2.2.2 分析儀的組成

2.2.2分析儀的組成分析儀是一種專用于檢測、分析樣品中組成和結(jié)構(gòu)的儀器。它能夠通過測量樣品中的物理量，確定各種成分的含量與性質(zhì)，具有高靈敏度、高分辨率、高選擇性、快速性等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保、食品等領(lǐng)域。本文旨在介紹分析儀的組成及其種類。一、分析儀的組成分析儀的主要組成由三個部分構(gòu)成：樣品處理裝置、檢測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理與輸出裝置。其中，樣品處理裝置通常包括：樣品的預(yù)處理、樣品的加熱、樣品的冷卻、樣品的分離、樣品的凈化、樣品的濃縮與稀釋等。檢測系統(tǒng)通常包括：感受器、信號轉(zhuǎn)換器和信號放大器等。數(shù)據(jù)處理與輸出裝置通常包括：顯示裝置、打印機(jī)和記錄器等。1.樣品處理裝置樣品的預(yù)處理是一個非常重要的步驟。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，常見的預(yù)處理方法有：提取、洗滌、溶解、轉(zhuǎn)化等。提取是將固體樣品或混合物中的目標(biāo)化合物提取到體積較小的溶劑中。洗滌是利用溶劑來清洗樣品中的雜質(zhì)。溶解是將被測物體溶解到溶劑中。轉(zhuǎn)化則是將樣品轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或液態(tài)，以利于后續(xù)的檢測分析。樣品的加熱與冷卻是針對特定的樣品特性設(shè)計的，例如熱分析儀就應(yīng)用了熱力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)了對樣品熱性質(zhì)的測定。樣品的分離通常是指對混合物中的成分進(jìn)行分離，其中常用的方法包括色譜技術(shù)、電泳技術(shù)等。樣品的凈化主要是針對有機(jī)化合物進(jìn)行分離處理，例如質(zhì)譜儀快速柱技術(shù)。樣品的濃縮與稀釋是根據(jù)樣品濃度的不同，選擇濃縮或稀釋來實(shí)現(xiàn)對樣品的處理和分析。2.檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)是分析儀的核心部分，它是通過檢測樣品中的物理量來確定其組成和結(jié)構(gòu)特性。常見的檢測系統(tǒng)包括光學(xué)檢測、電化學(xué)檢測、質(zhì)譜檢測等。光學(xué)檢測技術(shù)是利用光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)對光學(xué)物理量的測定。例如紫外-可見光譜儀通常利用樣品對特定波長的光的吸收來確定其組成和濃度。紅外光譜儀則可以通過樣品激勵后的分子振動信號，來確定樣品的結(jié)構(gòu)與成分。電化學(xué)檢測技術(shù)是利用電化學(xué)反應(yīng)的原理，實(shí)現(xiàn)對電子轉(zhuǎn)移和離子傳輸?shù)臏y量。例如電導(dǎo)率測量、電活性測量等。質(zhì)譜檢測是利用化學(xué)物質(zhì)分析的基本原理，通過離子化和分離的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對樣品的組成與結(jié)構(gòu)的測定。例如質(zhì)譜儀就能夠確定樣品中的分子量、分子結(jié)構(gòu)及其雜質(zhì)成分等信息。3.數(shù)據(jù)處理與輸出裝置分析儀的輸出裝置主要有顯示裝置、打印機(jī)和數(shù)據(jù)記錄器等。其中，顯示器通常是用于實(shí)時顯示數(shù)據(jù)，使用戶可以在樣品分析的同時，觀察到實(shí)時數(shù)據(jù)變化。打印機(jī)和數(shù)據(jù)記錄器通常用于將實(shí)驗(yàn)結(jié)果打印出來或記錄到另一個介質(zhì)上，以便以后查詢和參考。數(shù)據(jù)處理是對檢測系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析的過程，包括計算、比較、疊加、擬合等。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，常用的方法有：數(shù)據(jù)擬合、傅里葉變換、卡爾曼濾波等。二、分析儀的種類1.色譜儀色譜儀是一種通過分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)對混合物成分的測定的科學(xué)儀器。其利用分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)對混合物成分的分離與測量。根據(jù)分離介質(zhì)的不同分為氣相色譜儀、液相色譜儀、開放式色譜儀等。其中氣相色譜儀、液相色譜儀和毛細(xì)管電泳技術(shù)普遍應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、食品、環(huán)保等領(lǐng)域。開放式色譜儀則廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工廠安全生產(chǎn)等領(lǐng)域。2.熱分析儀熱分析儀是一種利用熱力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)對樣品熱性質(zhì)測定的專業(yè)儀器。熱分析技術(shù)包括熱重分析、差熱分析、熱導(dǎo)率測定、微卡熱量法、熱膨脹測定等。其中差熱分析技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，可以用于判斷樣品中的吸熱或放熱過程，確定不同物質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)。3.光譜儀光譜儀是一種通過分析樣品對特定波長光的吸收或發(fā)射行為，來確定樣品成分或結(jié)構(gòu)特性的儀器。常見的光譜儀包括紫外-可見光譜儀、紅外光譜儀和拉曼光譜儀等。其中，紫外-可見光譜儀應(yīng)用最為廣泛，可以用于檢測樣品中的有機(jī)化合物、無機(jī)物、生物大分子、藥物等成分。4.質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀是一種通過對樣品中分子進(jìn)行離子化和分離的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對其組成、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的分析檢測。質(zhì)譜儀應(yīng)用非常廣泛，包括藥物分析、環(huán)境污染檢測、食品安全檢測等領(lǐng)域。5.電化學(xué)分析儀電化學(xué)分析儀是一種利用電化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)對樣品的化學(xué)分析檢測的儀器。主要應(yīng)用于分析理化性質(zhì)與電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究，如電導(dǎo)率、電化學(xué)催化活性等。在燃料電池、電化學(xué)傳感器、電解池、倒置微乳液電極等方面應(yīng)用廣泛。三、結(jié)論通過本文的講解可以看出，分析儀作為一種專業(yè)檢測測量儀器，具有極高的分辨、檢測靈敏度和選擇性等優(yōu)點(diǎn)。分析儀的組成分為樣品處理裝置、檢測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理裝置三個部分，并且根據(jù)檢測方