流動(dòng)注射分析

1、流動(dòng)注射分析 FIA FIA1. 概述2. 原理3. 儀器4. 基本技術(shù)5. 應(yīng)用實(shí)例流動(dòng)注射分析 FIA概述1.1 FI的目的1.2 FIA前的自動(dòng)分析1.3 FIA的創(chuàng)立1.4 FIA的地位1.5 FIA的特點(diǎn)自動(dòng)化高效率已有管道但仍維持物理、化學(xué)平衡觀念氣泡壁壘1975非平衡BACK1FIA概述200年前的操作模式加液稀釋過(guò)濾定容攪拌滴定等等手工操作原始手工操作電腦控制儀器共存于lab樣品處理占90時(shí)間1970s出現(xiàn)BACK2FIA概述模仿手工操作間歇式自動(dòng)分析系統(tǒng)1940s氣泡間隔式連續(xù)流動(dòng)分析系統(tǒng)1950s首次把分析試樣、試劑容器管管 道道FIA系統(tǒng)1970sBACK2FIA概述19

2、75丹麥學(xué)者Ruzicka & Hansen首次命名流動(dòng)注射分析Flow Injection AnalysisBACK打破幾百年的平衡條件的傳統(tǒng)無(wú)氣泡間隔流動(dòng)載流非平衡態(tài)在線(xiàn)處理測(cè)定觸發(fā)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的根本性變革FIA概述BACKRuzicka & Hansen: 連續(xù)分析的工具 微型化和集成化的工具 連接化學(xué)與儀器的鏈索 多維分析信息的手段 連續(xù)檢測(cè)和過(guò)程控制的工具 脈沖響應(yīng)技術(shù)高效率的前處理部分要與檢測(cè)技術(shù)結(jié)合廣泛適應(yīng)性方肇倫院士FIA概述 連接多種檢測(cè)手段 分光光度儀 AAS儀 電化學(xué)儀 生化分析 在線(xiàn)處理 萃取等分離 消化廣泛適應(yīng)性高效率 一般100300樣/hl 包括分離 4060樣/h

3、低消耗 微量技術(shù) 試樣10-100l 節(jié)約試劑90-99%高精度 一般0.5%-1% RSDl 不穩(wěn)定反應(yīng)或在線(xiàn)處理 1.5%-3% RSD設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)廉 面積相當(dāng)于英文打字機(jī)l 價(jià)格 國(guó)產(chǎn)近數(shù)千元哇！好一陣吹。FIA概述BACK定義的發(fā)展將一定體積的試樣溶液注入到無(wú)空氣分隔的適當(dāng)裁流溶液中、經(jīng)過(guò)受控制的分散過(guò)程，形成高度重現(xiàn)的試樣帶，并輸送至流通式檢測(cè)器，檢測(cè)其連續(xù)變化的物理或化學(xué)信號(hào)的方法。從注入一定體積并在無(wú)空氣分隔的連續(xù)載流中得到分散的試樣區(qū)帶形成的濃度梯度中收集信息的技術(shù)。 在熱力學(xué)非平衡條件下，在液流中重現(xiàn)地處理試樣或試劑區(qū)帶的定量流動(dòng)分析技術(shù)。流動(dòng)注射分析 FIA原理2.1 基本

4、系統(tǒng)2.2 試樣區(qū)帶的分散2.3 分散系數(shù)2.4 分散的影響因素BACK1FIABACK2載流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)carrierH2O或與試樣反應(yīng)的試劑注樣器sample injector反應(yīng)器reactor流通式檢測(cè)儀flow-through detector記錄儀典型的FIA記錄峰2.1 基本系統(tǒng)FIABACK22.2 試樣區(qū)帶的分散混合總是不完全的流速不變，狀態(tài)重現(xiàn)FIA可以重現(xiàn)分析結(jié)果傳統(tǒng)是均勻混合/氣泡間隔FIA2.3 分散系數(shù) D D(dispersion coefficient)(dispersion coefficient)D = C0/CD = C0/CmaxBACK2未分散前的試樣濃度

5、某段流體元中的濃度峰值處的濃度低中高分散體系 D1221010FIA2.4 分散的影響因素注入體積VD = C0/C =1-exp(-VK)-1常數(shù)V大D小分散度低V1/2 (D=2)分散能力的重要指標(biāo)0常用FIA的V1/2在50-200lD載流流速對(duì)D基本無(wú)影響反應(yīng)管道長(zhǎng)度LD=1+KL欲增大分散帶降低V更有效同時(shí)提高采樣頻率欲延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間降低流速或停流更有效不降低采樣頻率反應(yīng)管道孔徑RD=1+KR3/2注入體積VD =1-exp(-VK)-1BACK2R一般0.1-3 mm0.50.81.02.0mm流動(dòng)注射分析 FIA儀器3.1傳輸設(shè)備3.2 注入閥3.3 連接管道/反應(yīng)器3.4 檢測(cè)器

6、BACK1采集定容試液并注入到載流中注射器注入或閥切換FIA儀器 3.1傳輸設(shè)備-FIA心臟蠕動(dòng)泵peristaltic pumpBACK2輥杠調(diào)壓器泵管壓蓋卡具轉(zhuǎn)動(dòng)壓出空氣真空吸液FIA儀器 3.3 管道或反應(yīng)器BACK2管道或反應(yīng)器聚四氟乙烯管內(nèi)徑0.5-1mm空管式盤(pán)管式即螺旋式填充床填入玻璃珠等，需高壓泵直徑越小，展寬程度越小單珠串顆粒直徑為管徑的60-80%展寬約為空管的1/10高進(jìn)樣頻率, 仍可用蠕動(dòng)泵FIA儀器 3.4 流通式監(jiān)測(cè)器BACK2流通式比色池火焰原子吸收光譜 本來(lái)就要連續(xù)供樣化學(xué)發(fā)光與熒光也常用流動(dòng)注射分析 FIA基本技術(shù)4.1 單道流路4.2 多道流路4.3 停流技

7、術(shù)BACK1FIA技術(shù) 4.1 單道流路BACK2僅適用于單一試劑試劑即載流，消耗大Hg(SCN)2 + 2Cl- HgCl2 + 2SCN-Fe3+ + SCN- Fe(SCN)2+單路，試樣塞，形成雙峰PD0.8ml/minHg(SCN)2WS0.50mmFe3+50cm單路測(cè)Cl-FIA技術(shù) 4.2 多道流路均勻混合靈敏度提高1.51.5Dml/minCWS0.75mmR40cm540nm多道：多個(gè)試劑循序加入測(cè)定亞硝酸根靈敏度較單道提高22倍雙道BACK2FIA4.3停流技術(shù)stopped flow techniqueBACK2反應(yīng)完全，提高靈敏度動(dòng)力學(xué)研究試樣帶流經(jīng)檢測(cè)器時(shí)停止流動(dòng)一段時(shí)間反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)本來(lái)就完成產(chǎn)物分解熄滅現(xiàn)象流動(dòng)注射分析 FIA應(yīng)用5.1 差速動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)茶湯中Zn5.2 停流法測(cè)定葡萄酒中SO2BACK15.3 實(shí)驗(yàn)AAS-FIA聯(lián)用甲醛催化鹽酸副品紅和SO2反應(yīng)生成紫紅色絡(luò)合物580nm紅葡萄酒干擾FI停流測(cè)出停流階段A的升高FIA5.1 差速法BACK2應(yīng)用FIA基于差速直接測(cè)定測(cè)定茶湯中Zn2+三元體系Zn-