四大光谱分析方法的应用

四大光谱分析方法的应用

摘要：随着社会的发展四大光谱分析法在现当代各个领域都有着广泛的应用，人们的日常生活都与其有着密切的关系。本文在介绍这四种分析方法在各个领域应用的基础上着重阐述了原子发射光谱法在冶金方面、原子吸收光谱在药物分析方面、紫外可见吸收光谱在食品方面、红外光谱在中药材方面的应用及其发展前景。

关键字：原子发射原子吸收紫外红外应用

一、原子发射光谱法的应用

原子发射光谱法是根据每种化学元素的气态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长来测定物质中元素的组成和含量的分析方法。在各种无机材料的定性、半定量及定量分析方面也曾发挥过重要作用，在各个领域都得到了广泛的应用，如：地质部门进行的矿石分析、冶金部门进行的钢材成品分析、材料科学、环境科学、生命科学、临床医学、农业和食品安全及原子能工业、半导体工业等领域得到广泛应用，下面主要从原子发射光谱在冶金分析中的应用方面进行简要论述。

原子发射光谱法在冶金方面的具体应用

1、常规分析

钢铁合金中那些在火焰中难以原子化的元素(如Al,Ca,Mo,Ti,Zr等),在石墨炉中易生成难分解碳化物的元素(如Nb,Ta,W等),难以采用AAS法进行测定,而用ICP法则很容易测定。由于ICP法属于发射光谱分析,所有元素都有其特征谱线可供分析使用，因而成为分析实验室非常有用的分析手段。特别是对难以激发的高温元素的测定,对化学性质极为相似的元素，据粗略估计,使ICP仪器作为常规分析手段的实验室,70%～80%的日常分析任务由ICP法完成。

2、原材料、铁合金分析

原材料、铁合金的分析与钢铁产品的常规分析相似，除了考虑溶解效率外,还要考虑不同种类的熔剂可能带来的影响;采用NaOH或KOH进行碱融,引入大量Na+,K+等易电离元素对谱线强度虽无明显的离子化干扰,但大量盐类的基体效应却不能不引起注意。当盐类的浓度不太高(≤5%)时只要校正溶液和样品溶液的熔剂种类和用量尽可能保持一致,对测定的影响不大。尽可能少用硫酸盐和磷酸盐。

3、标准物质分析

由于ICP仪器的高灵敏度、高稳定性,以及动态范围宽、基体干扰少和谱线干扰的可校对性,加上ICP法溶液进样的优越性,具有湿式化学法的分析精度,可以和光度法一样采用标准溶液进行校正。

4、稀土元素分析ICP法应用于稀土元素分析,是ICP分析性能的又一优越表现。采用高分辨率的ICP仪器,可以很方便地测定钢铁合金中的稀土分量。为解决稀土元素的光谱干扰问题,有用基体匹配法、校正因子法、迭代法、稀土元素的光谱干扰及其校正，目前稀土合金及稀土产品的分析和钢铁中低含量稀土分量的测定,仍然以高分辨率ICP仪器的ICP-AES分析法最为简便有效。

5、冶金分析中ICP法的干扰校准

（1）溶液进样所带来的物理化学干扰；(2)钢铁基体所造成的基体干扰；

(3)共存元素相互之间的谱线重迭干扰。为了解决ICP-AES法中的光谱干扰问题,已提出各种方法，包括数据平滑、导数光谱、FFT技术以及谱图分解;相互干扰系数法校正ICP-AES多元素同时分析的光谱干扰;因子分析法校正ICPAES中光谱干扰等。

当今随着科学技术的快速发展,材料科学的新发展、冶金新工艺的进一步推

广,对冶金分析技术提出了更高的要求。ICP-AES仪器在冶金分析上必将更加普及、更加常规化,向更高稳定性、更好分析精度,更广的测定范围,更高分析效率、更低分析成本的方向发展，会把冶金业推向空前的发展高度。

二、原子吸收光谱的应用

原子吸收光谱法是根据物质的基态原子蒸汽对特征辐射的吸收作用来进行元素定量分析的方法，它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医疗、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用，下面就以其在药物分析方面的应用为例进行简要说明。

1、制剂分析

像铝、锑、钡、钙、铁、镁、锂、钠、钾、银等金属的化合物具有药理学意义,已被制成制剂应用于临床[1]。渗透液中钾和钠的量必须严格限定。对于可治疗精神病的铷和铯,在用原子吸收光谱法测定时,电离问题十分严重。抗酸剂及收敛剂中常含有铝盐。钙盐广泛地用于片剂、糖浆剂以及注射剂中。镁盐可用于致泻、赋形剂或抗酸剂。锌常被用于各种软膏和乳膏中,这些膏剂中的锌通常以氧化锌、硬脂酸锌的形式存在。许多汞的化合物常用做利尿剂、消毒剂和药物防腐剂。

2、杂质限定

对于原料及制剂中的金属杂质以及有害元素进行限量测定对于用药的安全性具有重要意义。砷的测定、测定元素钡通常采用石墨炉原子化法即可提高其灵敏度控制检出限，羧苄青霉素钠钯是合成过程中的催化剂

3、中药材中微量元素的测定

珍珠母在临床上可用于治疗头痛眩晕、肝虚目昏等症，其主要成分为碳酸钙，中药水蛭中富含锌、铜,对治疗心脑血管疾患十分有益，以氢化物原子吸收光谱法测定了水蛭中的有毒元素砷和汞，同一种中药材,产地不同、炮制方法不同或是用药部位不同,其微量元素的含量也不尽相同。

AAS在药物分析中的未来发展趋势应集中于以下几方面:(1)药物和生物制剂的微量元素含量分析仍是AAS的主要应用领域(2)拓宽AAS法测定药物的应用范围.(3)与高效分离技术结合,

三、紫外可见吸收光谱法的应用

它是基于分子的价电子跃迁吸收紫外可见光谱辐射能来研究物质的组成和结构的方法。主要应用在有机化合物的定性、定量分析方面，在化合物的鉴定、结构分析和纯度检查、药物、事物、食品、天然产物化学中都有应用，先以其在食品方面的应用进行分析。

1、紫外-可见分光光度计在食品酶分析中的应用：通过紫外-可见分光光度计测定酶的活性。

2、紫外-可见分光光度法分析食品中的多种物质：酸奶中维生素A的测定、水果汁中果糖的测定、番茄红素的测定。

3、在食品安全检测中的主要应用：检测食品中的镉、测定肉制品中亚硝酸盐的含量。

4、紫外-可见分光光度法在食品行业中的发展趋势：食品分析现场化、家庭化的呼声越来越高。相应地对食品分析仪器的小型化、智能化的要求也越来越迫切。这些仪器的研制和生产，将会给食品光度分析注入新的活力。

5、食品领域中新技术：生物芯片检测技术、生物传感器及分子印迹技