光譜分析基礎(本)

1、l電磁輻射和電磁波譜l原子光譜和分子光譜l吸收、發(fā)射及散射光譜l儀器分析方法的評價l光譜分析在醫(yī)學中的應用 光學光譜分析光譜分析 構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子或離子經(jīng)輻射能照射構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子或離子經(jīng)輻射能照射后物質(zhì)的總能量就會發(fā)生變化，在能量相互轉(zhuǎn)后物質(zhì)的總能量就會發(fā)生變化，在能量相互轉(zhuǎn)化的過程中產(chǎn)生輻射信號或引起輻射信號變化?；倪^程中產(chǎn)生輻射信號或引起輻射信號變化。根據(jù)產(chǎn)生的輻射信號或引起信號變化，均可進根據(jù)產(chǎn)生的輻射信號或引起信號變化，均可進行光譜分析行光譜分析 以此實驗手段為基礎而建立分析方法的一門以此實驗手段為基礎而建立分析方法的一門學科，廣義上都稱光譜分析法學科，廣義上都稱光譜分析法

2、 光譜分析以測定物質(zhì)發(fā)射或吸收輻射的波長光譜分析以測定物質(zhì)發(fā)射或吸收輻射的波長和強度為基礎和強度為基礎。 三個基本過程三個基本過程：（1 1）能源）能源( (光源光源) )提供能量；提供能量；（2 2）能量與被測物之間的相互作用；）能量與被測物之間的相互作用；（3 3）產(chǎn)生信號。）產(chǎn)生信號。 三個基本特點：三個基本特點：（1 1）所有光譜分析法均包含）所有光譜分析法均包含能量（光源）能量（光源）,被測物（樣品）及被測物（樣品）及信號信號；（2 2）對特定波長的譜線選擇性測量，不涉及混合物分離（不）對特定波長的譜線選擇性測量，不涉及混合物分離（不同于色譜分析）；同于色譜分析）；（3 3）涉及大量

3、光學元器件。）涉及大量光學元器件。1 1電磁輻射：高速穿過空間的一種能量，即光子流電磁輻射：高速穿過空間的一種能量，即光子流, ,簡稱為光簡稱為光, ,其最小單位是其最小單位是光子光子。 光子的能量與其波長關系為：光子的能量與其波長關系為： E = h = h c / = h c c：光速光速2.99791010cm*s-1；：頻率；頻率；E ：能量；：能量； h：普朗克常數(shù)：普朗克常數(shù)6.62610-34J*s2 2 產(chǎn)生一定能量的波長計算為：產(chǎn)生一定能量的波長計算為： = h c / El3波長單位波長單位: m:1 dm:0.1 lcm:0.01 mm:001 m:10-6lnm:10-

4、9 pm:10-12.l不同波譜區(qū)的波長往往采用的單位不一不同波譜區(qū)的波長往往采用的單位不一樣。樣。l ：波數(shù)：每厘米中所含波的數(shù)目，等于：波數(shù)：每厘米中所含波的數(shù)目，等于波長的倒數(shù)：波長的倒數(shù)： =1/ 。4 普朗克觀點：普朗克觀點：1），物質(zhì)吸收或發(fā)射輻射能量不連續(xù)的（量子化）。），物質(zhì)吸收或發(fā)射輻射能量不連續(xù)的（量子化）。 2），），物質(zhì)分子或原子發(fā)生能級躍遷時，產(chǎn)生的輻射能（吸物質(zhì)分子或原子發(fā)生能級躍遷時，產(chǎn)生的輻射能（吸收或發(fā)射的能量）完全等于兩個能級之間的能量差收或發(fā)射的能量）完全等于兩個能級之間的能量差。 E =E1-E0= h = h c / = h c 因此，當物質(zhì)發(fā)射電磁輻

5、射或者電磁輻射被物質(zhì)吸收時，因此，當物質(zhì)發(fā)射電磁輻射或者電磁輻射被物質(zhì)吸收時，就會發(fā)生能量躍遷。就會發(fā)生能量躍遷。吸收或發(fā)射光的波長越短，躍遷時產(chǎn)吸收或發(fā)射光的波長越短，躍遷時產(chǎn)生的能量差越大生的能量差越大 例例 ：某電子在能量差為：某電子在能量差為3.375 10-19J的兩能的兩能級間躍遷，其吸收或發(fā)射光的波長為多少級間躍遷，其吸收或發(fā)射光的波長為多少納米？納米？解：解： 根據(jù)上式，有根據(jù)上式，有 = hc/ E=6.626 10-34J s 3 1010 cm s-1/3.375 10-19J =5.89 10-5cm =589nm5 依外形可分依外形可分 線光譜線光譜(Line spe

6、ctra): 由處于氣相的單個原子發(fā)生電子能級躍遷所產(chǎn)生的由處于氣相的單個原子發(fā)生電子能級躍遷所產(chǎn)生的銳線，線寬大約為銳線，線寬大約為10-5nm。帶狀光譜帶狀光譜(Band spectra): 由氣態(tài)自由基或小分子振動由氣態(tài)自由基或小分子振動-轉(zhuǎn)動能級躍遷所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動能級躍遷所產(chǎn)生的光譜，由于各能級間的能量差較小，因而產(chǎn)生的譜線不光譜，由于各能級間的能量差較小，因而產(chǎn)生的譜線不易分辨開而形成所謂的帶狀光譜，其帶寬達幾個至幾十易分辨開而形成所謂的帶狀光譜，其帶寬達幾個至幾十個個nm)；線光譜線光譜帶光譜帶光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜(Continuum spectra)： 包含各種波長的光，包含各種波

7、長的光，由熾熱的固體、液體或由熾熱的固體、液體或高壓氣體所發(fā)的高壓氣體所發(fā)的光光都形成這種光譜都形成這種光譜 。 熾熱的固體所產(chǎn)生的連續(xù)輻射是紅外、可熾熱的固體所產(chǎn)生的連續(xù)輻射是紅外、可見及較長波長的重要輻射源，常用于做光譜分見及較長波長的重要輻射源，常用于做光譜分析的光源。析的光源。 由于固體被加熱到熾熱狀態(tài)時，無數(shù)原子由于固體被加熱到熾熱狀態(tài)時，無數(shù)原子和分子的運動或振動產(chǎn)生熱輻射，通常也產(chǎn)生和分子的運動或振動產(chǎn)生熱輻射，通常也產(chǎn)生背景干擾。背景干擾。 二、電磁波譜二、電磁波譜 1 范圍包括：射線無線電波所有范范圍包括：射線無線電波所有范圍。其中能為正常人視力感受到的電磁圍。其中能為正常人

8、視力感受到的電磁范圍為可見光，其波長為（范圍為可見光，其波長為（400780nm) 按波長順序排列得電磁波譜。按波長順序排列得電磁波譜。 各波譜區(qū)所具有的能量不同，其產(chǎn)生各波譜區(qū)所具有的能量不同，其產(chǎn)生的機理也各不相同。的機理也各不相同。 下面列出了電磁波譜區(qū)的波長范圍和下面列出了電磁波譜區(qū)的波長范圍和相應能量及躍遷能級類型相應能量及躍遷能級類型31010 3108 3106 3104 3102 3100 310-2 310-4 波數(shù)， cm-1 1021 1019 1017 1015 1013 1011 109 107 頻率，Hz 10-4 10-2 100 102 104 106 108

9、109 波長， nm X 射線 可見 微波 射線 紫外 紅外 無線電 電磁輻射波譜圖電磁輻射波譜圖光譜類型光譜類型 波長范圍波長范圍 波數(shù)范圍波數(shù)范圍 量子躍遷類量子躍遷類型型 -射線發(fā)射光譜射線發(fā)射光譜 0.005-1.4A - 核核 X-吸收、發(fā)射、熒吸收、發(fā)射、熒光、衍射光譜光、衍射光譜 0.1-100A - 內(nèi)層電子內(nèi)層電子 真空紫外吸收光譜真空紫外吸收光譜 10-180 nm 1 106-5 104 外層鍵合電外層鍵合電子子 UV-Vis 吸收、發(fā)射吸收、發(fā)射及熒光光譜及熒光光譜 180-780 nm 5 104-1.3 104 外層鍵合電外層鍵合電子子 紅外吸收紅外吸收 拉曼散射光

10、譜拉曼散射光譜 0.78-300 m 1.3 104-33 分子振動分子振動-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動 微波吸收微波吸收 0.75-3.75 mm 13-27 分子轉(zhuǎn)動分子轉(zhuǎn)動 電子自旋共振光譜電子自旋共振光譜 3 cm 0.33 磁場中磁場中電子電子自旋自旋 核磁共振核磁共振 0.6-10 m 1.7 10-2-1 103 磁場中磁場中核自核自旋旋 2，一般依其波長及其測定的方法可以分為：，一般依其波長及其測定的方法可以分為： 射線射線(0.0051.4)； X射線射線 (0.1100)； 光學光譜光學光譜(100 1000 m)； 微波波譜微波波譜(0.1100cm)。l 通常所說的光譜，一般僅指光學光譜

11、而通常所說的光譜，一般僅指光學光譜而言。言。3單色光、復合光單色光、復合光（1）單色光：具有同一波長（或頻率）的）單色光：具有同一波長（或頻率）的光稱為單色光。光稱為單色光。（2）復合光：由不同波長的光組合而成的）復合光：由不同波長的光組合而成的光稱為復合光。光稱為復合光。 單色光很難從光源獲得，多數(shù)光源如單色光很難從光源獲得，多數(shù)光源如太陽、白熾燈和氫燈等發(fā)出的光都是復太陽、白熾燈和氫燈等發(fā)出的光都是復合光，通過適當?shù)氖侄慰梢詮膹秃瞎庵泻瞎猓ㄟ^適當?shù)氖侄慰梢詮膹秃瞎庵蝎@得單色光。獲得單色光。三、光譜儀器三、光譜儀器組成：光源，單色器，樣品容器，檢測器（光電轉(zhuǎn)換器、電子讀組成：光源，單色器，

12、樣品容器，檢測器（光電轉(zhuǎn)換器、電子讀 出、數(shù)據(jù)處理及記錄）。出、數(shù)據(jù)處理及記錄）。 光源或光源或熾熱固體熾熱固體樣品容器樣品容器分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換信號處理器信號處理器光源燈或光源燈或激光激光樣品容器樣品容器分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換信號處理器信號處理器光源光源+ +樣品樣品分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換信號處理器信號處理器吸收吸收熒光熒光發(fā)射發(fā)射1、光源、光源H2燈燈 紫外光源紫外光源 D2燈燈 160-375nm W 燈燈 320-2500nm 可見光源可見光源 氙燈氙燈 250-700nm Nernst 燈燈 連續(xù)光連續(xù)光源源 紅外光源紅外光源 硅碳棒硅碳棒 6000

13、-5000cm-1之之間有最大強度間有最大強度 Hg 燈燈 254-734nm 金屬蒸汽燈金屬蒸汽燈 Na 燈燈 589.0nm， 589.6nm 空心陰極燈空心陰極燈 空心陰極燈空心陰極燈 高強度空心陰極高強度空心陰極燈燈 也稱元素燈也稱元素燈 紅寶石激光器紅寶石激光器 693.4nm He-Ne 激光器激光器 632.8nm 激光激光* Ar 離子激光器離子激光器 515.4nm， 488.0nm 直流電弧直流電弧 交流電弧交流電弧 火花火花 線光源線光源 發(fā)射光譜光發(fā)射光譜光源源 ICP 電能電能 對光源的要求對光源的要求：強度大（分析靈敏度高）、穩(wěn)定（分析重現(xiàn)性好）。：強度大（分析靈敏

14、度高）、穩(wěn)定（分析重現(xiàn)性好）。 *Laser=light amplification by stimulated emission of radiation 2. 分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)（monochromator, wavelength selector）定義：將由不同波長的定義：將由不同波長的“復合光復合光”分開為一系列分開為一系列“單單一一” 波長的波長的“單色光單色光”的器件。的器件。 理想的理想的100%的單色光是不可能達到的，實的單色光是不可能達到的，實 際上只能獲得的是具有一定際上只能獲得的是具有一定“純度純度”的單色光，的單色光，即即 該該“單色光具有一定的寬度（有效帶寬）。有效單色

15、光具有一定的寬度（有效帶寬）。有效 帶寬越小，分析的靈敏度越高、選擇性越好、帶寬越小，分析的靈敏度越高、選擇性越好、 分析物濃度與光學響應信號的線性相關性也越分析物濃度與光學響應信號的線性相關性也越 好。好。構(gòu)成：狹縫、準直鏡、棱鏡或光柵。構(gòu)成：狹縫、準直鏡、棱鏡或光柵。 入射狹縫入射狹縫準直鏡準直鏡物鏡物鏡棱鏡棱鏡焦面焦面出射狹縫出射狹縫f入射狹縫入射狹縫準直鏡準直鏡光柵光柵物鏡物鏡出射狹縫出射狹縫f其中最主要的分光原件為棱鏡和光柵。其中最主要的分光原件為棱鏡和光柵。 3. 試樣裝置：試樣裝置：1）吸收池（）吸收池（Sample container，Cell，Cuvette）盛放試樣的吸收池

16、由光透明材料制成。盛放試樣的吸收池由光透明材料制成。v 石英或熔融石英：紫外光區(qū)石英或熔融石英：紫外光區(qū)可見光區(qū)可見光區(qū)；v 玻璃：可見光區(qū)（玻璃：可見光區(qū)（350-2000nm）；）；v 透明塑料：可見光區(qū)（透明塑料：可見光區(qū)（350-2000nm）；）；v 鹽窗（鹽窗（NaCl, NaBr晶體）：紅外光區(qū)。晶體）：紅外光區(qū)。 2）其它特殊裝置：將在原子光譜中詳細介紹）其它特殊裝置：將在原子光譜中詳細介紹4. 4. 檢測器：光電轉(zhuǎn)換器檢測器：光電轉(zhuǎn)換器（Transducer）1 1）將光信號轉(zhuǎn)化為可以測量的電信號的器件。）將光信號轉(zhuǎn)化為可以測量的電信號的器件。2 2）理想的光電轉(zhuǎn)換器要求：理

17、想的光電轉(zhuǎn)換器要求： 靈敏度高；靈敏度高； 信背比信背比S/NS/N大；大； 暗電流?。话惦娏餍。?響應快且在寬的波段內(nèi)響應恒定。響應快且在寬的波段內(nèi)響應恒定。5.5.記錄系統(tǒng)記錄系統(tǒng) 將電信號處理放大并以適當?shù)姆绞斤@示或記錄下來，將電信號處理放大并以適當?shù)姆绞斤@示或記錄下來，如計算機處理。如計算機處理。 四 原子光譜和分子光譜原子光譜和分子光譜 1 1，原子光譜，原子光譜 原子中價電子處于能級最低能量狀態(tài)時原子中價電子處于能級最低能量狀態(tài)時，稱基態(tài)。按受外界能量后，稱基態(tài)。按受外界能量后( (如受到光的如受到光的照射照射) )，電子躍遷到較高或更高能級狀態(tài)，電子躍遷到較高或更高能級狀態(tài)，稱激

18、發(fā)態(tài)。，稱激發(fā)態(tài)。 基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間能量差基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間能量差E E1 120eV20eV，即光子能量。即光子能量。 當原子核外電子在不同能級態(tài)躍遷時，當原子核外電子在不同能級態(tài)躍遷時，產(chǎn)生的光譜就叫原子光譜。產(chǎn)生的光譜就叫原子光譜。l原子光譜為線狀光譜，每條譜帶對應于原子光譜為線狀光譜，每條譜帶對應于一定的波長。其波長負載了特定元素原一定的波長。其波長負載了特定元素原子的分析信息，作定性分析依據(jù)。譜帶子的分析信息，作定性分析依據(jù)。譜帶的強度則往往與樣品中原子濃度大小有的強度則往往與樣品中原子濃度大小有關，作為定量分析依據(jù)。關，作為定量分析依據(jù)。 2 2，分子光譜，分子光譜 ( (molec

19、ular spectrum)molecular spectrum)： 在輻射能作用下分子內(nèi)能級間的躍遷產(chǎn)生在輻射能作用下分子內(nèi)能級間的躍遷產(chǎn)生的光譜，稱為分子光譜。分子光譜包含幾種的光譜，稱為分子光譜。分子光譜包含幾種不同能量的譜線：不同能量的譜線：電子光譜電子光譜 ， 振動光譜振動光譜 ， 轉(zhuǎn)動光譜（詳細內(nèi)容在紫外吸收可見光譜一轉(zhuǎn)動光譜（詳細內(nèi)容在紫外吸收可見光譜一節(jié)討論）節(jié)討論） 分子光譜法就是以測量分子轉(zhuǎn)動能級、振動分子光譜法就是以測量分子轉(zhuǎn)動能級、振動能級（包含轉(zhuǎn)動）及電子能級（包含振、轉(zhuǎn)）能級（包含轉(zhuǎn)動）及電子能級（包含振、轉(zhuǎn)）躍遷時的譜線為基礎定性定量分析物質(zhì)分子躍遷時的譜線為基礎

20、定性定量分析物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的方法。除轉(zhuǎn)動光譜外，其它分子光譜結(jié)構(gòu)的方法。除轉(zhuǎn)動光譜外，其它分子光譜皆為許多譜線聚集成的帶狀光譜。皆為許多譜線聚集成的帶狀光譜。1,1,吸收光譜吸收光譜: :當物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì)當物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì)的原子核、原子或分子的兩個能級間躍遷所需的能的原子核、原子或分子的兩個能級間躍遷所需的能量滿足量滿足E = E = hvhv的關系時，將產(chǎn)生吸收光譜的關系時，將產(chǎn)生吸收光譜。 M + M + hvhv M M* * 通過測量物質(zhì)的通過測量物質(zhì)的吸收光譜的波長吸收光譜的波長和和強度強度進行定性和進行定性和定量分析的方法叫做定量分析的方法叫做吸收光譜分

21、析吸收光譜分析 。包括原子吸收、紫外可見、紅外吸收等。包括原子吸收、紫外可見、紅外吸收等。 ll l l l l l。l2,2,發(fā)射光譜發(fā)射光譜l物質(zhì)通過電、熱或光獲得能量，其粒子物質(zhì)通過電、熱或光獲得能量，其粒子( (原子原子 離子或分子離子或分子) )從基態(tài)或低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)原子從基態(tài)或低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)原子或分子或分子M M* * . .高能態(tài)粒子又迅速回到低能態(tài)或基高能態(tài)粒子又迅速回到低能態(tài)或基態(tài)時釋放能量從而產(chǎn)生發(fā)射光譜態(tài)時釋放能量從而產(chǎn)生發(fā)射光譜( (emission emission spectrumspectrum） 。l M M* * M + M + hvhv l通過測量物質(zhì)的

22、發(fā)射光譜的波長和強度進行定通過測量物質(zhì)的發(fā)射光譜的波長和強度進行定性和定量分析的方法叫做發(fā)射光譜分析法。性和定量分析的方法叫做發(fā)射光譜分析法。l包括原子發(fā)射和熒光光譜包括原子發(fā)射和熒光光譜 3 熒光光譜 某些物質(zhì)的分子或原子在輻射能的作用下躍遷至激發(fā)態(tài)，在返回基態(tài)的過程中，先以無輻射躍遷的在返回基態(tài)的過程中，先以無輻射躍遷的形式釋放出部分能量，回到第一激發(fā)態(tài)，然后再以形式釋放出部分能量，回到第一激發(fā)態(tài)，然后再以輻射躍遷回到基態(tài)，由此產(chǎn)生的光譜稱為熒光光譜輻射躍遷回到基態(tài)，由此產(chǎn)生的光譜稱為熒光光譜。 熒光光譜實質(zhì)是一種發(fā)射光譜。 由原子產(chǎn)生的熒光光譜稱為原子熒光光譜原子熒光光譜；由分子產(chǎn)生的熒

23、光光譜稱為分子熒光光譜分子熒光光譜。l4 4 散射光譜散射光譜l當物質(zhì)分子吸收了頻率較低的光能后，當物質(zhì)分子吸收了頻率較低的光能后，并不足以使分子中的電子躍遷到電子的并不足以使分子中的電子躍遷到電子的激發(fā)態(tài)，而只是上升到基態(tài)中較高的振激發(fā)態(tài)，而只是上升到基態(tài)中較高的振動能級上去，若在動能級上去，若在10-15s10-12s返回到原返回到原能級，此時輻射出和激發(fā)光相同波長的能級，此時輻射出和激發(fā)光相同波長的光，稱為瑞利散射；若返回到較原能級光，稱為瑞利散射；若返回到較原能級稍高或稍低的振動能級上，輻射出較激稍高或稍低的振動能級上，輻射出較激發(fā)光波長稍長或稍短的光，稱為拉曼散發(fā)光波長稍長或稍短的光

24、，稱為拉曼散射。射。l要達到準確測量的目的，必須了解所用要達到準確測量的目的，必須了解所用分析方法的可靠性與適用性，嚴格控測分析方法的可靠性與適用性，嚴格控測定條件，對分析方法的準確度，精密度，定條件，對分析方法的準確度，精密度，檢測下限，分析空白，線性范圍，基體檢測下限，分析空白，線性范圍，基體效應環(huán)境因素等方面作出評定效應環(huán)境因素等方面作出評定 1精密度精密度標準偏差標準偏差(standard deviation; S) 對于微量或痕量物質(zhì)分析，標準偏差更能突出對于微量或痕量物質(zhì)分析，標準偏差更能突出較大偏差的影響較大偏差的影響。相對標準偏差(RSD)或稱變異系數(shù) 儀器分析工作中都用RSD

25、表示分析結(jié)果的精密度。Xl2 準確度：通常用絕對誤差或相對誤差表準確度：通常用絕對誤差或相對誤差表示。示。l 表示方法（表示方法（X：測量值：測量值 ：真值）：真值）l(1)絕對誤差絕對誤差:() =Xl(2) 相對誤差相對誤差(R) = / 100%l 通過多次測量已知濃度或含量的物質(zhì)通過多次測量已知濃度或含量的物質(zhì)（稱為標準物質(zhì)），得到總體平均值與（稱為標準物質(zhì)），得到總體平均值與標準物質(zhì)含量（真實值）比較。標準物質(zhì)含量（真實值）比較。 含量含量1%，準確度較差；，準確度較差； 含量在含量在0.1%1%，其準確度與化學分，其準確度與化學分析法近似；析法近似； 含量在含量在0.001%0.1

26、%或更低時，其準或更低時，其準確度優(yōu)于化學分析法。確度優(yōu)于化學分析法。故光譜分析適于微量和痕量分析故光譜分析適于微量和痕量分析3 3 靈敏度（靈敏度（SensitivitySensitivity） 反映儀器或方法識別微小濃度或含量變化的能反映儀器或方法識別微小濃度或含量變化的能力。力。 影響靈敏度的因素有二：影響靈敏度的因素有二：a）校正曲線的斜率；校正曲線的斜率；b) 分析的重現(xiàn)性或精密度。分析的重現(xiàn)性或精密度。 國際純粹與應用化學聯(lián)合會國際純粹與應用化學聯(lián)合會，即即IUPACIUPAC推薦推薦使用使用“校正靈敏度校正靈敏度”或者或者“校正曲線斜率校正曲線斜率”作為作為衡量靈敏度高低的標準。

27、衡量靈敏度高低的標準。010203040506000.10.20.30.40.50.6S Sc cS2=S2=k k2c+Sbla2c+Sblank-2nk-2S1=S1=k k1c+Sbla1c+Sblank-1nk-1儀器和方法的靈敏度描述儀器和方法的靈敏度描述 k1, k2k1, k2分別為兩條校正曲線的斜率，即靈敏度。分別為兩條校正曲線的斜率，即靈敏度。未考慮測定重現(xiàn)性影響未考慮測定重現(xiàn)性影響4 4 檢出限（檢出限（Detection limit, DLDetection limit, DL）檢出限：在已知置信水平，可以檢測到的待測物的檢出限：在已知置信水平，可以檢測到的待測物的最小質(zhì)

28、量或濃度。它和分析信號（最小質(zhì)量或濃度。它和分析信號（SingnalSingnal）與與 空白信號的波動（噪音空白信號的波動（噪音, , NoiseNoise）有關，或者有關，或者 說與信噪比（說與信噪比（S/NS/N）有關。有關。 只有當有用的信號大于噪音信號時，儀器才有可只有當有用的信號大于噪音信號時，儀器才有可能識別有用信號，如下圖所示。能識別有用信號，如下圖所示。所謂檢出所謂檢出 ，即判定樣品中存有濃度高于空白的待測，即判定樣品中存有濃度高于空白的待測物質(zhì)物質(zhì)。sb測定次數(shù)，測定次數(shù)，n nS SSDL=Sb +k1 sb儀器噪音及方法檢出限儀器噪音及方法檢出限 K K1 1=3=3時

29、，可以認為儀器檢出的最小信號值時，可以認為儀器檢出的最小信號值S SDLDL可能性為可能性為95%95%檢出限的計算檢出限的計算1 1 測定空白樣品測定空白樣品( (或濃度接近空白值）或濃度接近空白值）20-3020-30次，求其次，求其 平均值平均值 S Sb b 及其標準偏差及其標準偏差 s sb b，則則可分辨的最小信號可分辨的最小信號 S SDLDL= S= Sb b+k+k1 1 s sb b2 2 通過校正曲線的斜率通過校正曲線的斜率k k，將將最小待測物信號最小待測物信號S SDLDL轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為濃度值濃度值C CDLDL，即即 3 3 經(jīng)統(tǒng)計學的經(jīng)統(tǒng)計學的 t t 和和 z z

30、 檢驗，當檢驗，當k k1 1=3 =3 時，大多數(shù)情況時，大多數(shù)情況下，檢測結(jié)果的置信度為下，檢測結(jié)果的置信度為95%95%。因此上式可轉(zhuǎn)換為：。因此上式可轉(zhuǎn)換為：動態(tài)范圍動態(tài)范圍CDLLOLLOQ濃度，濃度，c c響響應應信信號號S S5 5 線性范圍（線性范圍（Dynamic rangeDynamic range）CDL=CDL=檢出限；檢出限；LOQ (limit of LOQ (limit of quantitationquantitation) )定量下限定量下限, , LOQ=10 s LOQ=10 s blank LOL=LOL=limtlimt of linear respo

31、nse, of linear response, 定量上限（定量上限（能準確地定量測定待測物質(zhì)的最大能準確地定量測定待測物質(zhì)的最大濃度或量濃度或量 ）。線性范圍是線性范圍是指信號與樣品濃度呈線性的工作曲線直線部分指信號與樣品濃度呈線性的工作曲線直線部分l通常把相當于通常把相當于10倍空白的標準偏差相應倍空白的標準偏差相應的濃度定為方法的線性范圍的定量檢測的濃度定為方法的線性范圍的定量檢測下限。取工作曲線中高濃度時，彎曲處下限。取工作曲線中高濃度時，彎曲處作為方法的線性范圍的定量檢測上限。作為方法的線性范圍的定量檢測上限。好的分析方法要有寬的線性范圍。有的好的分析方法要有寬的線性范圍。有的分析方

32、法線性范圍只有一個數(shù)量級，有分析方法線性范圍只有一個數(shù)量級，有的分析方法線性范圍可達的分析方法線性范圍可達56個數(shù)量級。個數(shù)量級。同一分析方法可用常量、微量、痕量的同一分析方法可用常量、微量、痕量的物質(zhì)分析物質(zhì)分析。 6 6 儀器分析校正方法儀器分析校正方法 所謂校正所謂校正( (CalibrationCalibration) )，就是將儀器分析就是將儀器分析產(chǎn)生的各種信號與待測物濃度聯(lián)系起來的過程。產(chǎn)生的各種信號與待測物濃度聯(lián)系起來的過程。校正方法有三：校正方法有三： 標準曲線法；標準曲線法； 標準加入法；標準加入法； 內(nèi)標法。內(nèi)標法。 1 1） 標準曲線法標準曲線法（Calibration

33、 curveCalibration curve，Working curve, Analytical Working curve, Analytical curvecurve） 具體做法：具體做法：a)a) 準確配制已知待測物濃度的系列準確配制已知待測物濃度的系列: : 0 0 ( (空白空白) )，c c1 1，c c2 2，c c3 3，c c4 4.；b)b) 通過儀器分別測量以上各待測物的響應值通過儀器分別測量以上各待測物的響應值S S0 0，S S1 1，S S2 2，S S3 3，S S4 4及待測物的響應值及待測物的響應值S Sx x；c)c) 以濃度以濃度c c對響應信號與對響應信號與S S作圖得到標準曲線，然后通作圖得到標準曲線，然后通過測得的過測得的S Sx x從下圖中求得從下圖中求得c cx x；或者通過最小二乘法獲或者通過最小二乘法獲得其線性方程再直接進行計算。得其線性方程再直接進行計算。 S44040c cx x 標準曲線法的準確性與否與兩個因素有關：標準標準曲線法的準確性與否與兩個因素有關：標準物濃度配制的準確性