵敏、准确和自动化程度高的显著特点，常用来测定相对含量低于1%的微量、痕量组分，是分析化学的主要发展方向。
2.仪器分析的特点：速度快、灵敏度高、重现性好、样品用量少、选择性高局限性：仪器装置复杂、相对误差较大3.精密度：是指在相同条件下对同一样品进行多次测评，各平行测定结果之间的符合程度。
4、灵敏度：仪器或方法的灵敏度是指被测组分在低浓度区，当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的该变量，它受校正曲线的斜率和仪器设备本身精密度的限制。
5.准确度：是多次测定的平均值与真实值相符合的程度，用误差或相对误差来描述，其值越小准确度越高。
6．空白信号：当试样中没有待测组分时，仪器产生的信号。
它是由试样的溶剂、基体材质及共存组分引起的干扰信号，具有恒定性，可以通过空白实验扣除。
7.本底信号：通常将没有试样时，仪器所产生的信号主要是由随机噪声产生的信号。
它是由仪器本身产生的，具有随机性，难以消除，但可以通过增加平行测定次数等方法减小；、8.仪器分析法与化学分析法有何异同：相同点：①都属于分析化学②任务相同：定性和定量分析不同点：①与化学分析相比，仪器分析具有取样量少、测定快速、灵敏、准确和自动化程度高等特点②分析对象不同：化学分析是常量分析，而仪器分析是用来测定相对含量低于1%的微量、衡量组分，是分析化学的主要发展方向9.仪器分析主要有哪些分类：①光分析法：分为非光谱分析法和光谱法两类。
非光谱法：是不涉及物质内部能级跃迁的，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射、衍射、干涉和偏振等性质的变化，从而建立起分析方法的一类光学分析法。
仪器分析课件绪论
智能化与自动化仪器的发展
智能化仪器
具备自动校准、自动诊断和自我 修复等功能，减少人工干预，提
高仪器的稳定性和可靠性。
自动化仪器
能够实现样品处理、分析检测和 结果输出的全自动化，提高工作
效率和降低误差。
技术挑战
如何实现仪器的高度智能化和自 动化，同时保证分析的准确性和 可靠性，是该领域面临的重要挑
战。
离子选择性电极原理
色谱原理
利用不同物质在固定相和流动相之间 的分配系数差异，实现对待测物质的 分离和测定。
利用离子选择性电极对待测离子产生 电位响应，从而实现对离子的测定。
仪器分析的生物原理
酶反应原理
利用酶的催化作用对待测 物质进行转化，并利用相 应的检测方法进行测定。
免疫分析原理
利用抗原与抗体之间的特 异性结合反应，实现对蛋 白质、激素等生物大分子 的测定。
仪器分析的物理原理
01
02
03
光学原理
利用光的吸收、发射、散 射等特性，通过测量光与 物质相互作用后的变化来 分析物质。
电学原理
利用电学参数（如电流、 电压、电阻等）的变化来 分析物质。
磁学原理
利用物质的磁学性质进行 分析，如磁化率、磁滞现 象等。
仪器分析的化学原理
化学反应原理
通过化学反应将待测物质转化为其他 可测量的物质或产生某些可测量的物 理现象。
详细描述
生物分析法包括免疫分析法、酶联免疫吸附试验、生物传感器等，广泛应用于医学诊断、环境监测等领域。通过 利用生物体内产生的物质或酶与目标物质的特异性结合，可以实现对目标物质的定性和定量分析。
04
仪器分析的应用领域
环境监测
总结词
仪器分析在环境监测中发挥着重要作 用，用于检测和评估环境中的污染物 和有害物质。
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第一章 仪器分析绪论
Chapter One Guide of Instrument Analysis
1-1 仪器分析法的定义
仪器分析法：亦称为物理和物理化学分析法，是通过测量 物质的某些物理或物理化学性质的参数或其变化来确定物 质的化学组成、成分含量或结构的分析方法。测量通常需 采用较为特殊或复杂的仪器设备，因此称为仪器分析法。 化学分析法：使用天平和玻璃器皿，基于化学反应平衡上 分析方法。仪器分析是在化学分析基础上发展起来的，其 不少原理和过程都离不开化学分析。
0.6
仪器校正灵敏度与所选标准物和测定条件有关！ 有些仪器方法有习惯使用的表示方式。
1-4-2 检出限（1）
检出限指仪器所能检测到的最小有效信号对应的待测组分的浓 度或质量。最小有效信号如何确定？这就需要了解一下试样及 测量信号的组成。 试样：待测组分+基体 待测液：待测组分+基体+相关试剂+溶剂 理想空白：基体+相关试剂+溶剂（不含待测组分） 试剂空白：相关试剂+溶剂（选择合适的测定条件或前处理方 式消除基体的影响） 仪器响应信号的组成：
1-4-1 灵敏度（1）
指待测组分浓度（或质量）改变时所引起仪器信号的改变， 反映了仪器或方法识别微小浓度（或质量）变化的能力， 该值越大，仪器或方法的灵敏度越高。
IUPAC推荐使用校正灵敏度，即校正曲线斜率作为衡量灵
敏度高低的标准。
SkcS本底
S：仪器响应 k：校正灵敏度 c：待测组分浓度 S本底：仪器本底信号
1-3-2 电化学分析法
电极
电化学工作站
待测试液
化学电池
电化学信号
电位
电位分析法
电荷
库仑分析法
电流-电位 伏安分析法
电导
电导分析法
1-3-3 色谱分析法
分离方法
色谱法： 利用外力使含有样品（多个 组分）的流动相通过与流动相互不相 溶的固定相表面。样品中各组份与两 相发生不同程度的作用而使其流动速 率产生差异，通过固定长度的固定相 所用的时间不同，从而实现分离。
校正曲线可由已知浓度的系列标准溶液测定获得。
1-4-2 灵敏度（2）
校正灵敏度未反映测量
60
的重现性，因此在表征仪
50
器性能时可能会存在不足
40
S 30
精密度相同时，k大的方法
20
更灵敏；k相等时，精密度
10
好的方法更灵敏；k与精密
0 0 0.1
0.2
c 0.3 0.4
0.5
度均不相同时......
如大气监测仪、水质分析仪、酶联免疫分析仪、工业生产流程自动控 制的过程分析仪器等
1-4 分析仪器（5）Fra bibliotek分析仪器的性能指标
评价分析仪器的性能需要一定的性能参数和指标，据此可 对同一类型不同型号的仪器进行比较，作为购置仪器，考 察仪器状况的依据；亦可对不同类型的仪器进行比较，预 测其用途。 常用性能参数和指标：准确度、精密度、灵敏度、检出限、 信噪比、动态范围、选择性、响应速度、分辨率等 上述参数和指标亦可用与不同测定方法优劣的评价
输入 信号
信号 处理器
输出
信号
信号 显示装置
能源+样品 或样品自身
将信号发生器产 生的信号转化为 可测电信号
信号的放大、转换 数字显示仪或 计算机处理
1-4 分析仪器（3）
计算机对仪器分析发展的促进作用
分析仪器自动化；❖新仪器出现（如FT-IR）； 提高仪器性能；实现分析仪器的智能化、网络化、人性 化
S本底：指仪器自身随机噪音产生的响应信号，具有随机性，不 能消除，但可通过仪器的改善或适当的数据处理而减小，是影 响测量精密度的原因，也是决定检出限的主要因素之一。即所 测信号过小时，就难以区分是由待测组分产生还是仪器的自身 噪音，因此最小有效信号应大于本底信号一定倍数。
1-4-2 检出限（3）
SS待测组 分 S空白 S本 底
1-4-2 检出限（2）
SS待测组 分 S空白 S本 底
S S待测组分 S本 底
S待测组分：指待测组分的响应信号，在一定浓度范围内，该值与 待测组分浓度呈一定函数关系（定量分析的基础）。
S空白：指除待测组分外，试液中其他成分（溶剂+相关试剂+基 体）的响应信号，具有恒定性，可用空白溶液校正（可消除）
分析仪器中的计算机应用技术
数据采集；❖仪器的自动控制；数据处理；专家系 统和人工智能；网络技术与虚拟现实技术
1-4 分析仪器（4）
分析仪器的类型
通用型（）
仪器设计的物理（化学）基础：光谱仪、色谱仪、电化学分析仪等 分析对象：分子（原子）分析仪器、分离分析仪器、联用仪器等
专用型：指不同应用学科领域测定某些特定对象或项目的分析仪器，
1-2 仪器分析法的特点
试样用量少（mL、mg L、 g ）；方法灵敏度高，检出限 低（10-6 g 10-12 g ），适于微量、痕量、超痕量成分的测定 选择性较化学分析好（避免共存成分干扰测定的程度） 操作简便，分析速度快，易于实现自动化 可实现复杂混合物成分分离、鉴定或结构测定 可实现物质非破坏性分析及表面、微区、形态等分析（但通常 情况下，样品前处理亦是仪器分析法中最关键的步骤） 相对误差较大（测定高含量组分准确度较化学法低，但在不断提高） 需要比较昂贵的专用仪器
1-4-2 检出限（4）
检出限：指在已知置信水平（通常为95%）下，可以检测 到的待测物的最小浓度（质量）。具体测定方法如下：
测定空白或近空白试样信号20-30次，求其平均值S b 及其 标准偏差 sb，则可分辨的最小信号：SminSb3sb
流动相 气相色谱
液相色谱
检测手段
作用模式
吸附
分配 吸附 分配
光、电、 质谱等
静电
筛分
亲和
Signal
Time
1-4 分析仪器（1）
1-4 分析仪器（2）
分析仪器的基本结构单元
分析仪器种类繁多、型号多变、计算机应用和智能化 程度相差很大，但一般都是以下四个基本部件组成：
信号 发生器
分析 信号
检测器
本底信号大小的确定
S
空白溶液的多次测定
S b : 表示空白信号的大小
标准差，反映了空白
s b : 信号波动性，即本底
信号的平均值
测定次数，n
试样中待测组分所产生的信号至少应大于sb一定倍数，才可 能被检出（IUPAC推荐以3倍，对应置信水平为95%）
仪器可鉴别的最小分析信号：SminSb3sb 最小分析信号中待测组分的响应信号： 3 s b
Chapter One Guide of Instrument Analysis
1-1 仪器分析法的定义
仪器分析法：亦称为物理和物理化学分析法，是通过测量 物质的某些物理或物理化学性质的参数或其变化来确定物 质的化学组成、成分含量或结构的分析方法。测量通常需 采用较为特殊或复杂的仪器设备，因此称为仪器分析法。 化学分析法：使用天平和玻璃器皿，基于化学反应平衡上 分析方法。仪器分析是在化学分析基础上发展起来的，其 不少原理和过程都离不开化学分析。
0.6
仪器校正灵敏度与所选标准物和测定条件有关！ 有些仪器方法有习惯使用的表示方式。
1-4-2 检出限（1）
检出限指仪器所能检测到的最小有效信号对应的待测组分的浓 度或质量。最小有效信号如何确定？这就需要了解一下试样及 测量信号的组成。 试样：待测组分+基体 待测液：待测组分+基体+相关试剂+溶剂 理想空白：基体+相关试剂+溶剂（不含待测组分） 试剂空白：相关试剂+溶剂（选择合适的测定条件或前处理方 式消除基体的影响） 仪器响应信号的组成：
1-4-1 灵敏度（1）
指待测组分浓度（或质量）改变时所引起仪器信号的改变， 反映了仪器或方法识别微小浓度（或质量）变化的能力， 该值越大，仪器或方法的灵敏度越高。
IUPAC推荐使用校正灵敏度，即校正曲线斜率作为衡量灵
敏度高低的标准。
SkcS本底
S：仪器响应 k：校正灵敏度 c：待测组分浓度 S本底：仪器本底信号
1-3-2 电化学分析法
电极
电化学工作站
待测试液
化学电池
电化学信号
电位
电位分析法
电荷
库仑分析法
电流-电位 伏安分析法
电导
电导分析法
1-3-3 色谱分析法
分离方法
色谱法： 利用外力使含有样品（多个 组分）的流动相通过与流动相互不相 溶的固定相表面。样品中各组份与两 相发生不同程度的作用而使其流动速 率产生差异，通过固定长度的固定相 所用的时间不同，从而实现分离。
校正曲线可由已知浓度的系列标准溶液测定获得。
1-4-2 灵敏度（2）
校正灵敏度未反映测量
60
的重现性，因此在表征仪
50
器性能时可能会存在不足
40
S 30
精密度相同时，k大的方法
20
更灵敏；k相等时，精密度
10
好的方法更灵敏；k与精密
0 0 0.1
0.2
c 0.3 0.4
0.5
度均不相同时......
如大气监测仪、水质分析仪、酶联免疫分析仪、工业生产流程自动控 制的过程分析仪器等
1-4 分析仪器（5）Fra bibliotek分析仪器的性能指标
评价分析仪器的性能需要一定的性能参数和指标，据此可 对同一类型不同型号的仪器进行比较，作为购置仪器，考 察仪器状况的依据；亦可对不同类型的仪器进行比较，预 测其用途。 常用性能参数和指标：准确度、精密度、灵敏度、检出限、 信噪比、动态范围、选择性、响应速度、分辨率等 上述参数和指标亦可用与不同测定方法优劣的评价
输入 信号
信号 处理器
输出
信号
信号 显示装置
能源+样品 或样品自身
将信号发生器产 生的信号转化为 可测电信号
信号的放大、转换 数字显示仪或 计算机处理
1-4 分析仪器（3）
计算机对仪器分析发展的促进作用
分析仪器自动化；❖新仪器出现（如FT-IR）； 提高仪器性能；实现分析仪器的智能化、网络化、人性 化
S本底：指仪器自身随机噪音产生的响应信号，具有随机性，不 能消除，但可通过仪器的改善或适当的数据处理而减小，是影 响测量精密度的原因，也是决定检出限的主要因素之一。即所 测信号过小时，就难以区分是由待测组分产生还是仪器的自身 噪音，因此最小有效信号应大于本底信号一定倍数。
1-4-2 检出限（3）
SS待测组 分 S空白 S本 底
1-4-2 检出限（2）
SS待测组 分 S空白 S本 底
S S待测组分 S本 底
S待测组分：指待测组分的响应信号，在一定浓度范围内，该值与 待测组分浓度呈一定函数关系（定量分析的基础）。
S空白：指除待测组分外，试液中其他成分（溶剂+相关试剂+基 体）的响应信号，具有恒定性，可用空白溶液校正（可消除）
分析仪器中的计算机应用技术
数据采集；❖仪器的自动控制；数据处理；专家系 统和人工智能；网络技术与虚拟现实技术
1-4 分析仪器（4）
分析仪器的类型
通用型（）
仪器设计的物理（化学）基础：光谱仪、色谱仪、电化学分析仪等 分析对象：分子（原子）分析仪器、分离分析仪器、联用仪器等
专用型：指不同应用学科领域测定某些特定对象或项目的分析仪器，
1-2 仪器分析法的特点
试样用量少（mL、mg L、 g ）；方法灵敏度高，检出限 低（10-6 g 10-12 g ），适于微量、痕量、超痕量成分的测定 选择性较化学分析好（避免共存成分干扰测定的程度） 操作简便，分析速度快，易于实现自动化 可实现复杂混合物成分分离、鉴定或结构测定 可实现物质非破坏性分析及表面、微区、形态等分析（但通常 情况下，样品前处理亦是仪器分析法中最关键的步骤） 相对误差较大（测定高含量组分准确度较化学法低，但在不断提高） 需要比较昂贵的专用仪器
1-4-2 检出限（4）
检出限：指在已知置信水平（通常为95%）下，可以检测 到的待测物的最小浓度（质量）。具体测定方法如下：
测定空白或近空白试样信号20-30次，求其平均值S b 及其 标准偏差 sb，则可分辨的最小信号：SminSb3sb
流动相 气相色谱
液相色谱
检测手段
作用模式
吸附
分配 吸附 分配
光、电、 质谱等
静电
筛分
亲和
Signal
Time
1-4 分析仪器（1）
1-4 分析仪器（2）
分析仪器的基本结构单元
分析仪器种类繁多、型号多变、计算机应用和智能化 程度相差很大，但一般都是以下四个基本部件组成：
信号 发生器
分析 信号
检测器
本底信号大小的确定
S
空白溶液的多次测定
S b : 表示空白信号的大小
标准差，反映了空白
s b : 信号波动性，即本底
信号的平均值
测定次数，n
试样中待测组分所产生的信号至少应大于sb一定倍数，才可 能被检出（IUPAC推荐以3倍，对应置信水平为95%）
仪器可鉴别的最小分析信号：SminSb3sb 最小分析信号中待测组分的响应信号： 3 s b