儀器分析緒論課件

現(xiàn)代儀器分析

ModernInstrumentAnalysis現(xiàn)代儀器分析

ModernInstrumentAnal推薦幾本參考書(shū)1、朱明華主編.儀器分析（第三版）.北京：高等教育出版社，20002、方惠群，于俊生，史堅(jiān)編著.儀器分析.北京：科學(xué)出版社，2002.23、徐秉玖.儀器分析.北京：北京醫(yī)科大學(xué)出版社，2003.8推薦幾本參考書(shū)1、朱明華主編.儀器分析（第三版）.北京：高等推薦幾個(gè)儀器分析有關(guān)的網(wǎng)站/中國(guó)生物論壇/bbs/

儀器信息網(wǎng)——儀器論壇/bbs/bmb/index.php分析儀器論壇/dvbbs/index.asp中國(guó)色譜網(wǎng)推薦幾個(gè)儀器分析有關(guān)的網(wǎng)站http://www.biooo.本課程的教學(xué)要求本課程是食品與生物工程專(zhuān)業(yè)的限選課之一。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)要達(dá)到以下目的：1、要求學(xué)生掌握常用儀器分析方法的原理和儀器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)；2、初步具有根據(jù)分析的目的，結(jié)合學(xué)到的各種儀器分析方法的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍，選擇適宜的分析方法的能力；3、了解分析儀器發(fā)展的新動(dòng)向。本課程的教學(xué)要求本課程是食品與生物工程專(zhuān)業(yè)的限選課之一。本課程的主要內(nèi)容1、緒論部分2、光譜分析導(dǎo)論3、紫外可見(jiàn)分光光度法4、原子吸收分光光度法5、原子發(fā)射和原子熒光光譜法6、紅外光譜法7、色譜法導(dǎo)論8、氣相色譜法9、高效液相色譜法10、核磁共振波譜法11、質(zhì)譜法本課程的主要內(nèi)容1、緒論部分7、色譜法導(dǎo)論緒論內(nèi)容1、分析化學(xué)與儀器分析的關(guān)系2、儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系3、儀器分析的概念4、儀器分析方法的種類(lèi)5、分析儀器的組成6、儀器分析的一般過(guò)程7、儀器分析的發(fā)展緒論內(nèi)容1、分析化學(xué)與儀器分析的關(guān)系本章學(xué)習(xí)目的與要求1、掌握儀器分析的概念、分類(lèi)以及儀器分析的一般過(guò)程；2、了解現(xiàn)代儀器分析的特點(diǎn)和發(fā)展。本章學(xué)習(xí)目的與要求1、掌握儀器分析的概念、分類(lèi)以及儀器分析的?分析化學(xué)：研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理論的科學(xué)。化學(xué)分析:利用化學(xué)反應(yīng)和它的計(jì)量關(guān)系來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的組成和含量的一類(lèi)分析方法。儀器分析：以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)（光、電、熱等）為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法。?分析化學(xué)：研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理電化學(xué)分析法電導(dǎo)分析法電位分析法（pH與離子選擇性電極）電流分析法（庫(kù)侖分析和電重量法）伏安分析法（極譜和溶出伏安法）分離法色譜分離法電泳分離法氣相色譜法液相色譜法超臨界流體色譜法毛細(xì)管電泳法毛細(xì)管電動(dòng)色譜法電化學(xué)分析法電導(dǎo)分析法分離法色譜分離法氣相色譜法毛細(xì)管電泳法按被分析物質(zhì)的含量劃分，分為三類(lèi)按被分析物質(zhì)的狀態(tài)劃分，分為三類(lèi)表面分析微區(qū)分析剝層分析常量分析（>0.01%)痕量分析(0.01-0.00001%)超痕量分析(<0.00001%)成分分析狀態(tài)分析結(jié)構(gòu)分析常量分析（>10mg,>1ml)微量分析(0.1-10mg,0.01-1ml)超微量分析(<0.1mg,<0.01ml)按取樣量劃分，分為三類(lèi)按被分析物質(zhì)的含量劃分，分為三類(lèi)按被分析物質(zhì)的狀態(tài)劃分，分為分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜分化儀酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分二、分析化學(xué)研究的兩個(gè)方面分析化學(xué)分析方法分析對(duì)象舉例：（1）—礦石和水分析的發(fā)展使分析化學(xué)從容量分析過(guò)渡到光譜分析（2）—原子能科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)了離子交換分離法的發(fā)展（3）—復(fù)雜物質(zhì)分析的需求使儀器分析向智能化發(fā)展（二惡英分析）二、分析化學(xué)研究的兩個(gè)方面分析化學(xué)分析方法舉例：人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展給分析化學(xué)帶來(lái)了越來(lái)越多的難題，也為分析化學(xué)的發(fā)展提供了越來(lái)越多的機(jī)會(huì)和發(fā)展空間，要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，分析化學(xué)家必須綜合數(shù)學(xué)的、物理的、生物的、計(jì)算機(jī)的以及精密儀器制造的最新科學(xué)成果來(lái)豐富分析化學(xué)學(xué)科，因此，分析化學(xué)，特別是儀器分析已經(jīng)成為一門(mén)綜合性邊緣科學(xué)。

——分析化學(xué)已經(jīng)走出化學(xué)！——分析化學(xué)正在發(fā)展成一門(mén)信息科學(xué)！人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展給分析化學(xué)帶來(lái)了越來(lái)越多的難題，也為分析化學(xué)的與分析儀器發(fā)明相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1901 Rontgenetal 首次發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)存在1907 Michelsonetal 首次制造精密光譜儀器1922 Astonetal 發(fā)明質(zhì)譜測(cè)定同位素1923 Pregletal 發(fā)明有機(jī)物微量分析1930 Ramanetal 發(fā)現(xiàn)拉曼效應(yīng)1944 Rabietal 用共振方法記錄原子核磁性1948 Tiseliusetal用電泳法發(fā)現(xiàn)血漿蛋白性質(zhì)1952 Blochetal 發(fā)展核磁共振精細(xì)測(cè)量法1952 Martinetal 發(fā)明分配色譜1959 Heyrovskyetal 發(fā)明極譜法1981 Siegbahnetal 發(fā)明高分辨電子光譜法1981 Bloembergenetal發(fā)展激光光譜學(xué)1991 Ernstetal對(duì)高分辨核磁共振方法發(fā)展與分析儀器發(fā)明相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1901 Rontgen分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生分析化學(xué)經(jīng)歷了三次重大變革：第一次：16世紀(jì)天平的出現(xiàn)使分析化學(xué)有了科學(xué)的內(nèi)涵；20世紀(jì)初物理化學(xué)溶液理論的發(fā)展，建立了溶液中四大反應(yīng)平衡理論（包括酸堿、配合、氧化還原和沉淀）。分析化學(xué)引入了物理化學(xué)的概念，形成了自己的理論基礎(chǔ)。分析化學(xué)從此由一門(mén)技術(shù)變成一門(mén)科學(xué)。分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生分析化學(xué)經(jīng)歷了三次重大變革：分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第二次變革：在上個(gè)世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)前后。由于物理學(xué)和電子技術(shù)的發(fā)展被引入到分析化學(xué)中，出現(xiàn)了由經(jīng)典的化學(xué)分析發(fā)展到儀器分析的新時(shí)期，這一時(shí)期的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)為新的儀器分析方法的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。例如：1、BlochF和PurcellEM發(fā)明了核磁共振，獲得1952年的諾貝爾物理獎(jiǎng)；2、MartinAJP和SyngeRLM開(kāi)創(chuàng)氣相色譜分析法，獲1952年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；3、HeyrovskyJ開(kāi)創(chuàng)極譜分析法，獲1959年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第二次變革：在上個(gè)世紀(jì)40年代分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第三次變革：70年代末開(kāi)始，以計(jì)算機(jī)為主要標(biāo)志的信息時(shí)代的來(lái)臨，給科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的沖擊。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可使操作和數(shù)據(jù)處理快速、準(zhǔn)去與簡(jiǎn)便化，出現(xiàn)了分析儀器的智能化。計(jì)算機(jī)又促進(jìn)數(shù)理理論滲入分析化學(xué)，出現(xiàn)了化學(xué)計(jì)量學(xué)，它是利用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法設(shè)計(jì)或選擇最佳測(cè)量條件，并從分析測(cè)量中獲取最大程度的化學(xué)信息。分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第三次變革：70年代末開(kāi)始，以分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的科學(xué)，它包括化學(xué)分析和儀器分析兩大部分。化學(xué)分析是指利用化學(xué)反應(yīng)和它的計(jì)量關(guān)系來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的組成和含量的一類(lèi)分析方法。測(cè)定時(shí)需使用化學(xué)試劑、天平和一些玻璃器皿。分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、狀態(tài)和1.分析化學(xué)是做什么的？分析化學(xué)是研究物質(zhì)的化學(xué)組成的！這句話(huà)可展開(kāi)為：1）

What?定性分析(qualitativeanalysis):目標(biāo)物質(zhì)的原子、分子或功能基團(tuán)組成信息；2）

Howmuch?定量分析(quantitativeanalysis):目標(biāo)物質(zhì)的數(shù)量信息。1.分析化學(xué)是做什么的？2.分析化學(xué)分類(lèi)從分析化學(xué)的發(fā)展歷史來(lái)看，分析化學(xué)分為兩類(lèi)：經(jīng)典分析以及儀器分析，后者比前者晚100多年！經(jīng)典分析化學(xué)分離：沉淀、萃取、蒸餾等分離方法；定性方法：加入各種試劑，測(cè)量待測(cè)物（analyte,targetspecies）的顏色、沸熔點(diǎn)、氣味、光學(xué)性質(zhì)（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶劑中的溶解特性。定量方法：重量法、滴定（容量）法

2.分析化學(xué)分類(lèi)分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析儀器分析是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法，測(cè)定時(shí)，常常需要使用比較復(fù)雜的儀器。儀器分析的產(chǎn)生為分析化學(xué)帶來(lái)革命性的變化，儀器分析是分析化學(xué)的發(fā)展方向。分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析儀器分析是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)儀器分析化學(xué)分離：色譜技術(shù)和毛細(xì)管電泳技術(shù)開(kāi)始取代沉淀、萃取、蒸餾等分離方法；定性定量方法：利用物質(zhì)原子、分子、離子等的特性，如電導(dǎo)、電位、光吸收和發(fā)射、質(zhì)荷比、熒光等；評(píng)論：經(jīng)典分析方法多適于常量分析！盡管此法仍有廣泛應(yīng)用，但隨時(shí)間的推移，尤其是隨著大量的、新的儀器分析方法的出現(xiàn)，該法將走向沒(méi)落！思考：儀器分析方法所利用的許多物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有一個(gè)多世紀(jì)了，可為什么其應(yīng)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后？

儀器分析儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)1、靈敏度高，檢出限量可降低。如樣品用量由化學(xué)分析的mL、mg級(jí)降低到儀器分析的g、L級(jí)，甚至更低。適合于微量、痕量和超痕量成分的測(cè)定。2、選擇性好。很多的儀器分析方法可以通過(guò)選擇或調(diào)整測(cè)定的條件，使共存的組分測(cè)定時(shí)，相互間不產(chǎn)生干擾。儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)1、靈敏度高，檢出限量可降低儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)3、操作簡(jiǎn)便，分析速度快，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。4、相對(duì)誤差較大。化學(xué)分析一般可用于常量和高含量成分分析，準(zhǔn)確度較高，誤差小于千分之幾。多數(shù)儀器分析相對(duì)誤差較大，一般為5%，不適用于常量和高含量成分分析。5、需要價(jià)格比較昂貴的專(zhuān)用儀器。儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)3、操作簡(jiǎn)便，分析速度快，容儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(1)儀器分析與化學(xué)分析的區(qū)別不是絕對(duì)的，儀器分析是在化學(xué)分析基礎(chǔ)上的發(fā)展。不少儀器分析方法的原理，涉及到有關(guān)化學(xué)分析的基本理論；不少儀器分析方法，還必須與試樣處理、分離及掩蔽等化學(xué)分析手段相結(jié)合，才能完成分析的全過(guò)程。儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(1)儀器分析與化學(xué)分析的區(qū)別不是絕儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(2)儀器分析有時(shí)還需要采用化學(xué)富集的方法提高靈敏度；有些儀器分析方法，如分光光度分析法，由于涉及大量的有機(jī)試劑和配合物化學(xué)等理論，所以在不少書(shū)籍中，把它列入化學(xué)分析。儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(2)儀器分析有時(shí)還需要采用化學(xué)富集儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(3)應(yīng)該指出，儀器分析本身不是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，而是多種儀器方法的組合?？墒沁@些儀器方法在化學(xué)學(xué)科中極其重要。它們已不單純地應(yīng)用于分析的目的，而是廣泛地應(yīng)用于研究和解決各種化學(xué)理論和實(shí)際問(wèn)題。因此，將它們稱(chēng)為“化學(xué)分析中的儀器方法”更為確切。儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(3)應(yīng)該指出，儀器分析本身不是一門(mén)儀器分析法的概念儀器分析法是以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，探求這些性質(zhì)在分析過(guò)程中所產(chǎn)生的分析信號(hào)與物質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系，進(jìn)而對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析及動(dòng)態(tài)分析的一類(lèi)測(cè)定方法。儀器分析法的概念儀器分析法是以物質(zhì)的物理或儀器分析方法的種類(lèi)(1)依據(jù)分析原理，分為：1、光學(xué)分析法：利用待測(cè)組分的光學(xué)性質(zhì)（如光的發(fā)射、吸收、散射、衍射、偏振等）進(jìn)行分析測(cè)定的一種儀器分析方法。其理論基礎(chǔ)是物理光學(xué)、幾何光學(xué)和量子力學(xué)）。光學(xué)分析法通常分為光譜法和非光譜法。光譜法分為吸收光譜（分子吸收光譜、原子吸收光譜等）、發(fā)射光譜（分子發(fā)光分析、原子熒光分析）以及散射光譜（拉曼光譜分析法）；非光譜法有比濁法、旋光法、折光分析法等。儀器分析方法的種類(lèi)(1)依據(jù)分析原理，分為：儀器分析方法的種類(lèi)(2)2、電化學(xué)分析法：電化學(xué)分析法是利用待測(cè)組分的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定的一類(lèi)儀器分析法，其理論基礎(chǔ)是電化學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)。主要有：電導(dǎo)分析法、電位分析法、電解分析（庫(kù)侖分析）和伏安分析法等。儀器分析方法的種類(lèi)(2)2、電化學(xué)分析法：電化學(xué)分析法是利用儀器分析方法的種類(lèi)(3)3、色譜分析法：這是一種物理化學(xué)分離分析法，是利用樣品中性質(zhì)相近的組分在兩相中的分配、吸附、離子交換、排斥滲透等性能方面的差異，先利用分配柱（也稱(chēng)色譜柱）進(jìn)行分離，后利用檢測(cè)器按分離順序進(jìn)行測(cè)定的一種儀器分析方法。色譜分析法主要有：GC、HPLC、薄層色譜法（TLC）和離子色譜法（IC），還有最近發(fā)展起來(lái)的超臨界流體色譜（SFC）和毛細(xì)管電泳（CE）。儀器分析方法的種類(lèi)(3)3、色譜分析法：這是一種物理化學(xué)分離儀器分析方法的種類(lèi)(4)4、其他分析方法：有的利用熱學(xué)、力學(xué)和聲學(xué)以及動(dòng)力學(xué)等性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的儀器分析方法。質(zhì)譜法：利用帶電離子核質(zhì)比不同進(jìn)行測(cè)定；分析式超速離心法：利用慣性的差異進(jìn)行離心分離，然后再由光學(xué)式檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。電泳法：利用液體中帶電微粒在外加電場(chǎng)作用下具有不同的遷移速率，從而進(jìn)行分離、分析的方法。儀器分析方法的種類(lèi)(4)4、其他分析方法：有的利用熱學(xué)、力學(xué)分析儀器的組成(1)一般來(lái)說(shuō)，分析儀器的自動(dòng)化程度越高儀器越復(fù)雜。然而不管分析儀器如何復(fù)雜，它們一般是由信號(hào)發(fā)生器、檢測(cè)器、信號(hào)處理器和讀出裝置4部分組成，如下圖：分析儀器的組成(1)一般來(lái)說(shuō)，分析儀器的自動(dòng)化程分析儀器的組成(2)分析儀器的組成(2)常見(jiàn)分析儀器的基本組成常見(jiàn)分析儀器的基本組成儀器分析的一般過(guò)程1、樣品的預(yù)處理2、共存組分的分離3、待測(cè)組分信號(hào)的產(chǎn)生4、信號(hào)的轉(zhuǎn)換和放大5、信號(hào)的檢測(cè)6、加工處理和顯示7、分析結(jié)果的計(jì)算8、打印和分析質(zhì)量評(píng)價(jià)儀器分析的一般過(guò)程1、樣品的預(yù)處理儀器分析質(zhì)量1、分析質(zhì)量控制（AQC）：是在分析實(shí)施的過(guò)程中進(jìn)行的，它把分析過(guò)程與質(zhì)量檢查有機(jī)融為一體，及時(shí)反饋信息，找出影響質(zhì)量的因素，進(jìn)快采取相應(yīng)措施。2、分析質(zhì)量保證（AQA）：是由一個(gè)系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)能向政府部門(mén)、質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)和有關(guān)業(yè)務(wù)單位委托人保證實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的結(jié)果達(dá)到了一定的質(zhì)量。儀器分析質(zhì)量1、分析質(zhì)量控制（AQC）：是在分析實(shí)施的過(guò)程中發(fā)展中的儀器分析(1)1、20世紀(jì)40~50年代興起的材料科學(xué)，60~70年代發(fā)展起來(lái)的環(huán)境科學(xué)都促進(jìn)了分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。80年代以來(lái)，生命科學(xué)的發(fā)展也促進(jìn)分析化學(xué)一次巨大的發(fā)展。儀器分析是分析化學(xué)的重要組成部分，也隨之不斷發(fā)展，不斷地更新自己，為科學(xué)技術(shù)提供更準(zhǔn)確、更靈敏、專(zhuān)一、快速、簡(jiǎn)便的分析方法。發(fā)展中的儀器分析(1)1、20世紀(jì)40~50年代興起的材料科發(fā)展中的儀器分析(2)2、生命科學(xué)研究的進(jìn)展，需要對(duì)多肽、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子進(jìn)行分析，對(duì)生物藥物分析，對(duì)超微量生物活性物質(zhì)，如單個(gè)細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)傳遞物質(zhì)的分析以及對(duì)生物活體進(jìn)行分析。3、信息時(shí)代的到來(lái)，給儀器分析帶來(lái)了新的發(fā)展。信息科學(xué)主要是信息的采集和處理。發(fā)展中的儀器分析(2)2、生命科學(xué)研究的進(jìn)展，需要對(duì)多肽、蛋發(fā)展中的儀器分析(3)4、計(jì)算機(jī)與分析儀器的結(jié)合，出現(xiàn)了分析儀器的智能化，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。它使許多以往難以完成的任務(wù)，如實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化，圖譜的快速檢索，復(fù)雜的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)可輕而易舉得于完成。信息的采集和變換主要依賴(lài)于各類(lèi)的傳感器。這又帶動(dòng)儀器分析中傳感器的發(fā)展，出現(xiàn)了光導(dǎo)纖維的化學(xué)傳感器和各種生物傳感器。發(fā)展中的儀器分析(3)4、計(jì)算機(jī)與分析儀器的結(jié)合，出現(xiàn)了分析發(fā)展中的儀器分析(4)5、聯(lián)用分析技術(shù)已成為當(dāng)前儀器分析的重要發(fā)展方向。將幾種方法結(jié)合起來(lái)，特別是分離方法（如色譜法）和檢測(cè)方法（紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法、原子吸收光譜法等）的結(jié)合，匯集了各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的不足，可以更好地完成試樣的分析任務(wù)。發(fā)展中的儀器分析(4)5、聯(lián)用分析技術(shù)已成為當(dāng)前儀器分析的重發(fā)展中的儀器分析(5)6、聯(lián)用分析技術(shù)：1.氣相色譜—質(zhì)譜法（GC—MS）2.氣相色譜—質(zhì)譜法—質(zhì)譜法（GC—MS—MS）3.氣相色譜—原子發(fā)射光譜法（GC—AED）4.液相色譜—質(zhì)譜法（HPLC—MS）發(fā)展中的儀器分析(5)6、聯(lián)用分析技術(shù)：儀器分析緒論課件必須注意：1）

從經(jīng)典分析到以上眾多儀器分析中選擇一個(gè)合適方法并不容易；2）

大多儀器分析靈敏度較高，但不是所有儀器分析的靈敏度都比經(jīng)典方法高；3）

儀器分析對(duì)多元素或化合物分析具更高的選擇性，但經(jīng)典分析中的重量或容量分析的選擇性比儀器分析法要好；4）

從準(zhǔn)確性、方便性和耗時(shí)上看，不能絕對(duì)地講哪種方法更好。必須注意：儀器分析緒論課件必須注意：1）

從經(jīng)典分析到以上眾多儀器分析中選擇一個(gè)合適方法并不容易；2）

大多儀器分析靈敏度較高，但不是所有儀器分析的靈敏度都比經(jīng)典方法高；3）

儀器分析對(duì)多元素或化合物分析具更高的選擇性，但經(jīng)典分析中的重量或容量分析的選擇性比儀器分析法要好；4）

從準(zhǔn)確性、方便性和耗時(shí)上看，不能絕對(duì)地講哪種方法更好。必須注意：3.儀器性能及其表征問(wèn)題：如何判斷哪種儀器分析方法可用于解決某個(gè)分析問(wèn)題呢？

基于以上問(wèn)題，你必須了解該儀器的性能，或者說(shuō)，該儀器到底可作什么分析！3.儀器性能及其表征儀器分析緒論課件1）精密度（Precision）使用同一方法或步驟進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量所得分析數(shù)據(jù)之間符合的程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差(Absolutestandarddeviation)，s平均標(biāo)準(zhǔn)偏差(Standarddeviationofmean,sm)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relativestandarddeviation,RSD)l

變異系數(shù)(Coefficientofvariance,CV)方差(Variance):s21）精密度（Precision）2)誤差（Bias）測(cè)量值的總體平均值x與“真值”接近的程度。即

通過(guò)多次測(cè)量已知濃度或含量的物質(zhì)（稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），得到總體平均值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量（真實(shí)值）比較。在建立新的分析方法時(shí)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量可找出誤差的來(lái)源！并通過(guò)空白分析和儀器校正來(lái)消除誤差。2)誤差（Bias）3）靈敏度（Sensitivity）反映了儀器或方法識(shí)別微小濃度或含量變化的能力，也就是說(shuō)，當(dāng)濃度或含量有微小變化時(shí)，儀器或方法均可以覺(jué)察出來(lái)。影響靈敏度的因素有二：l

校正曲線(xiàn)的斜率；l

分析的重現(xiàn)性或精密度。

InternationalUnionofPure&AppliedChemists，即IUPAC推薦使用“校正靈敏度”或者“校正曲線(xiàn)斜率”作為衡量靈敏度高低的標(biāo)準(zhǔn)。3）靈敏度（Sensitivity）01020304050600ScS2=k2c+Sblank-2S1=k1c+Sblank-1儀器和方法的靈敏度描述

k1,k2分別為兩條校正曲線(xiàn)的斜率，即靈敏度。但未考慮測(cè)定重現(xiàn)性影響！010203040506000.40.50因此，有人建議以“分析靈敏度(AnalyticalSensitivity)”表示，即

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)儀器信號(hào)放大時(shí)，k值增加，靈敏度提高；但此時(shí)s也相應(yīng)增加，從而一定程度地保證了靈敏度恒定；缺點(diǎn)：s與濃度有關(guān)，即靈敏度隨濃度而變化！

因此，有人建議以“分析靈敏度(Analyt4）檢測(cè)限（Detectionlimit,DL）檢測(cè)限：在已知置信水平，可以檢測(cè)到的待測(cè)物的最小質(zhì)量或濃度。它和分析信號(hào)（Singnal）與空白信號(hào)的波動(dòng)（噪音,Noise）有關(guān)，或者說(shuō)與信噪比（S/N）有關(guān)。

只有當(dāng)有用的信號(hào)大于噪音信號(hào)時(shí)，儀器才有可能識(shí)別有用信號(hào)，如下圖所示。4）檢測(cè)限（Detectionlimit,DL）sb測(cè)定次數(shù)，nSSDL=Sb+k1sb儀器噪音及方法檢出限

K1=3時(shí)，可以認(rèn)為儀器檢出的最小信號(hào)值SDL可能性為95%sb測(cè)定次數(shù)，nSSDL=Sb+k1sb儀器噪音及方法檢出限如何計(jì)算呢？測(cè)定空白樣品(或濃度接近空白值）20-30次，求其平均值Sb及其標(biāo)準(zhǔn)偏差sb，則可分辨的最小信號(hào)SDL=Sb+k1sb通過(guò)校正曲線(xiàn)的斜率k，將最小待測(cè)物信號(hào)SDL轉(zhuǎn)化為濃度值CDL，即經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的t和z檢驗(yàn)，當(dāng)k1=3時(shí)，大多數(shù)情況下，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果的置信度為95%。因此上式可轉(zhuǎn)換為：檢出限如何計(jì)算呢？5）信噪比（singnal-to-noiseratio,S/N）任何測(cè)量值均由兩部分組成：信號(hào)及噪音。其中信號(hào)反映了待測(cè)物的信息，是我們所關(guān)心的，而噪音是不可避免的，它降低分析的準(zhǔn)確度和精密度、提高檢出限，是我們不希望的。多數(shù)情況下，N是恒定的，與S大小無(wú)關(guān)。當(dāng)測(cè)量信號(hào)較小時(shí)，測(cè)量的相對(duì)誤差將增加。因此用信噪比S/N是恒量?jī)x器性能和分析方法好壞最為有效的指標(biāo)！

當(dāng)S/N<2~3時(shí)，分析信號(hào)將很測(cè)定。5）信噪比（singnal-to-noiseratio,噪聲的來(lái)源化學(xué)噪聲：分析體系中難以控制的一些化學(xué)因素。比如,化學(xué)反應(yīng)中溫度和壓力等參數(shù)的變化和波動(dòng)；相對(duì)濕度導(dǎo)致樣品含水量的不同；粉狀固體粒度不均；光敏材料產(chǎn)生的光密度不均；實(shí)驗(yàn)室煙塵與樣品或試劑作用的隨機(jī)性；等等。噪聲的來(lái)源儀器噪聲儀器的光(電)源、輸入(出)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理單元等都是儀器噪聲的來(lái)源。所用儀器的每個(gè)部分都可產(chǎn)生不同類(lèi)別的噪聲。通常將儀器噪聲分為4類(lèi)：

熱噪聲（Thermal,orJohnson,noise）：屬于白噪音(whitenoise)，由元器件中電子或電荷受熱激發(fā)所產(chǎn)生的噪音信號(hào)。由于荷電粒子受激的隨機(jī)性和周期性，因而會(huì)導(dǎo)致電荷的不均一，進(jìn)而使讀出的信號(hào)發(fā)生波動(dòng)。只有在絕對(duì)零度時(shí)，該噪音才會(huì)消失。

當(dāng)電阻R，T，則N。(如UV-Visible二極管陣列檢測(cè)器在77K時(shí)，其噪音下降一半左右；此外，減少帶寬，可降低噪音，但同時(shí)也會(huì)延長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間，并降低測(cè)定的可靠性。

儀器噪聲

散粒噪聲（Shotnoise）它是由電子或其它荷電粒子通過(guò)界面（如PN結(jié)，光電池或真空管的陰陽(yáng)極之間）時(shí)所產(chǎn)生的噪音，亦屬白噪音。閃變?cè)肼暎‵lickernoise）閃變?cè)肼暣嬖谑制毡椋浯笮∨c頻率成反比，尤其在低頻時(shí)（<100Hz），其對(duì)測(cè)定的影響更大。有時(shí)也稱(chēng)之為1/f噪聲。產(chǎn)生該噪聲的機(jī)制還不很清楚。采用繞線(xiàn)電阻或金屬膜式電阻代替含碳型電阻可顯著降低該類(lèi)噪聲。

散粒噪聲（Shotnoise）

環(huán)境噪聲（Environmentalnoise）環(huán)境噪聲來(lái)自于周?chē)h(huán)境的各個(gè)方面。由于儀器的每個(gè)部分都可以看作是一個(gè)天線(xiàn)，一種可接收各種輻射的接收器。而環(huán)境中存在在大量的電磁輻射：交流電線(xiàn)、收音機(jī)、TV臺(tái)、馬達(dá)電刷、引擎點(diǎn)火系統(tǒng)等。消除噪聲可采用硬件方法（接地和屏幕、差分放大器、模擬濾波、頻率調(diào)制方法、斷續(xù)放大或切光器、閉鎖裝置放大等）、軟件方法（總體平均、方脈沖平均、數(shù)字濾波等）以及其它方法（噪聲數(shù)據(jù)平滑、譜庫(kù)比較、譜峰識(shí)別技術(shù)）。環(huán)境噪聲（Environmentalnoise）動(dòng)態(tài)范圍CDLLOLLOQ濃度，c響應(yīng)信號(hào)S6）動(dòng)態(tài)范圍（Dynamicrange）CDL=檢測(cè)限；LOQ(limitofquantitation)定量低限,LOQ=10sblankLOL=limtoflinearresponse,線(xiàn)性響應(yīng)高限。通常的分析方法，其線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍LOL/LOQ至少要達(dá)到2個(gè)數(shù)量級(jí)。動(dòng)態(tài)范圍CDLLOLLOQ濃度，c響6）動(dòng)態(tài)范圍（Dynam7）

選擇性定義：樣品基體中其它組份對(duì)測(cè)定待測(cè)物時(shí)的干擾程度。在分析中，沒(méi)有哪種測(cè)定不受到諸多因素的干擾，換句話(huà)說(shuō)，分析的過(guò)程就是消除或減少干擾對(duì)測(cè)定影響的過(guò)程，也就是提高分析選擇性的過(guò)程。通常用選擇性系數(shù)來(lái)反應(yīng)儀器或方法的選擇性，但該應(yīng)用并不多，只是在ISE分析中用到選擇性系數(shù)。

7）選擇性4.儀器分析校正方法所謂校正(Calibration)，就是將儀器分析產(chǎn)生的各種信號(hào)與待測(cè)物濃度聯(lián)系起來(lái)的過(guò)程。除重量法和庫(kù)侖法之外，所有儀器分析方法都要進(jìn)行“校正”。校正方法有三：標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法；標(biāo)準(zhǔn)加入法；內(nèi)標(biāo)法。

4.儀器分析校正方法5.選擇分析方法的幾種考慮儀器分析方法眾多，對(duì)一個(gè)所要進(jìn)行分析的對(duì)象，到底選擇何種分析方法呢？可從以下幾個(gè)方面考慮：您所分析的物質(zhì)是元素？化合物？有機(jī)物？化合物結(jié)構(gòu)剖析？

您對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確度要求如何？

您的樣品量是多少？您樣品中待測(cè)物濃度大小范圍是多少？可能對(duì)待測(cè)物產(chǎn)生干擾的組份是什么？樣品基體的物理或化學(xué)性質(zhì)如何？您有多少樣品，要測(cè)定多少目標(biāo)物？5.選擇分析方法的幾種考慮Questions?Questions?現(xiàn)代儀器分析

ModernInstrumentAnalysis現(xiàn)代儀器分析

ModernInstrumentAnal推薦幾本參考書(shū)1、朱明華主編.儀器分析（第三版）.北京：高等教育出版社，20002、方惠群，于俊生，史堅(jiān)編著.儀器分析.北京：科學(xué)出版社，2002.23、徐秉玖.儀器分析.北京：北京醫(yī)科大學(xué)出版社，2003.8推薦幾本參考書(shū)1、朱明華主編.儀器分析（第三版）.北京：高等推薦幾個(gè)儀器分析有關(guān)的網(wǎng)站/中國(guó)生物論壇/bbs/

儀器信息網(wǎng)——儀器論壇/bbs/bmb/index.php分析儀器論壇/dvbbs/index.asp中國(guó)色譜網(wǎng)推薦幾個(gè)儀器分析有關(guān)的網(wǎng)站http://www.biooo.本課程的教學(xué)要求本課程是食品與生物工程專(zhuān)業(yè)的限選課之一。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)要達(dá)到以下目的：1、要求學(xué)生掌握常用儀器分析方法的原理和儀器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)；2、初步具有根據(jù)分析的目的，結(jié)合學(xué)到的各種儀器分析方法的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍，選擇適宜的分析方法的能力；3、了解分析儀器發(fā)展的新動(dòng)向。本課程的教學(xué)要求本課程是食品與生物工程專(zhuān)業(yè)的限選課之一。本課程的主要內(nèi)容1、緒論部分2、光譜分析導(dǎo)論3、紫外可見(jiàn)分光光度法4、原子吸收分光光度法5、原子發(fā)射和原子熒光光譜法6、紅外光譜法7、色譜法導(dǎo)論8、氣相色譜法9、高效液相色譜法10、核磁共振波譜法11、質(zhì)譜法本課程的主要內(nèi)容1、緒論部分7、色譜法導(dǎo)論緒論內(nèi)容1、分析化學(xué)與儀器分析的關(guān)系2、儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系3、儀器分析的概念4、儀器分析方法的種類(lèi)5、分析儀器的組成6、儀器分析的一般過(guò)程7、儀器分析的發(fā)展緒論內(nèi)容1、分析化學(xué)與儀器分析的關(guān)系本章學(xué)習(xí)目的與要求1、掌握儀器分析的概念、分類(lèi)以及儀器分析的一般過(guò)程；2、了解現(xiàn)代儀器分析的特點(diǎn)和發(fā)展。本章學(xué)習(xí)目的與要求1、掌握儀器分析的概念、分類(lèi)以及儀器分析的?分析化學(xué)：研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理論的科學(xué)?；瘜W(xué)分析:利用化學(xué)反應(yīng)和它的計(jì)量關(guān)系來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的組成和含量的一類(lèi)分析方法。儀器分析：以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)（光、電、熱等）為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法。?分析化學(xué)：研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理電化學(xué)分析法電導(dǎo)分析法電位分析法（pH與離子選擇性電極）電流分析法（庫(kù)侖分析和電重量法）伏安分析法（極譜和溶出伏安法）分離法色譜分離法電泳分離法氣相色譜法液相色譜法超臨界流體色譜法毛細(xì)管電泳法毛細(xì)管電動(dòng)色譜法電化學(xué)分析法電導(dǎo)分析法分離法色譜分離法氣相色譜法毛細(xì)管電泳法按被分析物質(zhì)的含量劃分，分為三類(lèi)按被分析物質(zhì)的狀態(tài)劃分，分為三類(lèi)表面分析微區(qū)分析剝層分析常量分析（>0.01%)痕量分析(0.01-0.00001%)超痕量分析(<0.00001%)成分分析狀態(tài)分析結(jié)構(gòu)分析常量分析（>10mg,>1ml)微量分析(0.1-10mg,0.01-1ml)超微量分析(<0.1mg,<0.01ml)按取樣量劃分，分為三類(lèi)按被分析物質(zhì)的含量劃分，分為三類(lèi)按被分析物質(zhì)的狀態(tài)劃分，分為分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜分化儀酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分二、分析化學(xué)研究的兩個(gè)方面分析化學(xué)分析方法分析對(duì)象舉例：（1）—礦石和水分析的發(fā)展使分析化學(xué)從容量分析過(guò)渡到光譜分析（2）—原子能科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)了離子交換分離法的發(fā)展（3）—復(fù)雜物質(zhì)分析的需求使儀器分析向智能化發(fā)展（二惡英分析）二、分析化學(xué)研究的兩個(gè)方面分析化學(xué)分析方法舉例：人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展給分析化學(xué)帶來(lái)了越來(lái)越多的難題，也為分析化學(xué)的發(fā)展提供了越來(lái)越多的機(jī)會(huì)和發(fā)展空間，要適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，分析化學(xué)家必須綜合數(shù)學(xué)的、物理的、生物的、計(jì)算機(jī)的以及精密儀器制造的最新科學(xué)成果來(lái)豐富分析化學(xué)學(xué)科，因此，分析化學(xué)，特別是儀器分析已經(jīng)成為一門(mén)綜合性邊緣科學(xué)。

——分析化學(xué)已經(jīng)走出化學(xué)！——分析化學(xué)正在發(fā)展成一門(mén)信息科學(xué)！人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展給分析化學(xué)帶來(lái)了越來(lái)越多的難題，也為分析化學(xué)的與分析儀器發(fā)明相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1901 Rontgenetal 首次發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)存在1907 Michelsonetal 首次制造精密光譜儀器1922 Astonetal 發(fā)明質(zhì)譜測(cè)定同位素1923 Pregletal 發(fā)明有機(jī)物微量分析1930 Ramanetal 發(fā)現(xiàn)拉曼效應(yīng)1944 Rabietal 用共振方法記錄原子核磁性1948 Tiseliusetal用電泳法發(fā)現(xiàn)血漿蛋白性質(zhì)1952 Blochetal 發(fā)展核磁共振精細(xì)測(cè)量法1952 Martinetal 發(fā)明分配色譜1959 Heyrovskyetal 發(fā)明極譜法1981 Siegbahnetal 發(fā)明高分辨電子光譜法1981 Bloembergenetal發(fā)展激光光譜學(xué)1991 Ernstetal對(duì)高分辨核磁共振方法發(fā)展與分析儀器發(fā)明相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者1901 Rontgen分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生分析化學(xué)經(jīng)歷了三次重大變革：第一次：16世紀(jì)天平的出現(xiàn)使分析化學(xué)有了科學(xué)的內(nèi)涵；20世紀(jì)初物理化學(xué)溶液理論的發(fā)展，建立了溶液中四大反應(yīng)平衡理論（包括酸堿、配合、氧化還原和沉淀）。分析化學(xué)引入了物理化學(xué)的概念，形成了自己的理論基礎(chǔ)。分析化學(xué)從此由一門(mén)技術(shù)變成一門(mén)科學(xué)。分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生分析化學(xué)經(jīng)歷了三次重大變革：分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第二次變革：在上個(gè)世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)前后。由于物理學(xué)和電子技術(shù)的發(fā)展被引入到分析化學(xué)中，出現(xiàn)了由經(jīng)典的化學(xué)分析發(fā)展到儀器分析的新時(shí)期，這一時(shí)期的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)為新的儀器分析方法的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。例如：1、BlochF和PurcellEM發(fā)明了核磁共振，獲得1952年的諾貝爾物理獎(jiǎng)；2、MartinAJP和SyngeRLM開(kāi)創(chuàng)氣相色譜分析法，獲1952年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；3、HeyrovskyJ開(kāi)創(chuàng)極譜分析法，獲1959年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第二次變革：在上個(gè)世紀(jì)40年代分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第三次變革：70年代末開(kāi)始，以計(jì)算機(jī)為主要標(biāo)志的信息時(shí)代的來(lái)臨，給科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的沖擊。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可使操作和數(shù)據(jù)處理快速、準(zhǔn)去與簡(jiǎn)便化，出現(xiàn)了分析儀器的智能化。計(jì)算機(jī)又促進(jìn)數(shù)理理論滲入分析化學(xué)，出現(xiàn)了化學(xué)計(jì)量學(xué)，它是利用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法設(shè)計(jì)或選擇最佳測(cè)量條件，并從分析測(cè)量中獲取最大程度的化學(xué)信息。分析化學(xué)的發(fā)展和儀器分析的產(chǎn)生第三次變革：70年代末開(kāi)始，以分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的科學(xué)，它包括化學(xué)分析和儀器分析兩大部分?；瘜W(xué)分析是指利用化學(xué)反應(yīng)和它的計(jì)量關(guān)系來(lái)確定被測(cè)物質(zhì)的組成和含量的一類(lèi)分析方法。測(cè)定時(shí)需使用化學(xué)試劑、天平和一些玻璃器皿。分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、狀態(tài)和1.分析化學(xué)是做什么的？分析化學(xué)是研究物質(zhì)的化學(xué)組成的！這句話(huà)可展開(kāi)為：1）

What?定性分析(qualitativeanalysis):目標(biāo)物質(zhì)的原子、分子或功能基團(tuán)組成信息；2）

Howmuch?定量分析(quantitativeanalysis):目標(biāo)物質(zhì)的數(shù)量信息。1.分析化學(xué)是做什么的？2.分析化學(xué)分類(lèi)從分析化學(xué)的發(fā)展歷史來(lái)看，分析化學(xué)分為兩類(lèi)：經(jīng)典分析以及儀器分析，后者比前者晚100多年！經(jīng)典分析化學(xué)分離：沉淀、萃取、蒸餾等分離方法；定性方法：加入各種試劑，測(cè)量待測(cè)物（analyte,targetspecies）的顏色、沸熔點(diǎn)、氣味、光學(xué)性質(zhì)（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶劑中的溶解特性。定量方法：重量法、滴定（容量）法

2.分析化學(xué)分類(lèi)分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析儀器分析是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法，測(cè)定時(shí)，常常需要使用比較復(fù)雜的儀器。儀器分析的產(chǎn)生為分析化學(xué)帶來(lái)革命性的變化，儀器分析是分析化學(xué)的發(fā)展方向。分析化學(xué)、化學(xué)分析、儀器分析儀器分析是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)儀器分析化學(xué)分離：色譜技術(shù)和毛細(xì)管電泳技術(shù)開(kāi)始取代沉淀、萃取、蒸餾等分離方法；定性定量方法：利用物質(zhì)原子、分子、離子等的特性，如電導(dǎo)、電位、光吸收和發(fā)射、質(zhì)荷比、熒光等；評(píng)論：經(jīng)典分析方法多適于常量分析！盡管此法仍有廣泛應(yīng)用，但隨時(shí)間的推移，尤其是隨著大量的、新的儀器分析方法的出現(xiàn)，該法將走向沒(méi)落！思考：儀器分析方法所利用的許多物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有一個(gè)多世紀(jì)了，可為什么其應(yīng)用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后？

儀器分析儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)1、靈敏度高，檢出限量可降低。如樣品用量由化學(xué)分析的mL、mg級(jí)降低到儀器分析的g、L級(jí)，甚至更低。適合于微量、痕量和超痕量成分的測(cè)定。2、選擇性好。很多的儀器分析方法可以通過(guò)選擇或調(diào)整測(cè)定的條件，使共存的組分測(cè)定時(shí)，相互間不產(chǎn)生干擾。儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)1、靈敏度高，檢出限量可降低儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)3、操作簡(jiǎn)便，分析速度快，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。4、相對(duì)誤差較大?；瘜W(xué)分析一般可用于常量和高含量成分分析，準(zhǔn)確度較高，誤差小于千分之幾。多數(shù)儀器分析相對(duì)誤差較大，一般為5%，不適用于常量和高含量成分分析。5、需要價(jià)格比較昂貴的專(zhuān)用儀器。儀器分析的特點(diǎn)(與化學(xué)分析相比)3、操作簡(jiǎn)便，分析速度快，容儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(1)儀器分析與化學(xué)分析的區(qū)別不是絕對(duì)的，儀器分析是在化學(xué)分析基礎(chǔ)上的發(fā)展。不少儀器分析方法的原理，涉及到有關(guān)化學(xué)分析的基本理論；不少儀器分析方法，還必須與試樣處理、分離及掩蔽等化學(xué)分析手段相結(jié)合，才能完成分析的全過(guò)程。儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(1)儀器分析與化學(xué)分析的區(qū)別不是絕儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(2)儀器分析有時(shí)還需要采用化學(xué)富集的方法提高靈敏度；有些儀器分析方法，如分光光度分析法，由于涉及大量的有機(jī)試劑和配合物化學(xué)等理論，所以在不少書(shū)籍中，把它列入化學(xué)分析。儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(2)儀器分析有時(shí)還需要采用化學(xué)富集儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(3)應(yīng)該指出，儀器分析本身不是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，而是多種儀器方法的組合?？墒沁@些儀器方法在化學(xué)學(xué)科中極其重要。它們已不單純地應(yīng)用于分析的目的，而是廣泛地應(yīng)用于研究和解決各種化學(xué)理論和實(shí)際問(wèn)題。因此，將它們稱(chēng)為“化學(xué)分析中的儀器方法”更為確切。儀器分析與化學(xué)分析的關(guān)系(3)應(yīng)該指出，儀器分析本身不是一門(mén)儀器分析法的概念儀器分析法是以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，探求這些性質(zhì)在分析過(guò)程中所產(chǎn)生的分析信號(hào)與物質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系，進(jìn)而對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析及動(dòng)態(tài)分析的一類(lèi)測(cè)定方法。儀器分析法的概念儀器分析法是以物質(zhì)的物理或儀器分析方法的種類(lèi)(1)依據(jù)分析原理，分為：1、光學(xué)分析法：利用待測(cè)組分的光學(xué)性質(zhì)（如光的發(fā)射、吸收、散射、衍射、偏振等）進(jìn)行分析測(cè)定的一種儀器分析方法。其理論基礎(chǔ)是物理光學(xué)、幾何光學(xué)和量子力學(xué)）。光學(xué)分析法通常分為光譜法和非光譜法。光譜法分為吸收光譜（分子吸收光譜、原子吸收光譜等）、發(fā)射光譜（分子發(fā)光分析、原子熒光分析）以及散射光譜（拉曼光譜分析法）；非光譜法有比濁法、旋光法、折光分析法等。儀器分析方法的種類(lèi)(1)依據(jù)分析原理，分為：儀器分析方法的種類(lèi)(2)2、電化學(xué)分析法：電化學(xué)分析法是利用待測(cè)組分的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定的一類(lèi)儀器分析法，其理論基礎(chǔ)是電化學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)。主要有：電導(dǎo)分析法、電位分析法、電解分析（庫(kù)侖分析）和伏安分析法等。儀器分析方法的種類(lèi)(2)2、電化學(xué)分析法：電化學(xué)分析法是利用儀器分析方法的種類(lèi)(3)3、色譜分析法：這是一種物理化學(xué)分離分析法，是利用樣品中性質(zhì)相近的組分在兩相中的分配、吸附、離子交換、排斥滲透等性能方面的差異，先利用分配柱（也稱(chēng)色譜柱）進(jìn)行分離，后利用檢測(cè)器按分離順序進(jìn)行測(cè)定的一種儀器分析方法。色譜分析法主要有：GC、HPLC、薄層色譜法（TLC）和離子色譜法（IC），還有最近發(fā)展起來(lái)的超臨界流體色譜（SFC）和毛細(xì)管電泳（CE）。儀器分析方法的種類(lèi)(3)3、色譜分析法：這是一種物理化學(xué)分離儀器分析方法的種類(lèi)(4)4、其他分析方法：有的利用熱學(xué)、力學(xué)和聲學(xué)以及動(dòng)力學(xué)等性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的儀器分析方法。質(zhì)譜法：利用帶電離子核質(zhì)比不同進(jìn)行測(cè)定；分析式超速離心法：利用慣性的差異進(jìn)行離心分離，然后再由光學(xué)式檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。電泳法：利用液體中帶電微粒在外加電場(chǎng)作用下具有不同的遷移速率，從而進(jìn)行分離、分析的方法。儀器分析方法的種類(lèi)(4)4、其他分析方法：有的利用熱學(xué)、力學(xué)分析儀器的組成(1)一般來(lái)說(shuō)，分析儀器的自動(dòng)化程度越高儀器越復(fù)雜。然而不管分析儀器如何復(fù)雜，它們一般是由信號(hào)發(fā)生器、檢測(cè)器、信號(hào)處理器和讀出裝置4部分組成，如下圖：分析儀器的組成(1)一般來(lái)說(shuō)，分析儀器的自動(dòng)化程分析儀器的組成(2)分析儀器的組成(2)常見(jiàn)分析儀器的基本組成常見(jiàn)分析儀器的基本組成儀器分析的一般過(guò)程1、樣品的預(yù)處理2、共存組分的分離3、待測(cè)組分信號(hào)的產(chǎn)生4、信號(hào)的轉(zhuǎn)換和放大5、信號(hào)的檢測(cè)6、加工處理和顯示7、分析結(jié)果的計(jì)算8、打印和分析質(zhì)量評(píng)價(jià)儀器分析的一般過(guò)程1、樣品的預(yù)處理儀器分析質(zhì)量1、分析質(zhì)量控制（AQC）：是在分析實(shí)施的過(guò)程中進(jìn)行的，它把分析過(guò)程與質(zhì)量檢查有機(jī)融為一體，及時(shí)反饋信息，找出影響質(zhì)量的因素，進(jìn)快采取相應(yīng)措施。2、分析質(zhì)量保證（AQA）：是由一個(gè)系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)能向政府部門(mén)、質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)和有關(guān)業(yè)務(wù)單位委托人保證實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的結(jié)果達(dá)到了一定的質(zhì)量。儀器分析質(zhì)量1、分析質(zhì)量控制（AQC）：是在分析實(shí)施的過(guò)程中發(fā)展中的儀器分析(1)1、20世紀(jì)40~50年代興起的材料科學(xué)，60~70年代發(fā)展起來(lái)的環(huán)境科學(xué)都促進(jìn)了分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。80年代以來(lái)，生命科學(xué)的發(fā)展也促進(jìn)分析化學(xué)一次巨大的發(fā)展。儀器分析是分析化學(xué)的重要組成部分，也隨之不斷發(fā)展，不斷地更新自己，為科學(xué)技術(shù)提供更準(zhǔn)確、更靈敏、專(zhuān)一、快速、簡(jiǎn)便的分析方法。發(fā)展中的儀器分析(1)1、20世紀(jì)40~50年代興起的材料科發(fā)展中的儀器分析(2)2、生命科學(xué)研究的進(jìn)展，需要對(duì)多肽、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子進(jìn)行分析，對(duì)生物藥物分析，對(duì)超微量生物活性物質(zhì)，如單個(gè)細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)傳遞物質(zhì)的分析以及對(duì)生物活體進(jìn)行分析。3、信息時(shí)代的到來(lái)，給儀器分析帶來(lái)了新的發(fā)展。信息科學(xué)主要是信息的采集和處理。發(fā)展中的儀器分析(2)2、生命科學(xué)研究的進(jìn)展，需要對(duì)多肽、蛋發(fā)展中的儀器分析(3)4、計(jì)算機(jī)與分析儀器的結(jié)合，出現(xiàn)了分析儀器的智能化，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。它使許多以往難以完成的任務(wù)，如實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化，圖譜的快速檢索，復(fù)雜的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)可輕而易舉得于完成。信息的采集和變換主要依賴(lài)于各類(lèi)的傳感器。這又帶動(dòng)儀器分析中傳感器的發(fā)展，出現(xiàn)了光導(dǎo)纖維的化學(xué)傳感器和各種生物傳感器。發(fā)展中的儀器分析(3)4、計(jì)算機(jī)與分析儀器的結(jié)合，出現(xiàn)了分析發(fā)展中的儀器分析(4)5、聯(lián)用分析技術(shù)已成為當(dāng)前儀器分析的重要發(fā)展方向。將幾種方法結(jié)合起來(lái)，特別是分離方法（如色譜法）和檢測(cè)方法（紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法、原子吸收光譜法等）的結(jié)合，匯集了各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的不足，可以更好地完成試樣的分析任務(wù)。發(fā)展中的儀器分析(4)5、聯(lián)用分析技術(shù)已成為當(dāng)前儀器分析的重發(fā)展中的儀器分析(5)6、聯(lián)用分析技術(shù)：1.氣相色譜—質(zhì)譜法（GC—MS）2.氣相色譜—質(zhì)譜法—質(zhì)譜法（GC—MS—MS）3.氣相色譜—原子發(fā)射光譜法（GC—AED）4.液相色譜—質(zhì)譜法（HPLC—MS）發(fā)展中的儀器分析(5)6、聯(lián)用分析技術(shù)：儀器分析緒論課件必須注意：1）

從經(jīng)典分析到以上眾多儀器分析中選擇一個(gè)合適方法并不容易；2）

大多儀器分析靈敏度較高，但不是所有儀器分析的靈敏度都比經(jīng)典方法高；3）

儀器分析對(duì)多元素或化合物分析具更高的選擇性，但經(jīng)典分析中的重量或容量分析的選擇性比儀器分析法要好；4）

從準(zhǔn)確性、方便性和耗時(shí)上看，不能絕對(duì)地講哪種方法更好。必須注意：儀器分析緒論課件必須注意：1）

從經(jīng)典分析到以上眾多儀器分析中選擇一個(gè)合適方法并不容易；2）

大多儀器分析靈敏度較高，但不是所有儀器分析的靈敏度都比經(jīng)典方法高；3）

儀器分析對(duì)多元素或化合物分析具更高的選擇性，但經(jīng)典分析中的重量或容量分析的選擇性比儀器分析法要好；4）

從準(zhǔn)確性、方便性和耗時(shí)上看，不能絕對(duì)地講哪種方法更好。必須注意：3.儀器性能及其表征問(wèn)題：如何判斷哪種儀器分析方法可用于解決某個(gè)分析問(wèn)題呢？

基于以上問(wèn)題，你必須了解該儀器的性能，或者說(shuō)，該儀器到底可作什么分析！3.儀器性能及其表征儀器分析緒論課件1）精密度（Precision）使用同一方法或步驟進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量所得分析數(shù)據(jù)之間符合的程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差(Absolutestandarddeviation)，s平均標(biāo)準(zhǔn)偏差(Standarddeviationofmean,sm)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(Relativestandarddeviation,RSD)l

變異系數(shù)(Coefficientofvariance,CV)方差(Variance):s21）精密度（Precision）2)誤差（Bias）測(cè)量值的總體平均值x與“真值”接近的程度。即

通過(guò)多次測(cè)量已知濃度或含量的物質(zhì)（稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），得到總體平均值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量（真實(shí)值）比較。在建立新的分析方法時(shí)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量可找出誤差的來(lái)源！并通過(guò)空白分析和儀器校正來(lái)消除誤差。2)誤差（Bias）3）靈敏度（Sensitivity）反映了儀器或方法識(shí)別微小濃度或含量變化的能力，也就是說(shuō)，當(dāng)濃度或含量有微小變化時(shí)，儀器或方法均可以覺(jué)察出來(lái)。影響靈敏度的因素有二：l

校正曲線(xiàn)的斜率；l

分析的重現(xiàn)性或精密度。

InternationalUnionofPure&AppliedChemists，即IUPAC推薦使用“校正靈敏度”或者“校正曲線(xiàn)斜率”作為衡量靈敏度高低的標(biāo)準(zhǔn)。3）靈敏度（Sensitivity）01020304050600ScS2=k2c+Sblank-2S1=k1c+Sblank-1儀器和方法的靈敏度描述

k1,k2分別為兩條校正曲線(xiàn)的斜率，即靈敏度。但未考慮測(cè)定重現(xiàn)性影響！010203040506000.40.50因此，有人建議以“分析靈敏度(AnalyticalSensitivity)”表示，即

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)儀器信號(hào)放大時(shí)，k值增加，靈敏度提高；但此時(shí)s也相應(yīng)增加，從而一定程度地保證了靈敏度恒定；缺點(diǎn)：s與濃度有關(guān)，即靈敏度隨濃度而變化！

因此，有人建議以“分析靈敏度(Analyt4）檢測(cè)限（Detectionlimit,DL）檢測(cè)限：在已知置信水平，可以檢測(cè)到的待測(cè)物的最小質(zhì)量或濃度。它和分析信號(hào)（Singnal）與空白信號(hào)的波動(dòng)（噪音,Noise）有關(guān)，或者說(shuō)與信噪比（S/N）有關(guān)。

只有當(dāng)有用的信號(hào)大于噪音信號(hào)時(shí)，儀器才有可能識(shí)別有用信號(hào)，如下圖所示。4）檢測(cè)限（Detectionlimit,DL）sb測(cè)定次數(shù)，nSSDL=Sb+k1sb儀器噪音及方法檢出限

K1=3時(shí)，可以認(rèn)為儀器檢出的最小信號(hào)值SDL可能性為95%sb測(cè)定次數(shù)，nSSDL=Sb+k1sb儀器噪音及方法檢出限如何計(jì)算呢？測(cè)定空白樣品(或濃度接近空白值）20-30次，求其平均值Sb及其標(biāo)準(zhǔn)偏差sb，則可分辨的最小信號(hào)