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文檔簡介
1、食品衛(wèi)生與檢驗(yàn)復(fù)習(xí)綱要第1章 緒論食品快速檢測方法的體現(xiàn)1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備簡化,使用的試劑較少,而且容易得到,配好后的試劑保存期較長; 2.樣品經(jīng)簡單前處理后即可測試,或采用先進(jìn)快速的樣品處理方式,如重金屬檢測中的微波消解、黃曲霉毒素的親和層析法等; 3.簡單、快速和準(zhǔn)確的分析方法,能對處理好的樣品在很短的時(shí)間內(nèi)測試出結(jié)果,如硝酸鹽試紙、酶聯(lián)免疫試劑盒等。食品污染的類型:生物性污染;化學(xué)性污染;物理性污染。GMP(good manufacture practice)食品的良好操作規(guī)范SSOP(sanitation standard operation procedure) 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)操作程序HACCP
2、(hazard analysis and critical control point) 食品危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)三者關(guān)系:GMP和SSOP是制定和實(shí)施HACCP計(jì)劃的基礎(chǔ)和前提條件。如果企業(yè)沒有達(dá)到GMP法規(guī)的要求,或者沒有制定有效的SSOP并有效實(shí)施,那么HACCP計(jì)劃就是一句空話。(此部分詳細(xì)內(nèi)容在第十一章 食品質(zhì)量管理)ISO下設(shè)27個(gè)國際組織,與食品有關(guān)的是:FAO(聯(lián)合國糧農(nóng)組織)、WHO(世界衛(wèi)生組織)、CAC(食品法典聯(lián)合委員會)、CCPR(國際農(nóng)藥殘留法典委員會)、AOAC(美國官方分析化學(xué)師協(xié)會)第二章 檢驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)知識GLP(Good Laboratory Practic
3、e),良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)范。 GLP是就實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)施從計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)、監(jiān)督、記錄到實(shí)驗(yàn)報(bào)告等一系列管理而制定的法規(guī)性文件,涉及到實(shí)驗(yàn)室工作的可影響到結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋的所有方面。 GLP規(guī)范的建設(shè)、實(shí)施和檢查的全過程,可分為軟件管理和硬件管理。 軟件管理:人員組織機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程、記錄檔案硬件管理:實(shí)驗(yàn)設(shè)施,儀器、設(shè)備,特別重要的是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的設(shè)施GLP對硬件管理的要求:對實(shí)驗(yàn)設(shè)施、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料的要求GLP的人員管理:GLP人員組成包括三類:實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)(研究)人員和質(zhì)量保障部門的監(jiān)督人員。 GLP的特點(diǎn)1.GLP能使實(shí)驗(yàn)工作有章可循、嚴(yán)密有序、相互銜接、緊
4、密配合,保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論的科學(xué)性、可信性和重復(fù)性; 2.標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程是安全檢測機(jī)構(gòu)建設(shè)的重要組成部分,是保持實(shí)驗(yàn)過程有機(jī)聯(lián)系、工作有序的運(yùn)行規(guī)范,是安全檢測機(jī)構(gòu)內(nèi)部的法規(guī)性文件; 3.強(qiáng)調(diào)軟硬件結(jié)合,硬件需要領(lǐng)導(dǎo)重視和一定力度的經(jīng)濟(jì)投入,而軟件則依靠科學(xué)管理和人員的素質(zhì),尤其強(qiáng)調(diào)軟件的執(zhí)行管理; 4.GLP可操作性強(qiáng),簡單明確,便于理解和掌握。標(biāo)準(zhǔn)操作(standard operation procedures,SOP):實(shí)施GLP的重點(diǎn),主要內(nèi)容有: 1被檢物及對照物的領(lǐng)取、標(biāo)記、保管、處理、溶劑和混合抽樣; 2設(shè)備及器材的維修管理; 3微生物菌種的保存,培養(yǎng); 4試驗(yàn)的操作、測定、檢查及
5、分析; 5樣本的取樣及識別; 6數(shù)據(jù)資料的處理、保管及檢索等。檢驗(yàn)技術(shù)基本原則:質(zhì)量原則、安全原則、快速原則、可操作原則、經(jīng)濟(jì)原則。檢驗(yàn)技術(shù)的一般要求1.檢驗(yàn)方法中所采用的名詞及單位制,均應(yīng)該符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求; 2.檢驗(yàn)方法中所使用試劑均為分析純; 3.檢驗(yàn)中所用計(jì)量器具必須按國家規(guī)定及規(guī)程計(jì)量和校正; 4.稱取量取精度要求用數(shù)值的有效數(shù)位表示; 5.檢驗(yàn)時(shí)必須做空白試驗(yàn)及平行試驗(yàn);6.檢驗(yàn)方法的選擇 ,以國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)方法的第一法為仲裁方法; 7.采樣必須注意樣品的生產(chǎn)日期、批號、代表性和均勻性; 8.一般樣品在檢驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)保留1個(gè)月,以備需要時(shí)復(fù)查。采樣要求:1. 采集的樣品要有
6、代表性和均勻性,能反應(yīng)全部被測食品的組分,質(zhì)量和衛(wèi)生狀況;2.采樣過程中要設(shè)法保持原有的理化指標(biāo),防止成分逸散或帶入雜質(zhì)。樣品的前處理方法:揮發(fā)法、沉淀法、蒸餾法、吸附法、透析法、提取法、有機(jī)質(zhì)破壞法。 (具體請參考書P18P23)采樣數(shù)量和方法采樣數(shù)量應(yīng)一式三份,供檢驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)、備查或仲裁,一般散裝樣品每份不少于0.5kg。 1. 液體、半流體飲食品用大桶盛放者應(yīng)先攪拌后取樣,樣品分別盛放在3個(gè)干凈的容器中,盛放樣品的容器不得含有待測物質(zhì)及干擾雜質(zhì)。 2. 糧食及固體食品 應(yīng)自每批食品的上、中、下三層中不同部位分別采取部分樣品混合后按四分法對角取樣,在進(jìn)行幾次混合,最后取有代表性的樣品。3.
7、肉類、水產(chǎn)品應(yīng)按分析項(xiàng)目要求分別采取不同部位的樣品或混合后采樣。 4. 罐頭、瓶裝食品或其它小包裝食品應(yīng)根據(jù)批號隨機(jī)取樣。同一批號取樣件數(shù),250g以上的包裝不得少于6個(gè),250g一下的包裝不得少于10個(gè)。摻偽食品和食物中毒的樣品采集,要具有典型性。第三章 食品安全檢驗(yàn)的分析方法1、 物理分析法(一)感官檢驗(yàn)法(參考P44P49)類型分析型偏愛型分析工具評價(jià)基準(zhǔn)感官/標(biāo)準(zhǔn)化感官/個(gè)人反應(yīng)分析的特性區(qū)別性、描述性、定量化接受、偏愛評價(jià)員結(jié)果必須選擇及培訓(xùn)/客觀無需培訓(xùn)/主觀應(yīng)用分析及描述性檢驗(yàn)市場調(diào)查(2) 物性檢測法(補(bǔ)充內(nèi)容)根據(jù)食品的相對密度、折射率、旋光度、粘度等物理常數(shù)與食品的組分及含
8、量之間的關(guān)系進(jìn)行檢測的方法也稱為物理檢測法。分為相對密度法、折光法、旋光法。二、化學(xué)分析與層析法定性分析定量分析容量分析重量分析揮發(fā)法萃取法沉淀法中和法氧化還原法沉淀法絡(luò)合滴定法化學(xué)分析法(一)化學(xué)分析法(P49P51)(2) 層析法(P72P93)層析法的基本原理層析法是利用混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異(如吸附力、分子形狀及大小、分子親和力、分配系數(shù)等),使各組分在兩相(一相為固定的,稱為固定相;另一相流過固定相,稱為流動(dòng)相)中的分布程度不同,從而使各組分以不同的速度移動(dòng)而達(dá)到分離的目的。 一、吸附層析技術(shù)(液-固色譜法)原理:利用固定相的固體吸附劑表面對不同組分吸附力的大小及洗脫液對它
9、的溶解作用(解吸作用)的差異進(jìn)行分離。 吸附劑:吸附是溶質(zhì)在液-固或氣-固兩相的交界面上集中濃縮的現(xiàn)象,它發(fā)生在固體表面上;吸附劑是具有大表面積的活性多孔固體。 常用的吸附劑有活性炭、硅膠、氧化鋁、羥基磷灰石等。 洗脫劑的選擇:當(dāng)被分離物質(zhì)為弱極性物質(zhì),一般選用弱極性溶劑為洗脫劑;被分離物質(zhì)為強(qiáng)極性成分,則須選用極性溶劑為洗脫劑。 常用洗脫劑的極性按如下次序遞增: 己烷和石油醚 < 環(huán)己烷 < 四氯化碳 < 三氯乙烯 < 二硫化碳 < 甲苯 < 苯 < 二氯甲烷 < 氯仿 < 乙醚 < 乙酸乙酯 < 丙酮 < 丙醇 <
10、; 乙醇 < 甲醇 < 水 < 吡啶 < 乙酸二、分配層析技術(shù)原理:利用混合物在兩種不相混溶的液相(固定相和流動(dòng)相)之間的分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離各組分的目的,固定相液體均勻覆蓋于載體表面,流動(dòng)相流過固定相。 三、凝膠層析技術(shù)原理:凝膠顆粒內(nèi)部具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),被分離的混合物流過層析柱時(shí),比凝膠孔徑大的分子不能進(jìn)入凝膠孔內(nèi),在凝膠顆粒之間的空隙向下移動(dòng),并最先被洗脫出來;比網(wǎng)孔小的分子能不同程度的自由出入凝膠孔內(nèi)外,在柱內(nèi)經(jīng)過的路程較長移動(dòng)速度較慢,最后被洗脫出來。4、 離子交換層析法原理:樣品進(jìn)入離子交換柱后,與離子交換劑無親和力的樣品被洗脫下來,余下的樣品均結(jié)合在交
11、換劑上,利用其樣品表面電荷性質(zhì)的不同,與交換劑的親和力也各不相同,利用不同強(qiáng)度的離子溶液,將其分別洗脫下來達(dá)到分離、純化樣品的目的。 五、親和層析法原理:將待純化物質(zhì)的特異配體通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)共價(jià)的連接到載體上,待純化的物質(zhì)可被配體吸附,雜質(zhì)則不被吸附,通過洗脫雜質(zhì)即可除去。被結(jié)合的物質(zhì)再用含游離的相應(yīng)配體溶液把它從柱上洗脫下來。 六、紙層析法原理:層析過程中,在毛細(xì)拉力作用下,展開劑能不斷由下向上流動(dòng),經(jīng)過試樣點(diǎn)時(shí),帶動(dòng)試樣向上運(yùn)動(dòng),并發(fā)生在分配,直到平衡。由于分配系數(shù)的不同,那些小的組分,隨展開劑向上移動(dòng)得快,集中在濾紙的上部;而大的組分,向上移動(dòng)得慢,集中在濾紙的下面。 紙層析可以看做
12、是溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間連續(xù)萃取的過程,根據(jù)溶質(zhì)在兩相間分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的目的。 操作方法:點(diǎn)樣展開顯色定性定量(書上有詳細(xì)過程,P87P89)7、 薄層層析法(請結(jié)合試驗(yàn)二、三復(fù)習(xí))原理:把吸附劑(或稱擔(dān)體),均勻涂抹在一塊玻璃板或塑料板上形成薄層,在此薄層上進(jìn)行色層分離,稱為薄層層析。把吸附劑(或稱擔(dān)體),均勻涂抹在一塊玻璃板或塑料板上形成薄層,在此薄層上進(jìn)行色層分離,稱為薄層層析。 按分離機(jī)制,可分為吸附、分配、離子交換、凝膠過濾等法。吸附薄層層析法的操作原理:將待分離的樣品溶液點(diǎn)在薄層的一端,在密閉容器中,用適宜的溶劑(展開劑)展開。 由于吸附劑對不同物質(zhì)的吸附力大小不同,當(dāng)
13、溶劑流過時(shí),不同物質(zhì)在吸附劑和溶劑之間發(fā)生連續(xù)不斷地吸附、解吸、再吸附,再解吸。 易被吸附的物質(zhì),相應(yīng)地移動(dòng)得慢一些,而較難吸附的物質(zhì),則相對地移動(dòng)得快一些。 經(jīng)過一段時(shí)間展開,形成互相分離的斑點(diǎn)。 根據(jù)比移值(Rf)可對化合物作出初步鑒定。 操作方法:制板點(diǎn)樣展開顯色分析(書上有詳細(xì)過程,P90P93)三、氣相色譜法GC、高效液相色譜法HPLC色譜分析法概論(此部分書上沒有)(一)色譜過程和基本原理 一、色譜過程色譜過程是組分分子在流動(dòng)相和固定相間多次“分配”的過程。 原理:組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)微小差異與固定相作用差異隨流動(dòng)相移動(dòng)的速度不等差速遷移色譜分離。2、 色譜流出曲線和有關(guān)概念1.流出曲
14、線和色譜峰色譜流出曲線,又稱為色譜圖。 基線:沒有組分流出時(shí)的流出曲線。反映檢測器的噪音隨時(shí)間的變化。色譜峰:是流出曲線上的突起部分。(正常色譜峰、拖尾峰和前延峰)對稱因子fs:衡量色譜峰的對稱性 2.定性參數(shù)保留時(shí)間(tR):從進(jìn)樣到某組分在柱后出現(xiàn)濃度最大時(shí)的時(shí)間間隔。死時(shí)間(t0):分配系數(shù)為零的組分,即不被固定相吸附或溶解的組分的保留時(shí)間。 調(diào)整保留時(shí)間():某組分由于溶解(或被吸附)于固定相,比不溶解(或不被吸附)的組分在柱中多停留的時(shí)間。 保留體積(VR):從進(jìn)樣開始到某個(gè)組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時(shí),所需通過色譜柱的流動(dòng)相體積。 死體積(V0):由進(jìn)樣器至檢測器的流路中未被固定相占有
15、的空間。固定相顆粒間間隙、導(dǎo)管的容積、檢測器內(nèi)腔容積的總和。調(diào)整保留體積(adjusted retention volume):由保留體積扣除死體積后的體積 VR與流速無關(guān),tR與FC成反比相對保留值(r) :兩組分的調(diào)整保留值之比保留指數(shù)(Ix)正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)=含C數(shù)×100,把其他化合物的保留行為與正構(gòu)烷烴比較。3.定量參數(shù)峰高(h):組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時(shí)的檢測信號,即色譜峰頂至基線的距離。 峰面積(A):色譜曲線與基線間包圍的面積。 4. 柱效參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差():即0.607倍峰高處的峰寬之半。越大,組分越分散。半峰寬(W1/2):峰高一半處的峰寬。W1/2=2.355 峰
16、寬(W):色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)作切線在基線上所截得的距離。W=4或W=1.699W1/2 5.分離效能指標(biāo)分離度(resolution;R)3、 分配系數(shù)與色譜分離(一) 分配系數(shù)和容量因子 1.分配系數(shù)(K):組分在固定相 (s) 與流動(dòng)相 (m) 的濃度 (C) 之比。 影響K因素:組分,固定相和流動(dòng)相的性質(zhì),溫度(和壓力)。一定條件下K為常數(shù)2. 容量因子 組分在固定相(s)和流動(dòng)相(m)中的質(zhì)量之比。 容量因子:與K、Vs、Vm有關(guān)3.分離度 設(shè)正常峰,W1W2= 4 ,則R=1.5時(shí),99.7%面積(tR ±3)被分開, tR =6 ,稱 6 分離 。(二)基本類型色譜方法及其分
17、離機(jī)制1、 色譜法的分類1. 按流動(dòng)相和固定相聚集狀態(tài)分類色譜法按流動(dòng)相分氣相色譜GC按固定相分超臨界色譜液相色譜LC按固定相分氣-液氣-固液-液液-固2. 按操作形式分類: 柱色譜法、平面色譜法、毛細(xì)管電泳法等3. 按色譜過程的分離機(jī)制分類: 分配色譜法、吸附色譜法、離子交換色譜法、 空間排阻色譜法、毛細(xì)管電泳法等2、 分配色譜法分離原理:利用被分離組分在固定相和流動(dòng)相中的溶解度差別而實(shí)現(xiàn)分離。在HPLC中K與流動(dòng)相的性質(zhì) (種類與極性) 有關(guān);在GC中K與固定相極性和柱溫有關(guān) 固定相:化學(xué)鍵合相流動(dòng)相:氣液分配色譜法:氣體,常為氫氣或氮?dú)?液液分配色譜法:與固定相不相溶的液體。3、 吸附色
18、譜法分離原理:利用被分離組分對固定相表面吸附中心吸附能力的差別而實(shí)現(xiàn)分離。吸附系數(shù)與吸附劑的活性、組分的性質(zhì)和流動(dòng)相的性質(zhì)有關(guān)。固定相多為吸附劑,如硅膠、氧化鋁。硅膠表面硅醇基為吸附中心。經(jīng)典液相柱色譜和薄層色譜:一般硅膠高效液相色譜:球型或無定型全多孔硅膠和堆積硅珠。氣相色譜:高分子多孔微球等四、離子交換色譜法五、空間排阻色譜法(三)色譜法的基本理論塔板理論熱力學(xué)理論,組分分離與熱力學(xué)過程有關(guān),與K,k有關(guān)解釋組分在色譜柱內(nèi)的分離過程。速率理論動(dòng)力學(xué)理論,色譜峰擴(kuò)散與動(dòng)力學(xué)過程有關(guān)。解釋影響柱效(n,H)的因素。氣相色譜法GC(請結(jié)合書P93P99復(fù)習(xí))(一)氣相色譜法的分類和一般流程一、分
19、類 柱色譜法:氣固吸附、氣液分配二、氣相色譜法的特點(diǎn)高效能:n可達(dá)103106高選擇性:特別復(fù)雜試樣 高靈敏度:可以檢測10111013g物質(zhì)分析速度快、操作簡單:色譜操作及數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化 應(yīng)用廣泛:氣體和易揮發(fā)或可衍生化為氣體3、 氣相色譜法的一般流程、組成(P94)(二)氣相色譜固定相和載氣一、氣液色譜固定相(固定相:載體+固定液) (一)固定液1.對固定液的要求:蒸氣壓低、穩(wěn)定性好、選擇性高、對試樣有足夠溶解能力 2.固定液的分類(1)化學(xué)分類:依據(jù)結(jié)構(gòu)分類烴類:烷烴與芳烴,角鯊?fù)椋ó愗ν椤30H62) ,標(biāo)準(zhǔn)非極性固定液。硅氧烷類:甲基(SE-30)、苯基(OV-17)、氰基、氟硅氧
20、烷等聚醇:如聚乙二醇PEG-20M ,氫鍵型聚酯:丁二酸二乙二醇聚酯 ( PDEGS或DEGS) 腈類:,氧二丙腈(2) 極性分類(3) 麥?zhǔn)铣?shù)分類法3. 固定液的選擇相似性原則固定液的選擇主要差別組分極性差別較大:選用極性固定液。沸點(diǎn)差別較大:選用非極性固定液。(2) 載體(擔(dān)體)載體+固定液=固定相紅色載體 常與非極性固定液配伍白色載體 常與極性固定液配伍2、 氣固色譜固定相3、 載氣氫氣 分子量小,熱導(dǎo)系數(shù)大,粘度小。常用于熱導(dǎo)檢測器。氮?dú)?擴(kuò)散系數(shù)小,柱效比較高。除熱導(dǎo)檢測器以外的其它幾種檢測器中,多采用氮?dú)庾鬏d氣。要求:純度在99.99%以上、凈化選擇:主要取決于檢測器(三)氣相色
21、譜檢測器(請見書P96)(四)分離條件的選擇1、 氣相色譜速率理論塔板理論不能解釋H受哪些因素影響,用速率理論討論影響H的因素實(shí)驗(yàn)條件的選擇:分離方程式: ,分離因子柱效項(xiàng):n柱選擇性項(xiàng):=K2/K1=k2/k1 柱容量項(xiàng) :k,k受固定相、流動(dòng)相及柱溫影響(一)、k 對分離度的影響主要受T影響范氏方程主要受固定液影響(2) 提高n載氣流速和種類柱溫選擇原則1.根據(jù)沸點(diǎn)選擇柱溫2.不能超過固定液最高使用溫度;3.柱溫低于沸點(diǎn)。4.盡可能采用低柱溫。5.程序升溫及特點(diǎn):寬沸程試樣采用。適于寬沸程樣品程序升溫,改善分離效果,縮短分析時(shí)間,提高靈敏度。W1/2與tR無關(guān)(三)柱長選擇(四)其他條件選
22、擇氣化室溫度:等于或稍高于試樣的沸點(diǎn),不超過沸點(diǎn)50以上,高于柱溫3050。檢測室溫度:高于至少等于柱溫。進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量:進(jìn)樣速度快,在1s以內(nèi)。試樣不超載。 (五)定性與定量分析一、定性分析方法2、 定量分析方法 定量依據(jù):m=fA,f =m/A(一)定量校正因子絕對(重量)校正因子:單位峰面積代表的物質(zhì)的質(zhì)量。相對(重量)校正因子:fi或fg物質(zhì)i和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)s的絕對校正因子之比標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):苯(TCD)、正庚烷(FID);fg與物質(zhì)本身、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、檢測器有關(guān)(2) 定量方法1.歸一化法 樣品所有組分都產(chǎn)生色譜峰校正因子相等時(shí),直接用峰面積。優(yōu)點(diǎn):簡便、定量結(jié)果與進(jìn)樣量無關(guān)、受操作條件變化影響
23、較小。 缺點(diǎn):所有組分都出峰。不適用于微量雜質(zhì)的測定。2.外標(biāo)法:(1)校正曲線法用對照品配成不同濃度的對照液,定量進(jìn)樣,用峰面積對對照品的量(或濃度)作線性回歸,求出斜率、截距。校正曲線截距近似零時(shí),用:(2)外標(biāo)一點(diǎn)法 用一種濃度對照溶液。 優(yōu)點(diǎn):簡便,不用校正因子,不必加內(nèi)標(biāo)物缺點(diǎn):準(zhǔn)確度與進(jìn)樣量準(zhǔn)確及操作條件穩(wěn)定性有關(guān)。 3.內(nèi)標(biāo)法以一定量的純物質(zhì)(內(nèi)標(biāo)物),加入到準(zhǔn)確稱定的試樣中。 內(nèi)標(biāo)法:優(yōu)點(diǎn):操作條件變化引起的誤差小。缺點(diǎn):內(nèi)標(biāo)物難選內(nèi)標(biāo)物的選擇:試樣中不存在的純物質(zhì);色譜峰位置;純度(1)內(nèi)標(biāo)校正曲線法一系列不同濃度的對照液,并加入相同量的內(nèi)標(biāo)物,測Ai和As,以Ai/As對對
24、照溶液濃度作圖。求出斜率、截距。試樣液也加入與對照液相同量的內(nèi)標(biāo)物,測得Ai/As。計(jì)算試樣的含量。 (2)內(nèi)標(biāo)對比法(內(nèi)標(biāo)一點(diǎn)法) 高效液相色譜法HPLC(請看書P99P109復(fù)習(xí))書上很全面,此部分詳細(xì)看書。HPLC分類:1. 液-固吸附色譜2.液-液分配色譜(正相色譜法/反向色譜法)3.離子交換色譜4.離子對色譜法5.凝膠色譜高效液相色譜儀構(gòu)造:1.高壓輸液泵;2.梯度洗提裝置;3.進(jìn)樣裝置;4.色譜柱;5.檢測器HPLC與經(jīng)典液相色譜法比1.顆粒極細(xì)、柱效高,分離效率高2.高壓輸液泵輸送流動(dòng)相3.高靈敏度檢測器(紫外,熒光)HPLC與GC比1.能測高沸點(diǎn)有機(jī)物2.柱效、柱壓高于氣相色譜
25、3.在室溫下分離 4.分析速度、靈敏度和GC相似GC和HPLC的對比GCHPLC分離原理用載氣將待測的物質(zhì),以一定的流速通過裝于柱中的固定相,由于待測物質(zhì)各組分在兩相間的吸附能力或分配系數(shù)不同,經(jīng)過多次反復(fù)分配,逐漸使各組分得到分離。分配系數(shù)小的組分最先流出柱外,分配系數(shù)大的組分最后流出柱外。液-固吸附色譜:根據(jù)吸附作用的不同來分離物質(zhì)。液-液分配色譜:基于樣品組分在固定相和流動(dòng)相之間的相對溶解度的差異,使溶質(zhì)在兩相間進(jìn)行平衡分配,即取決于在兩相間的濃度比。離子交換色譜:基于離子交換樹脂上可電離的離子與流動(dòng)相中具有相同電荷的溶質(zhì)離子進(jìn)行可逆交換,依據(jù)這些離子在交換劑上有不同的親和力而被分離。離
26、子對色譜法:根據(jù)被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物后,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。凝膠色譜:根據(jù)溶質(zhì)分子大小不同從而達(dá)到分離的目的。儀器構(gòu)造氣路系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)記錄系統(tǒng)高壓輸液泵梯度洗提控制器進(jìn)樣裝置色譜柱記錄儀應(yīng)用及分離的物質(zhì)低沸點(diǎn),弱極性沸程寬,中高極性正相色譜法(NPC)和反相色譜法(RPC)比較項(xiàng)目正相反相固定相極性高中中低流動(dòng)相極性低中中高組分洗脫順序極性小的先出極性大的先出四、吸收光譜法第一節(jié) 概述 紫外可見分光光度法是根據(jù)溶液中物質(zhì)的分子或離子對紫外-可見光譜區(qū)的輻射能的吸收來研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)及含量的分析方法。 即,紫外-可見
27、分光光度法是利用某些物質(zhì)的分子吸收200 780 nm光譜區(qū)的輻射來進(jìn)行分析測定的方法。它是光學(xué)分析法的一種。具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度,檢出限可達(dá)10-7 g/ml,相對誤差通常為1%5%。1、 電磁輻射和電磁波譜(P53)2、 紫外-可見吸收光譜1.紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生當(dāng)輻射通過氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)時(shí),物質(zhì)的分子選擇性的吸收輻射,產(chǎn)生紫外-可見吸收光譜。分子吸收光譜的分類:分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)涉及三種躍遷能級,所需能量大小順序 紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生:由于分子吸收紫外-可見光區(qū)的電磁輻射,分子中價(jià)電子(或外層電子)的能級躍遷而產(chǎn)生。(吸收能量=兩個(gè)躍遷能級之差)2.分子吸收光譜及其特征吸收曲線(
28、吸收光譜):讓不同波長的單色光依次照射溶液,測量每一波長處的吸光度,以波長()為橫坐標(biāo),吸光度(A)為縱坐標(biāo)作圖,可得吸光度隨波長變化的曲線,稱為吸收曲線或吸收光譜。分子吸收光譜的形狀取決于分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),不同分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,吸收光譜不同。因此,分子吸收光譜是物質(zhì)定性的依據(jù)。在定量分析中,通過吸收光譜選擇測定波長,一般選用max為測定波長,此時(shí)測定的靈敏度最高。第二節(jié) 光的吸收定律一、Lambert-Beer定律:吸收光譜法基本定律(結(jié)合P54P56) 描述物質(zhì)對單色光吸收強(qiáng)弱與液層厚度和待測物濃度的關(guān)系1.透光率和吸光度 當(dāng)一束平行單色光通過溶液時(shí),一部分被吸收,一部分透過溶液,一部分被
29、容器表面反射。 設(shè)入射光強(qiáng)度為I0,吸收光強(qiáng)度為Ia,透射光強(qiáng)度為It,反射光強(qiáng)度為Ir,則: 在吸收光度分析中,通常將待測溶液和參比溶液分別置于同樣材料和厚度的容器中,讓強(qiáng)度為I0的單色光分別通過兩個(gè)容器,再測量透射光強(qiáng)度。這樣,反射光的強(qiáng)度基本相同,其影響可以互相抵消,則:透射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比稱為透光率(transmittance),用T表示: 實(shí)踐證明,溶液對光的吸收程度與溶液濃度、液層厚度及入射光波長等因素有關(guān)。 如果保持入射光不變,則溶液對光的吸收程度只與溶液濃度和液層厚度有關(guān),即:A:吸光度K:吸光系數(shù)b:液層厚度c:溶液濃度當(dāng)c一定時(shí),Ab Lamberts law當(dāng)b一定
30、時(shí),Ac Beers lawLamber-Beer定律的適用條件: 1)入射光為單色光 2)溶液是均勻的稀溶液 3)該定律適用于固體、液體和氣體樣品在同一波長下,各組分吸光度具有加和性 應(yīng)用:多組分測定2.吸光系數(shù)K 吸光系數(shù)的物理意義:單位濃度、單位厚度的吸光度 。即: 1)K與組分性質(zhì),溫度,溶劑,有關(guān),當(dāng)組分性質(zhì)、溫度和溶劑一定,K =常數(shù)() 2)不同物質(zhì)在同一波長下K可能不同,同一物質(zhì)在不同波長下K一定不同 3)K,物質(zhì)對光吸收能力, 定量測定靈敏度,K與物質(zhì)的本性、溶劑和入射光的波長有關(guān),即:物質(zhì)不同,K不同,是物質(zhì)的特性常數(shù)。溶劑不同,同一物質(zhì)的K不同,所以應(yīng)注明溶劑。不同,同一
31、物質(zhì)的吸收系數(shù)也不同,所以吸收系數(shù)應(yīng)注明波長;定量分析中用K評價(jià)分析方法的靈敏度,K越大,表示測定的靈敏度越高。所以,在方法研究中,應(yīng)選擇最佳實(shí)驗(yàn)條件,使K盡可能的大,以提高方法的靈敏度。二、影響光吸收定律的因素 1.與儀器有關(guān)的因素(光學(xué)因素) 非單色光的影響、雜散光的影響: 2 .與試樣溶液有關(guān)的因素(化學(xué)因素)待測組分濃度的影響、體系不均勻的影響(光散射的影響)、 待測溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、雜質(zhì)的影響第三節(jié) 紫外可見分光光度計(jì)(請看書P58P62) 紫外-可見分光光度計(jì)的類型很多,但其原理基本相似。一般由五部分構(gòu)成,即:光源、單色器、吸收池、檢測器、顯示系統(tǒng)(信號顯示裝置)。第四節(jié) 分析條
32、件的選擇一、顯色反應(yīng)條件的選擇 在可見光區(qū)進(jìn)行測定, 如果待測物本身有色,可直接進(jìn)行測定;如果待測物無色或顏色較淺,則通過顯色反應(yīng)使待測物成為在可見區(qū)有吸收的物質(zhì)。能與無色物質(zhì)反應(yīng)生成有色物質(zhì)的試劑稱為顯色劑,生成有色物質(zhì)的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)。 常見的顯色反應(yīng)有配位(應(yīng)用多)、氧還、重氮偶聯(lián)反應(yīng)等。(一)對顯色反應(yīng)的要求 1. 反應(yīng)物的組成恒定,有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。 2. 生成的有色物應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性,在測量過程中吸光物質(zhì)的吸光度無變化。 3.生成的有色物應(yīng)具有較高的靈敏度。 4 .有色化合物和顯色劑顏色差別明顯,使顯色測定時(shí)試劑空白小。 5.選擇性好,干擾小或干擾易消除。 為了滿足以上要求
33、,必須控制反應(yīng)條件。 (二)顯色反應(yīng)條件的選擇1. 顯色劑的用量2. 溶液的pH值 溶液的酸度直接影響顯色劑的顏色、濃度、顯色反應(yīng)和生成物的顏色等。3. 顯色溫度 待測溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度要盡量一致,有時(shí)要用恒溫水浴控溫。4. 顯色時(shí)間5. 干擾物的影響2、 測定條件的選擇(一)測定波長的選擇 一般選擇最大吸收波長作為測定波長,此處吸光度最大,靈敏度最高,且在此波長附近,吸光度隨波長變化最小,測定精密度高。 測定條件包括測定波長、狹縫寬度、吸光度讀數(shù)范圍和參比溶液。但若最大吸收波長出有干擾,應(yīng)避開。波長的選擇 原則:“吸收大,干擾小”。(二)吸光度讀數(shù)范圍的選擇 A 0.20.8 光度誤差在不
34、同的吸光度范圍內(nèi)讀數(shù),可引入不同程度的誤差,這種誤差通常以單位百分透光度引起的濃度相對誤差來表示,稱為光度誤差。因此,為了減小測量誤差,通常通過控制溶液濃度或選擇比色皿的規(guī)格,將吸光度控制在0.20.8范圍內(nèi)。 當(dāng)A0.2時(shí),選厚度大的吸收池;或進(jìn)行濃縮,或增大取樣量。 當(dāng)A0.8時(shí),可采用稀釋溶液,或采用較薄的吸收池。(三)空白(參比)溶液的選擇: 在用分光光度計(jì)測定吸光度時(shí),常使用參比溶液或稱空白溶液。 其作用是調(diào)節(jié)吸光度零點(diǎn)、抵消溶液中其它組分、吸收池和溶劑對光的吸收,抵消試劑(包括顯色劑)或樣品基體所引起的干擾。 正確選用空白溶液,對提高分析的準(zhǔn)確度非常重要。常用的參比有:(1)溶劑空
35、白:當(dāng)溶液中只有待測組分有吸收,試劑(包括顯色劑)和樣品中的其它成分均無吸收時(shí),可用溶劑作空白溶液,簡稱溶劑空白。(2)試劑空白:顯色劑或其它試劑有吸收,按顯色反應(yīng)相同的條件,不加樣品,同樣加入各種試劑和溶劑作為空白溶液,稱為試劑空白。(3)樣品空白:樣品基體有色,顯色劑與樣品基體不顯色。按顯色反應(yīng)相同的條件,取同樣量的樣品溶液,不加顯色劑,作為空白溶液,稱為樣品空白。這種空白適用于樣品溶液中有吸收干擾的共存組分,且顯色劑無吸收的情況。(4)平行操作空白:用不含待測組分的樣品,在相同條件下,與待測樣品同時(shí)進(jìn)行處理,此稱為平行操作空白。這種空白常被當(dāng)作一個(gè)樣品溶液來處理,所測得值稱為空白值。最后
36、結(jié)果應(yīng)從樣品測得值中減去此空白值。可消除分析過程中引入的干擾物質(zhì)。第五節(jié) 分光光度法的定性和定量分析方法一、定性分析 測定并繪制吸收曲線,和標(biāo)準(zhǔn)品的吸收曲線或標(biāo)準(zhǔn)譜圖對照。 吸收光譜的形狀、吸收峰的數(shù)目、吸收峰的位置(波長)、吸收峰的強(qiáng)度、相應(yīng)的吸光系數(shù)上述各項(xiàng)特征均相同,可能為同一種物質(zhì)。光譜定性有一定的局限性,主要是分辨率不高,在得到相同的吸收光譜時(shí),應(yīng)考慮并非同一物質(zhì)的可能性,而兩種純化合物的吸收光譜有明顯差別時(shí),可肯定兩化合物不同。二、純度檢測 繪制吸收曲線,看是否有雜質(zhì)峰。三、定量分析(一)單組分的定量方法 1標(biāo)準(zhǔn)曲線法 前提:固定儀器和測定條件。 2直接比較法:外標(biāo)一點(diǎn)法 (二)多
37、組分的定量方法 雙波長分光光度法 兩組分吸收光譜不重疊(互不干擾) 兩組分在各自max下不重疊分別按單組分定量 兩組分吸收光譜重疊常用雙波長分光光度法的等吸收點(diǎn)法,測定多組分混合物中的某個(gè)組分,因吸收峰疊加,干擾嚴(yán)重,用此法可消除干擾,扣除其它組分的干擾吸收。 等吸收點(diǎn)法:測定b組分時(shí),選擇b組分的最大吸收波長作測定波長1,由b的峰頂向橫坐標(biāo)作垂線與a吸收曲線的一側(cè)相交,從相交點(diǎn)作橫坐標(biāo)的平行線與a吸收曲線的另一側(cè)相交,交點(diǎn)所對應(yīng)的波長為參比波長2 。在1和2處分別測量吸光度A1a+b 與A2a+b ,然后相減求A。在兩波長處a組分的吸光度相等,b組分的吸光度差值與b組分的濃度呈正比。測組分a
38、時(shí),可用相同的方法選擇b組分具有等吸收的兩個(gè)波長,消去b的干擾,測定a組分的濃度。五、原子吸收光譜法(P62P64)第一節(jié) 原子吸收分析原理一、共振線 1.原子的能級與躍遷 吸收光譜:基態(tài)第一激發(fā)態(tài) 吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生共振吸收線(簡稱共振線) 發(fā)射光譜:激發(fā)態(tài)基態(tài) 發(fā)射出一定頻率的輻射。產(chǎn)生共振吸收線(也簡稱共振線)2.元素的特征譜線 1)各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同,基態(tài)第一激發(fā)態(tài): 躍遷吸收能量不同具有特征性。 2)各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài),最易發(fā)生,吸收最強(qiáng),最靈敏線。特征譜線。 3)利用特征譜線可以進(jìn)行定量分析。3. 吸收峰形狀 原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡單,理論上應(yīng)產(chǎn)生線
39、狀光譜吸收線。 ¨ 實(shí)際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時(shí),獲得一峰形吸收(具有一定寬度)。 ¨ 透射光強(qiáng)度It和吸收系數(shù)及輻射頻率有關(guān)。 吸收峰變寬原因:(1)照射光具有一定的寬度。 (2)多普勒變寬(溫度變寬) VD (3)勞倫茲變寬,赫魯茲馬克變寬(碰撞變寬)VL 由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化。 勞倫茲變寬:待測原子和其他原子碰撞。 赫魯茲馬克變寬:同種原子碰撞。 4.積分吸收和峰值吸收 鎢絲燈光源和氘燈,經(jīng)分光后,光譜通帶0.2nm。而原子吸收線的半寬度:10-3nm。如圖所示: 若用一般光源照射時(shí),吸收光的強(qiáng)度變化僅為0.5%。靈敏度極差 若將原子蒸氣吸
40、收的全部能量,即譜線下所圍面積測量出(積分吸收)。則是一種絕對測量方法,現(xiàn)在的分光裝置無法實(shí)現(xiàn)。 5.銳線光源 在原子吸收分析中需要使用銳線光源。 何為銳線光源? (1)光源的發(fā)射線與吸收線的v0一致。 (2)發(fā)射線的v1/2小于吸收線的 v1/2。 空心陰極燈: 可發(fā)射銳線光源。第二節(jié) 原子吸收光譜儀及主要部件(書P62P63)第三節(jié) 原子吸收光譜干擾及其抑制1、 光譜干擾 待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全,這類干擾主要來自光源和原子化裝置,主要有以下幾種: 1.在分析線附近有單色器不能分離的待測元素的鄰近線 調(diào)整:可以通過調(diào)小狹縫的方法來抑制這種干擾。 2.空心陰極燈內(nèi)有單色器不能
41、分離的干擾元素的輻射 調(diào)整:換用純度較高的單元素?zé)魷p小干擾。 3.燈的輻射中有連續(xù)背景輻射 調(diào)整:用較小通帶或更換燈。2、 物理干擾 試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過程中物理因素變化引起的干擾效應(yīng),主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小等。 可通過控制試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成盡量一致的方法來消除。 3、 化學(xué)干擾指待測元素與其它組分之間的化學(xué)作用所引起的干擾效應(yīng)。主要影響到待測元素的原子化效率,是主要干擾源。1. 化學(xué)干擾的類型 (1)待測元素與其共存物質(zhì)作用生成難揮發(fā)的化合物,致使參與吸收的基態(tài)原子減少。 例:a、鈷、硅、硼、鈦、鈹在火焰中易生成難熔化合物 b、硫酸鹽、硅酸鹽與鋁生成難揮發(fā)物。 (2)
42、待測離子發(fā)生電離反應(yīng),生成離子,不產(chǎn)生吸收,總吸收強(qiáng)度減弱,電離電位6eV的元素易發(fā)生電離,火焰溫度越高,干擾越嚴(yán)重,(如堿及堿土元素)。2. 化學(xué)干擾的抑制 通過在標(biāo)準(zhǔn)溶液和試液中加入某種光譜化學(xué)緩沖劑來抑制或減少化學(xué)干擾: (1)釋放劑與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。 例:鍶和鑭可有效消除磷酸根對鈣的干擾。 (2)保護(hù)劑與待測元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,防止干擾物質(zhì)與其作用。 例:加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根與鈣作用。 (3)飽和劑加入足夠的干擾元素,使干擾趨于穩(wěn)定。 例:用N2OC2H2火焰測鈦時(shí),在試樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入300mgL-1以上的鋁鹽,使鋁對鈦的干擾趨于
43、穩(wěn)定。 (4)電離緩沖劑加入大量易電離的一種緩沖劑以抑制待測元素的電離。 第四節(jié) 分析條件的選擇與定量分析方法 1、 分析條件的選擇 1. 靈敏度 靈敏度(S):指在一定濃度時(shí),測定值(吸光度)的增量(A)與相應(yīng)的待測元素濃度(或質(zhì)量)的增量(c或m)的比值:Sc=A/c或Sm=A/m 2. 檢出極限 在適當(dāng)置信度下,能檢測出的待測元素的最小濃度或最小量。用接近于空白的溶液,經(jīng)若干次(10-20次)重復(fù)測定所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍求得。 3. 測定條件的選擇 (1) 分析線 一般選待測元素的共振線作為分析線,測量高濃度時(shí),也可選次靈敏線。 (2) 通帶(調(diào)節(jié)狹縫寬度) 無鄰近干擾線(如測堿及
44、堿土金屬)時(shí),選較大的通帶,反之(如測過渡及稀土金屬),宜選較小通帶。 (3) 空心陰極燈電流 在保證有穩(wěn)定和足夠的輻射光通量的情況下,盡量選較低的電流。 (4) 火焰 依據(jù)不同試樣元素選擇不同火焰類型。 (5) 觀測高度 調(diào)節(jié)觀測高度(燃燒器高度),可使元素通過自由原子濃度最大的火焰區(qū),靈敏度高,觀測穩(wěn)定性好。2、 應(yīng)用 1頭發(fā)中微量元素的測定 2水中微量元素的測定 3食品中微量元素的測定3、 定量分析方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法 2. 標(biāo)準(zhǔn)加入法 取若干份體積相同的試液(cX),依次按比例加入不同量的待測物的標(biāo)準(zhǔn)溶液(cO),定容后濃度依次為:cX ,cX +cO ,cX +2cO ,cX +3cO
45、 ,cX +4 cO 分別測得吸光度為:AX,A1,A2,A3,A4。 以A對濃度c 做圖得一直線,圖中cX點(diǎn)即待測溶液濃度。 標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)加入法優(yōu)點(diǎn)操作方便克服標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品溶液因差異引起的誤差,避免樣品基體對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響缺點(diǎn)不能克服標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品溶液因差異引起的誤差,不能避免樣品基體對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響不能直接測定濃度較大的樣品6、 分子熒光分析法(一)熒光分析法概述光致發(fā)光:吸收某種波長的光后發(fā)射出比吸收波長更長的光的現(xiàn)象。(熒光和磷光)熒光光譜定性分析 熒光強(qiáng)度定量分析熒光分析的分類分析對象 原子熒光分析 分子熒光分析 激發(fā)光波長范圍 紫外-可見熒光分析/紅外熒光分析/X射線熒光分析一
46、、熒光分析法的基本原理1.單重態(tài)與三重態(tài)單重態(tài)(S):總自旋量子數(shù)s=1/2+(-1/2)=0;多重性M=2s+1=1三重態(tài)(T):s=1/2+1/2=1;M=2s+1=32.激發(fā)態(tài)分子返回基態(tài)的途徑:振動(dòng)弛豫:在溶液中,處于激發(fā)態(tài)的溶質(zhì)分子間發(fā)生碰撞,把一部分能量以熱的形式迅速傳遞給溶劑分子(環(huán)境),在10-1310-11s時(shí)間回到同一電子激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級。內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換:當(dāng)激發(fā)態(tài)S2的較低振動(dòng)能級與S1的較高振動(dòng)能級的能量相當(dāng)或重疊時(shí),分子有可能從S2振動(dòng)能級以無輻射方式過渡到S1的能量相等的振動(dòng)能級上,這一無輻射過程稱為“內(nèi)轉(zhuǎn)換”,其過程也發(fā)生在三線激發(fā)態(tài)的電子能級間。熒光發(fā)射:當(dāng)激發(fā)
47、態(tài)的分子通過振動(dòng)弛豫內(nèi)轉(zhuǎn)換振動(dòng)弛豫到達(dá)第一單線激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級時(shí),第一單線激發(fā)態(tài)最低振動(dòng)能級的電子可通過發(fā)射輻射(光子)躍回到基態(tài)的不同振動(dòng)能級,此過程稱為“熒光發(fā)射”。外部能量轉(zhuǎn)換:激發(fā)態(tài)分子與溶劑分子或其他溶質(zhì)分子相互作用(如碰撞)而已非輻射形式轉(zhuǎn)移掉能量回到基態(tài)的過程稱“外轉(zhuǎn)換”。體系間跨越:當(dāng)電子單線激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級與電子三線激發(fā)態(tài)的較高振動(dòng)能級相能級相重疊時(shí),發(fā)生電子自旋狀態(tài)改變的ST躍遷,這一過程稱為“系間跨越”。磷光發(fā)射:當(dāng)一電子三線激發(fā)態(tài)最低振動(dòng)能級的分子以發(fā)射輻射(光子)的形式回到基態(tài)的不同振動(dòng)能級,此過程稱為“磷光發(fā)射”。熒光和磷光的主要區(qū)別發(fā)光機(jī)制實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象熒光單重
48、態(tài)單重態(tài)激發(fā)光停止照射熒光立即消失磷光三重態(tài)單重態(tài)激發(fā)光停止照射磷光仍將延續(xù)一段時(shí)間3.激發(fā)光譜與發(fā)射(熒光)光譜激發(fā)光譜(excitation spectrum): Fex 熒光光譜(fluorescence spectrum): Fem a:激發(fā)光譜;b:熒光光譜熒光光譜的特征1.斯托克斯位移(Stokes shift) :熒光發(fā)射波長總是大于激發(fā)光波長 2.熒光光譜的形狀與激發(fā)波長無關(guān) 3.熒光光譜與激發(fā)光譜呈鏡像關(guān)系 4.熒光壽命和熒光效率熒光物質(zhì)的兩個(gè)重要發(fā)光參數(shù)熒光壽命(fluorescence lift time,f):當(dāng)激發(fā)光停止照射時(shí),分子的熒光強(qiáng)度降低到激發(fā)時(shí)最大熒光強(qiáng)度的
49、1/e所需的時(shí)間。 熒光效率(fluorescence efficiency) 即 熒光量子產(chǎn)率(fluorescence quantum yield)5.物質(zhì)分子能發(fā)射熒光的兩個(gè)必要條件有強(qiáng)的紫外-可見吸收有一定的熒光效率n* 弱吸收,體系間跨越幾率大,熒光較弱,意義不大。* 共軛雙鍵,K帶強(qiáng)吸收,熒光效率高,熒光強(qiáng)度強(qiáng)。6.有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)與熒光的關(guān)系長共軛結(jié)構(gòu)(芳香環(huán)、稠環(huán)或雜環(huán)) 共軛系統(tǒng)f ex、em 分子的剛性和共平面性共軛系統(tǒng)的剛性和共平面性f金屬離子絡(luò)合增加分子剛性和共平面性取代基供電子基: NH2、-OH、-NHR、-NR2、-CN f ,F(xiàn)吸電子基: -NO2、-COOH
50、、-NHCOCH3、 -C=O、-NO、-SH、-X f ,F(xiàn),甚至熒光熄滅-R、-SO3H、-NH3+對f 無影響 7.影響熒光強(qiáng)度的外界因素溫度TF溶劑極性fF粘度分子間碰撞幾率F含重原子(CBr4、CH3CH2I)F形成氫鍵S1*(V=0) 分子FpH值 弱酸、弱堿 pH<2 pH712 pH>13 8.熒光熄滅劑熒光熄滅(熒光猝滅):由于熒光物質(zhì)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子碰撞而引起熒光強(qiáng)度降低或熒光強(qiáng)度與濃度不呈線性關(guān)系的現(xiàn)象。 熒光熄滅劑(quenching medium):引起熒光熄滅的物質(zhì)。如鹵素離子、重金屬離子、氧分子以及硝基化合物、重氮化合物、羰基、羧基化合物均
51、為常見的熒光熄滅劑。 引起熒光熄滅的原因碰撞損失能量作用不發(fā)光物質(zhì)重原子Br/I體系間跨越三重態(tài)溶解O2熒光物質(zhì)氧化/ O2順磁性體系間跨越三重態(tài)熒光自熄滅:熒光物質(zhì)濃度超過1g/L時(shí),增加熒光分子間碰撞幾率而產(chǎn)生的熒光熄滅現(xiàn)象。(濃度限量1g1mg/ml)熒光熄滅法(fluorescence quenching method):利用熒光物質(zhì)熒光強(qiáng)度的減弱與熒光熄滅劑的濃度呈線性關(guān)系測定熒光熄滅劑含量的方法。 9.散射光散射光(scattering light):由于光子與物質(zhì)分子相互碰撞,使光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變而向不同角度散射。瑞利光(Reyleigh scattering light):
52、彈性碰撞,不發(fā)生能量交換,僅改變光子運(yùn)動(dòng)方向,波長及頻率不變。拉曼光(Raman scattering light):非彈性碰撞,發(fā)生能量交換,光子的運(yùn)動(dòng)方向和波長、頻率均發(fā)生改變。10.熒光定量分析熒光測定方向:激發(fā)光源垂直方向,避免透射光干擾。熒光定量分析的依據(jù)F與C的關(guān)系ECl0.05F=2.3KI0ECl =KC熒光分析法僅適用于稀溶液的測定滿足定量分析條件: ECl0.05FC降低熒光自熄滅(內(nèi)部猝滅)作用靈敏度高(放大信號)熒光分析法與UV-vis靈敏度差異熒光分析法定量依據(jù):FI0及C檢測信號:F=2.3KI0ECl CF放大信號(檢測靈敏度) I0F熒光分析靈敏度高(S=10-910-12g/ml)紫外-可見分光光度法定量依據(jù):AC檢測信號:A=-lg(I/I0)=ECl C
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