现代仪器 绪论

现代仪器绪论

化学——分析化学——经典分析方法（湿化学）vs.仪器分析方法（两者无明显界限）基本定义

化学分析：是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。

仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论；不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程。

现代仪器分析：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，以分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，来获取物质的定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。

分析原理：待测物质的理化性质

仪器分析的特点（与化学分析比较）

灵敏度高，试样用量少（检出限低）、选择性好、操作简便，分析速度快，易于实现自动化和智能化。应用范围广，不但可以作组分及含量的分析，在状态、结构分析上也有广泛的应用相对误差较大。需要价格比较昂贵的专用仪器，并且仪器的工作条件要求较高。

仪器分析的应用领域

社会：化学：生命科学：环境科学：材料科学：药物：外层空间探索：

根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、分离分析法（色谱法）、电分析化学方法、其它仪器分析方法四大类。

仪器分析方法分类：

1、光分析法：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。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：是以物质的吸收、发射和散射等光学性质为基础而建立的光谱方法。这类方法比较多，是主要的光分析方法。

非光谱法：不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质（透射，反射，折射，干涉，衍射，偏振等）。

光分析法的分类：原子光谱：原子吸收光谱

原子发射光谱

分子光谱：紫外可见吸收光谱法

红外吸收光谱法

核磁共振光谱法

荧光光谱法（分子荧光光谱，原子荧光光谱）

2、电化学分析法：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。以电讯号作为计量关系的一类方法。

分类:电位分析法、电导分析法、电解分析法、电泳分析法、极谱与伏安分析法、库伦分析法。

3、分离分析法（色谱法）：色谱法是以物质在两相(流动相和固定相)中分配比的差异而进行分离和分析的方法。

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。

分类:气相色谱法、液相色谱法、电色谱法、激光色谱法、薄层色谱法、高效毛细管电泳法、超临界流体色谱法。

4、其它仪器分析方法：

①质谱：根据物质带电粒子的质荷比在电磁场作用下进行定性、定量和结构分析的方法。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。

②热分析：依据物质的质量、体积、热导、反应热等性质与温度之间的动态关系来进行分析的方法是热差分析法。

③放射分析：依据物质的放射性辐射来进行分析的方法同位素稀释法，中子活化分析法。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）。

仪器分析方法的主要评价指标：

精密度(Precision) ；准确度(Accuracy) ；选择性(Specificity)；标准曲线(Calibration Curve)；灵敏度(Sensitivity)；检出限(Detection Limit)。

精密度RSD：是指使用同一方法，对同一试样进行多次平行测定所得测定结果的一致程度。

同一人员在相同条件下的精密度称为重复性，不同人员在相同条件下的精密度称为再现性。精密度常用测定结果的标准偏差S或相对标准偏差Sr（或RSD）表示。精密度是测量中随机误差的量度，S和RSD越小，精密度越高。

准确度Er：多次测定的平均值（x(_)）与真实值(或标准值μ)的符合程度，常用相对误差Er 来描述；Er越小，准确度越高。准确度是分析过程中系统误差和随机误差的综合反映，准确度愈高分析结果才愈可靠。

选择性：指分析方法不受试样中基体共存物质干扰的程度。选择性越好，即干扰越少。

标准曲线：是待测物质的浓度（或含量）与仪器响应（测定）信号的关系曲线。用标准溶液绘制，故称标准曲线。标准曲线的直线部分所对应的待测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围，线性范围越宽，试样测定的浓度适用性越强。

灵敏度b：待测组分单位浓度或质量变化引起测定信号值的变化程度，是区别具有微小浓度差异分析物能力的度量，用b表示。灵敏度取决于校准曲线的斜率和仪器设备的重现性或精密度。灵敏度指在浓度线性范围内标准曲线的斜率。斜率越大，方法的灵敏度就越高。根据IUPAC（国际理论与应用化学联合会）规定，灵敏度用校准灵敏度表示（calibration sensitivity），给出仪器校准灵敏度时，需提供测定条件和样品。

检出限D：指某一分析方法在给定的置信度能够被仪器检出的待测物质的最低量（最低浓度、最小质量、最小物质量）。

相对检出限（Cmin）：最低浓度

绝对检出限（Mmin）：最小质量、最小物质量

D = 3S0/b；S0—空白信号（仪器噪声）的标准偏差、b —分析方法的灵敏度（标准曲线的