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淺談儀器分析 madeby文麟芳 一 什么是儀器分析 儀器分析是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支 它是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的一種分析方法 利用較特殊的儀器 對物質(zhì)進行定性分析 定量分析 形態(tài)分析儀器分析與化學(xué)分析 chemicalanalysis 是分析化學(xué) analyticalchemistry 的兩個分析方法 二 基本的儀器分析方法 1 光學(xué)分析法2 電化學(xué)分析法3 色譜分析法4 熱分析法5 質(zhì)譜分析法6 放射分析法7 電鏡分析法 三 儀器分析特點 優(yōu)點 1 分析速度快 適于批量試樣分析2 靈敏度高 適用于微量成分測定3 容易實現(xiàn)在線分析和遙控監(jiān)測4 用途廣泛 能適應(yīng)各種分析要求5 樣品用量少 可進行不破壞樣品的無損分析6 數(shù)據(jù)的采集和處理易于自動化和智能化 四 儀器分析的局限性 1 儀器設(shè)備復(fù)雜 價格及維護費用比較昂貴 對維護及環(huán)境要求較高2 儀器分析是一種相對分析方法 一般需用已知組分的標準物質(zhì)來對照 而標準物質(zhì)的獲得常常是限制儀器分析廣泛應(yīng)用問題之一3 相對誤差較大 不適于常量和高含量組分的分析4 分析前常要進行預(yù)處理 五 儀器分析在食品安全檢測上的應(yīng)用 食品消費安全是人們?nèi)粘ｊP(guān)注的重大問題之一 食品中的農(nóng)藥殘留 獸藥殘留 非法添加劑 重金屬等有害物質(zhì)殘留問題依然存在 食品安全檢測的特點1 樣品基質(zhì)復(fù)雜 樣品的來源復(fù)雜 種類繁多 樣品包含蔬菜 水果 肉類 水產(chǎn)品等 這些食品都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物 給檢測工作帶來了極大干擾 2 檢測項目種類和檢測組分多 農(nóng)藥殘留 獸藥殘留 重金屬污染3 檢測組分含量低 六 食品安全檢測常用的儀器分析方法 1 氣相色譜氣相色譜是20世紀50 60年代發(fā)展起來的一種高效快速分析的方法 在食品安全檢測中 只要樣品能在氣相色譜儀操作許可的濕度下 直接或間接氣化 均可采用氣相色譜儀進行定性 定量分析 如蛋白質(zhì) 氨基酸 核酸 糖類 脂肪酸 農(nóng)藥等殘留等 2 液相色譜液相色譜基礎(chǔ)是液相層析 它不僅可以對食品中各類營養(yǎng)成分及含量進行分離和測定 而且還可以對食品中殘留的一些有害微量物質(zhì)及在食品腐敗過程中產(chǎn)生的各種毒素進行分析 3 質(zhì)譜主要有氣相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用 高效液相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用 氣相色譜 原子光譜 質(zhì)譜聯(lián)用 超臨界流體色譜 電感耦合等離子 質(zhì)譜聯(lián)用等 色譜與質(zhì)譜的結(jié)合 在食品檢測中能夠定性或定量地檢測出食品中揮發(fā)性成分 糖類組成 氨基酸 蛋白質(zhì) 香味成分及有毒有害物質(zhì)等成分 氣相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用儀 4 原子吸收光譜目前原子吸收光譜與其他分析技術(shù)聯(lián)用促進了原子吸收光譜法的發(fā)展 與流動注射聯(lián)用 消除了基體效應(yīng) 提高了測定靈敏度和精密度 與氫化物發(fā)生器聯(lián)用 使測定微量元素更檢出限更寬 原子吸收光譜在食品分析 食品營養(yǎng) 食品生物化學(xué) 食品毒理學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 5 原子熒光光譜原子熒光光譜在元素及其形態(tài)分析方面有廣泛應(yīng)用 特別是與氫化物發(fā)生進樣技術(shù)的結(jié)合 在測定食品 生物樣品等中的As 砷 Bi 鉍 Se 硒 Te 碲 Hg 汞 等元素都有很好的效果 原子熒光光譜儀 七 食品安全監(jiān)控建議 嚴格審查和檢查食品生產(chǎn)許可證制度 提高食品生產(chǎn)的進入門檻 規(guī)范生產(chǎn)流程和有效監(jiān)督生產(chǎn)過程 完善食品安全生產(chǎn)規(guī)章制度 建立食品安全事故追責(zé)制 加大對食品安全事故的懲治力度 普及現(xiàn)代分析儀器的應(yīng)用 建設(shè)日常性的食品 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測機構(gòu) 針對地區(qū)性的食品 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全進行日常性的檢測 防止問題食品流出市面 八 儀器分析技術(shù)的發(fā)展過程 儀器分析發(fā)展經(jīng)歷了三次發(fā)展階段 實現(xiàn)了三次變革 第一階段 16世紀 天平的出現(xiàn) 分析化學(xué)具有了科學(xué)內(nèi)涵 20世紀初 依據(jù)溶液中四大反應(yīng)平衡理論 形成分析化學(xué)的理論基礎(chǔ) 分析化學(xué)由一門操作技術(shù)變成一門科學(xué) 分析化學(xué)的第一次變革 20世紀40年代前 化學(xué)分析占主導(dǎo)地位 儀器分析種類少和精度低 第二階段 20世紀40年代后 儀器分析的大發(fā)展時期 儀器分析使分析速度加快 促進化學(xué)工業(yè)發(fā)展 化學(xué)分析與儀器分析并重 儀器分析自動化程度程度低 第三階段 80年代初 以計算機應(yīng)用為標志的分析化學(xué)第三次變革 計算機控制的分析數(shù)據(jù)采集與處理 實現(xiàn)智能 化學(xué)計量學(xué) 化學(xué)信息查詢 挖掘 優(yōu)化 以計算機為基礎(chǔ)的新儀器的出現(xiàn) 傅里葉變換紅外光譜儀 色譜 質(zhì)譜聯(lián)用儀 九 儀器分析的發(fā)展趨勢 業(yè)內(nèi)人士指出儀器分析正向智能化方向發(fā)展發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在于 基于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)儀器分析的自動化 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)實現(xiàn)了儀器分析數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展 儀器分析的聯(lián)用技術(shù)向測試速度超高速化 分析試樣超微量化 儀器分析超小型化的方向發(fā)展 九 儀器分析的發(fā)展趨勢 世界儀器分析事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展 從技術(shù)發(fā)展角度來看 世紀之交的世界儀器分析技術(shù)可以說正在經(jīng)歷一場革命性的變化 傳統(tǒng)的光學(xué) 熱學(xué) 電化學(xué) 色譜 波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機械電子學(xué)結(jié)構(gòu) 實驗室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式 轉(zhuǎn)化為光 機 電 算 計算機 一體化 自動化的結(jié)構(gòu) 并正向更名副其實的智能系統(tǒng)發(fā)展 帶有自診斷 自控 自調(diào) 自行判斷決策等高智能功能 從世界儀器分析銷售增勢來看 世紀之交在農(nóng)業(yè) 能源 信息 環(huán)境 材料 生物 醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域快速發(fā)展的全球需求刺激下 加上儀器分析技術(shù)發(fā)展推動的儀器分析更新?lián)Q代周期不斷縮短 使多年來世界儀器分析市場銷售額保持10 左右甚至更高的年增長率 這說明儀器分析行業(yè)不是 夕陽產(chǎn)業(yè) 而是能不斷更新保持旺盛的生命力 那么 我們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)儀器分析課程呢 十 如何學(xué)習(xí)儀器分析課程 儀器分析課程是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的化學(xué)化工類專業(yè)人才所必需的重要課程 在儀器分析的學(xué)習(xí)中 我們應(yīng)該掌握以下特點1 注意比較和總結(jié) 增加學(xué)習(xí)主動性在學(xué)習(xí)過程中 抓住各方法的基本理論 儀器的基本部件及作用原理 并加以比較 找出異同 對理論學(xué)