仪器分析1.doc

仪器分析与在饲料中的应用1.紫外分光光度计工作原理：紫外分光光度法定量测定的依据是比耳定律。首先确定化合物的紫外吸收光谱，确定最大吸收波长。在选定的波长下，作出化合物溶液的工作曲线，根据在相同条件下测得待测液的吸光度值来确定待测液中化合物的含量。 物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或 测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸 收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。 紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度 的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比。应用：1） 检定物质 根据吸收光谱图上的一些特征吸收，特别是最大吸收波长虽ax和摩尔吸收系数是检定物质的常用物理参数。这在药物分析上就有着很广泛的应用。在国内外的药典中，已将众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入其中，为药物分析提供了很好的手段。 2） 与标准物及标准图谱对照 将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，也可以和现成的标 准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确，精密度高，且测定条件要相同。 3）比较最大吸收波长吸收系数的一致性 4）纯度检验 5）推测化合物的分子结构 6）氢键强度的测定 实验证明，不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同，这可以利用紫外光谱来判断化合物在不 同溶剂中氢键强度，以确定选择哪一种溶剂 。 7）络合物组成及稳定常数的测定2.红外光谱工作原理与仪器组成：红外光谱产生条件，分子中的原子以平衡点为中心，作周期性的相对运动，这种运动方式成为振动。物质的分子吸收红外光必须满足1）红外光辐射的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，红外辐射的能量才能吸收，而产生吸收谱带。2）在振动过程中，分子必须有偶极矩的改变。红外分光光度计主要部件：光源，硅碳棒，能斯特灯，单色器，检测器（真空热电偶，高莱池，电阻测辐射热计）应用：定量分析，对于农药组份、土壤表面水份、田间二氧化碳含量的测定和谷物油料及肉类食品中蛋白质、脂肪和水份含量的测定，红外光谱法是较好的分析方法。3.原子吸收分光光度计工作原理：原子吸收分光光度计又称为原子吸收光谱仪，是利用光源发出被测的特征光谱辐射，被经过原子化器后的样品蒸气中的待测元素基态原子所吸收，通过测定特征辐射被吸收的大小，来求出被测元素的含量。原子吸收光谱仪主要由光源、原子化系统、光学系统、电学系统等四个基本部分组成，其工作原理：光源发出特征光谱辐射，经过原子化器室后，由分光系统得到单色光经过光电倍增管后到达检测器，终端电脑从检测器得到信号，进一步转化为数据进行处理，因为原子化器没有进样时，光通过原子化器时没有被吸收，透光率为100%，而当原子化器进样时，光通过原子化器时有一部分被吸收，透光率减小。根据朗伯-比尔定律，吸光度与样品浓度成正比，因此参照标准，根据吸光度可得出样品的浓度。仪器主要部件：光源，原子化器（将待测试样转变成基态原子原子蒸气的装置。），雾化器（使试液雾化，其性能对测定精密度、灵敏度和化学干扰等都有影响），燃烧器，分光系统（将待测元素的特征谱线与邻近谱线分开），监测系统（将光信号转变成电信号“光电倍增管”），显色系统（记录器、数字直读装置、电子计算机程序控制）应用 ： 原子吸收分光光度法用以测定金属类如Cu、Zn、Ca 、Mg、Fe等元素；应用火焰原子吸收光度法测定了桔梗中锰、锌、铜、镍和钴的质量分数。4.液相色谱：仪器工作原理及组成：液相色谱仪是利用混合物在液-固或不互溶的两种液体之间分配比的差异，对混合物进行先分离，而后分析鉴定的仪器。液相色谱仪主要由贮液瓶、泵、进样器、柱、柱温箱、检测器、数据处理系统组成。对于整个系统而言，柱子、泵和检测器是核心部件。应用：高效液相色谱法已被广泛应用于分离，分析高沸点物质；热稳定性差物质；生理活性以及大分子的物质。例如蛋白质，核酸，氨基酸，多糖类，植物色素，高聚物，燃料，药物，表面活性剂，抗氧剂，杀虫剂等。5.气相色谱原理：气相色谱是一种物理的分离方法。利用被测物质各组分在不同两相间分配系数（溶解度）的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到分离。仪器工作原理：气相色谱仪分析基本流程：样品由载气吹动 样品经色谱柱分离 检测器检测成分工作站打印分析结果。应用：只要在气相色谱仪允许的条件下可以气化而不分解的物质，都可以用气相色谱法测定。对部分热不稳定物质，或难以气化的物质，通过化学衍生化的方法，仍可用气相色谱法分析。 用以检测空气、水中污染物如挥发性有机物、多环芳烃苯、甲苯、苯并（a）比等；农作物中残留有机氯、有机磷农药等；食品添加剂苯甲酸等；体液和组织等生物材料的分析如氨基酸、脂肪酸、维生素等。 6.液质联用原理：质谱法：质谱分析是先将物质离子化，按离子的质荷比分离，然后测量各种离子谱峰的强度而实现分析目的的一种分析方法。质谱的样品一般要气化，再离子化。不纯的样品要用色谱和质谱联用仪，是通过色谱进样。即色谱分离，质谱是色谱的检测器。离子在电场和磁场的综合作用下，按照其质量m和电荷数Z的比值大小依次排列成谱被记下来，以检测器检验到的离子信号强度为纵坐标，离子质荷比为横坐标所作的条状图即是质谱图。组成：质谱仪：一般由进样系统，离子源，分析器，检测器组成，还包括真空系统，电气系统和数据处理系统等辅助设备。应用：主要可解决如下几方面的问题：不挥发性化合物分析测定;极性化合物的分析测定;热不稳定化合物的分析测定;大分子量化合物(包括蛋白、多肽、多聚物等)的分析测定;一般没有商品化的谱库可对比查询，只能自己建库或自己解析谱图。 所以目前液质联用在环境领域主要应用于有标准物质参照情况下的定性分析。 7.气质联用原理及组成：GC-MS被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定，其具有GC的高分辨率和MS的高灵敏度，是生物样品中药物与代谢物定性定量的有效工具。 质谱仪的基本部件有：离子源、滤质器、检测器三部分组成，它们被安放在真空总管道内。 接口：由GC出来的样品通过接口进入到质谱仪，接口是色质联用系统的关键。 接口作用： 1）压力匹配质谱离子源的真空度在10-3Pa，而GC色谱柱出口压力高达105Pa，接口的作用就是要使两者压力匹配。 2）组分浓缩从GC色谱柱流出的气体中有大量载气，接口的作用是排除载气，使被测物浓缩后进入离子源。应用：GC-MS联用分析的灵敏度高，适合于低分子化合物（分子量1000）分析，尤其适合于挥发性成分的分析。在药物的生产、质量控制和研究中有广泛的应用，特别在中药挥发性成分的鉴定、食品和中药中农药残留量的测定、用来做植物赤霉素及氧化物定性分析用。8.全自动氨基酸分析仪原理：层析和色谱。不同的氨基酸在相同的流动相中迁移率不同，根据HPLC的保留时间判断氨基酸性质，而峰面积反应了浓度。采用经典的阳离子交换色谱分离、茚三酮柱后衍生法，对蛋白质水解液及各种游离氨基酸的组分含量进行分析。仪器基本结构同普通HPLC相似，但针对氨基酸分析进行了细节优化（例如