現(xiàn)代儀器分析簡介課件

1、現(xiàn)代儀器分析簡介1現(xiàn)代儀器分析簡介2儀器分析大體可歸為四大類：儀器分析大體可歸為四大類：1、分離分析、分離分析：主要是色譜法，其中有氣相色譜和液：主要是色譜法，其中有氣相色譜和液相色譜法等。相色譜法等。2、成分分析：、成分分析：原子吸收光譜法、分光光度法、熒光原子吸收光譜法、分光光度法、熒光光譜法、電化學(xué)分析法等等。光譜法、電化學(xué)分析法等等。3、結(jié)構(gòu)分析：、結(jié)構(gòu)分析：各種分光光度法（紫外、可見、紅外、各種分光光度法（紫外、可見、紅外、拉曼光譜）、熒光光譜法、核磁共振譜、質(zhì)譜等等。拉曼光譜）、熒光光譜法、核磁共振譜、質(zhì)譜等等。4、表面分析：、表面分析：掃描和透射顯微鏡分析法等等。掃描和透射顯微鏡

2、分析法等等。 儀器分析法儀器分析法是通過測定物質(zhì)的是通過測定物質(zhì)的光、電、光、電、熱、磁等物理化學(xué)性質(zhì)熱、磁等物理化學(xué)性質(zhì)來確定其化學(xué)組成、來確定其化學(xué)組成、含量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的分析方法。含量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的分析方法?，F(xiàn)代儀器分析簡介314.2 熒光分析法熒光分析法14.1 原子吸收光譜法原子吸收光譜法14.3 色譜法色譜法現(xiàn)代儀器分析簡介4原子吸收光譜法原子吸收光譜法（atomic absorption spectroscopy,AAS） 是基于自由原子對(duì)輻射的吸收，通過選擇一定波是基于自由原子對(duì)輻射的吸收，通過選擇一定波長的輻射光源，使之正好與某一元素的基態(tài)原子和長的輻射光源，使之正好與某一元素的

3、基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子躍遷能級(jí)相對(duì)應(yīng)。對(duì)輻射的吸收導(dǎo)致基激發(fā)態(tài)原子躍遷能級(jí)相對(duì)應(yīng)。對(duì)輻射的吸收導(dǎo)致基態(tài)原子數(shù)的減少，輻射吸收與基態(tài)原子濃度有關(guān)，態(tài)原子數(shù)的減少，輻射吸收與基態(tài)原子濃度有關(guān)，即與待測元素的濃度相關(guān)。通過測定輻射的量，可即與待測元素的濃度相關(guān)。通過測定輻射的量，可獲得待測樣品中某元素的含量。獲得待測樣品中某元素的含量。 現(xiàn)代儀器分析簡介5原子的能級(jí)與躍遷原子的能級(jí)與躍遷 基態(tài)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài), ,吸收一定頻率的輻射能量。吸收一定頻率的輻射能量。 產(chǎn)生共振吸收線（簡稱共振線）產(chǎn)生共振吸收線（簡稱共振線） 吸收光譜吸收光譜 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)基態(tài) 發(fā)射出一定頻率的輻射。發(fā)射出一定頻

4、率的輻射。 產(chǎn)生共振吸收線（也簡稱共振線）產(chǎn)生共振吸收線（也簡稱共振線） 發(fā)射光譜發(fā)射光譜各種元素的原子結(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。 最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，最靈敏線。利用原子蒸氣對(duì)特征譜線的吸收可以進(jìn)行定量分析現(xiàn)代儀器分析簡介6 基態(tài)原子核外電子是按一定規(guī)則在不基態(tài)原子核外電子是按一定規(guī)則在不同的能級(jí)上分布的。由于不同元素的原同的能級(jí)上分布的。由于不同元素的原子核外電子的排布不同，能級(jí)結(jié)構(gòu)不同，子核外電子的排布不同，能級(jí)結(jié)構(gòu)不同，所以各元素從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)時(shí)所以各元素從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)時(shí)吸收的能量吸收的能量( E)不同，因而各元素具有不同，因而

5、各元素具有不同的吸收波長不同的吸收波長( )： = c/ = hc/h = hc/ E 式中式中h為譜朗克常數(shù)，為為譜朗克常數(shù)，為6.62610-34J s ； c為光速；為光速； 吸收為頻率吸收為頻率現(xiàn)代儀器分析簡介7原子吸收測量的基本關(guān)系式原子吸收測量的基本關(guān)系式朗伯-比耳(Lamber-Beer)定律： Iv=Ioe-KV c LA = -lgT = lg(I0/Iv)= 0.4342 KV c L = K c KV為頻率吸收系數(shù)，c為基態(tài)原子濃度，L為吸收層厚度（原子蒸汽寬度）。IoIv原子蒸氣原子蒸氣現(xiàn)代儀器分析簡介8 現(xiàn)代儀器分析簡介9現(xiàn)代儀器分析簡介10現(xiàn)代儀器分析簡介11光源（

6、光源（light source） 空心陰極燈(Hollow cathode lamp)發(fā)射被測元素基態(tài)原子所吸收的特征共振輻射?，F(xiàn)代儀器分析簡介12原子化器原子化器(atomizer) 將樣品中待測元素轉(zhuǎn)變成處于基態(tài)的氣態(tài)原子，常用是石墨爐(Graphite furnace) 。現(xiàn)代儀器分析簡介13單色器單色器(monochromator) 單色器的作用是將燈發(fā)射的被測元素的共振線與其它發(fā)射線分開。常用的是平面光柵(grating)單色儀。檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 主要由檢測器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、指示儀表組成。在火焰原子吸收光譜法中，通常采用光電倍增管(photomultiplier tube)為檢

7、測器。 現(xiàn)代儀器分析簡介14現(xiàn)代儀器分析簡介15現(xiàn)代儀器分析簡介16 應(yīng)用廣泛的微量金屬元素的首選測定方法(非金屬元素可采用間接法測量)。 (1)(1)頭發(fā)中微量元素的測定頭發(fā)中微量元素的測定微量元素與健康關(guān)系；微量元素與健康關(guān)系； (2)(2)水中微量元素的測定水中微量元素的測定環(huán)境中重金屬污染分布規(guī)環(huán)境中重金屬污染分布規(guī)律；律；(3)(3)水果、蔬菜中微量元素的測定；水果、蔬菜中微量元素的測定；(4) (4) 礦物、合金及各種材料中微量元素的測定；礦物、合金及各種材料中微量元素的測定；(5) (5) 各種生物試樣中微量元素的測定。各種生物試樣中微量元素的測定。 AAS應(yīng)用應(yīng)用：現(xiàn)代儀器分析

8、簡介17Fluorescent minerals現(xiàn)代儀器分析簡介181906年，俄國植物學(xué)家茨維特(MichealTsweet)，在研究植物綠葉的色素成分時(shí)創(chuàng)立了色譜法(chromatography)。固定相固定相CaCO3顆粒顆粒流動(dòng)相流動(dòng)相石油醚石油醚 現(xiàn)代儀器分析簡介19氣相色譜氣相色譜液相色譜液相色譜超臨界流體色譜超臨界流體色譜填充柱色譜填充柱色譜毛細(xì)管色譜毛細(xì)管色譜柱色譜柱色譜平板色譜平板色譜逆流分配色譜逆流分配色譜經(jīng)典液相柱色譜經(jīng)典液相柱色譜高效液相色譜高效液相色譜薄層色譜薄層色譜紙色譜紙色譜簡單分類簡單分類現(xiàn)代儀器分析簡介20現(xiàn)代儀器分析簡介21現(xiàn)代儀器分析簡介22色譜流出曲線（

9、色譜圖）色譜流出曲線（色譜圖）保留時(shí)間保留時(shí)間基線基線色譜峰色譜峰半峰寬、峰寬、峰面積、標(biāo)準(zhǔn)偏差峰高峰高峰底峰底死時(shí)間死時(shí)間調(diào)整保調(diào)整保留時(shí)間留時(shí)間現(xiàn)代儀器分析簡介23aluminum oxide, silicon oxide (Brockman I, 150 mesh) that has been heated to 200 C on a high vacuum line for 2 days before being usedRun column, thin-layer methods現(xiàn)代儀器分析簡介24Run column, thin-layer methods現(xiàn)代儀器分析簡介25Run

10、 column, thin-layer methodsVisualization 顯色顯色Sulfuric acid/heat: destructive, leaves charred blots behind Iodine: semi-destructive, iodine absorbs onto the spots, not permanentUV light: non-destructive, long wavelength (background green, spots dark), short wavelength (plate dark, compounds glow)現(xiàn)代儀器

11、分析簡介26點(diǎn)樣點(diǎn)樣展開展開現(xiàn)代儀器分析簡介27樣本甲：樣本甲：Rf=3.0/5.8 =0.517樣本乙：樣本乙：Rf=4.3/5.8 =0.741現(xiàn)代儀器分析簡介28 2002年研究人員發(fā)現(xiàn)年研究人員發(fā)現(xiàn)“蘇丹蘇丹1號(hào)號(hào)”色素能造成人類肝色素能造成人類肝臟細(xì)胞的臟細(xì)胞的DNA突變，可能致癌的特性。突變，可能致癌的特性。薄層色譜可薄層色譜可用于用于蘇丹紅（蘇丹紅（1 1、2 2、3 3、4 4號(hào)）等非食用色素的快速檢測號(hào)）等非食用色素的快速檢測色素提取柱色素提取柱薄層層析結(jié)果薄層層析結(jié)果層析結(jié)果判斷示意圖層析結(jié)果判斷示意圖現(xiàn)代儀器分析簡介29苯乙烯苯乙烯( (單體單體) )+ +二乙烯苯二乙烯

12、苯( (交聯(lián)劑交聯(lián)劑) )母體母體共聚共聚H2SO4功功能能基基反反應(yīng)應(yīng)R SO3 H固定離子固定離子 可交換離子可交換離子母體母體Ion-exchange chromatography現(xiàn)代儀器分析簡介30大分子大分子小分子小分子凝膠色譜法凝膠色譜法(gel filtration)(gel filtration)（空間排阻色譜（空間排阻色譜 ）現(xiàn)代儀器分析簡介31親和色譜法親和色譜法現(xiàn)代儀器分析簡介32Gas chromatography 現(xiàn)代儀器分析簡介33liquid Chromatography 現(xiàn)代儀器分析簡介34mass spectrometry with chromatograph

13、ic separation 現(xiàn)代儀器分析簡介35mass spectrometry with chromatographic separation Nature Protocols 2, 778 - 791 (2007) Untargeted large-scale plant metabolomics using liquid chromatography coupled to mass spectrometry 現(xiàn)代儀器分析簡介36基質(zhì)匹配加標(biāo)三聚氰胺的樣品HPLC 色譜圖（檢測波長240 nm，保留時(shí)間13.6 min，C8 色譜柱基質(zhì)匹配加標(biāo)三聚氰胺的樣品LC-MS/MS 多反應(yīng)監(jiān)測質(zhì)量色譜圖（保留時(shí)間4.2 min，定性離子m/z 12785 和m/z 12768）國標(biāo) GB/T 223882008原料乳與乳制品中三原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法聚氰胺檢測方法現(xiàn)代儀器分析簡介37國標(biāo) GB/T 223882008原料乳與乳制品中三原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法聚氰胺檢測方法MM=126.12 三聚氰胺