食品分析第十七次实验.docx

姓名：周 辉 煌 食品分析与检验 组别：8学号：5101509052 实验报告 时间：2012-12-7实验十七 精密仪器分析观摩与示范试验实验目的1） 通过观摩，了解三种仪器在食品分析中的应用和优势；2） 初步了解原子吸收、气相色谱以及高效液相色谱的工作原理；3） 通过对以上实验方法和仪器的了解，进一步体会食品分析中高科技的应用技术。一、原子吸收光谱仪1、工作原理：每一种元素原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射线波图表 1原子吸收光谱仪原理图长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A，与被测元素的含量成正比： A=KC式中K为常数；C为试样浓度；K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础。由于原子能级是量子化的，因此，在所有的情况下，原子对辐射的吸收都是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同，元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。2、仪器结构：原子吸收光谱仪由光源、原子化器（火焰原子化装置、石墨炉原子化装置）、分光器、检测系统等几部分组成。其具体结构排列如下图所示：图2 原子吸收光谱仪结构图3、工作特点：1）选择性强。由于原子吸收带宽很窄，测定比较快速简便，并有条件实现自动化操作。图3 原子吸收图谱2）灵敏度高。原子吸收光谱分析法是目前最灵敏的方法之一。火焰原子吸收法的灵敏度是ppm到ppb级，石墨炉原子吸收法绝对灵敏度可达到10-1010-14克。3）分析范围广。在原子吸收光谱分析中，既可测定低含量和主量元素，又可测定微量、痕量甚至超痕量元素；既可测定金属元素、类金属元素，又可间接测定某些非金属元素，也可间接测定有机物；既可测定液态样品，也可测定气态样品等。 4）抗干扰能力强。原子吸收谱线的强度受温度影响、背景影响及化学干扰小。5）精密度高。火焰原子吸收法的精密度较好，其中火焰法：RSD 1%，石墨炉 35%。4、应用展望：1）用可调谐激光代替空心阴极灯光源。2）用激光使样品原子化。二、液相色谱仪分析1、工作原理：利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。图5 高津GC气相色谱仪操作流程图表 4气相色谱仪使用规范2、结构组成：气相色谱仪主要由载气系统、进样系统、色谱柱、检测系统和记录系统组成。1）载气系统：包括气源、气体净化、气体流速控制和测量；2）进样系统：包括进样器、汽化室（将液体样品瞬间汽化为蒸气；3）色谱柱和柱温：包括恒温控制装置（将多组分样品分离为单个）；4）检测系统：包括检测器，控温装置；5）记录系统：包括放大器、记录仪、或数据处理装置、工作站。3、工作特点：1）大屏幕液晶中文显示，同时显示各路控温参数及载气流量或检测器参数，各种数据一目了然；2）数字流量显示，采用电子质量流量计，从屏幕精确显示载气流量；3）TCD断气自动保护，仪器断气或漏气时，微机系统自动断开桥电流，保护钨丝不被损坏；4）先进的气路流程，仪器采用一次进样，三检测器技术，分离效果更好，灵敏度更高；5）自动功能：开机后，仪器自动检测运行状态，如有问题自动显示故障部位及故障类型，并对仪器自我保护；6）专用色谱工作站和色谱数据处理器；三、高效液相色谱仪分析1、工作原理：高效液相色谱仪的系统由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器、记录仪等几部分组成。储液器中的流动相被高压泵打入系统，样品溶液经进样器进入流动相，被流动相载入色谱柱（固定相) 内，由于样品溶液中的各组分在两相中具有不同的分配系数，在两相中作相对运动时，经过反复多次的吸附- 解吸的分配过程，各组分在移动速度上产生较大的差别，被分离成单个组分依次从柱内流出，通过检测器时，样品浓度被转换成电信号传送到记录仪，数据以图谱形式打印出来。2、结构组成：图5 高效液相色谱仪外观高效液相色谱仪由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统 等五大部分组成。分析前，选择适当的色谱柱和流动相，开泵，冲洗柱子，待柱子达到平衡而且基线平直后，用微量注射器把样品注入进样口，流动相把试样带入色谱柱进行分离，分离后的组分依次流入检测器的流通池，最后和洗脱液一起排入流出物收集器。当有样品组分流过流通池时，检测器把组分浓度转变成电信号，经过放大，用记录器记录下来就得到色谱图。色谱图是定性、定量和评价柱效高低的依据。3、工作特点：1）耐高压压力可达150300 kg/cm2。色谱柱每米降压为75 kg/cm2以上。2）高速流速为0.110.0 mL/min。3）高效塔板数可达5000/米，在一根柱中同时分离成份可达100种。4）高灵敏度紫外检测器灵敏度可达0.01ng，同时消耗样品少。思考讨论：1、 气相色谱和高效液相色谱分析的异同点？答：流动相不同：HPLC为液体流动相，GC为永久性气体作流动相（通常叫做载气）进样器不同：高效液相为平头进样针，气相色谱为尖头进样针色谱柱长不同：气相色谱柱通常几米到几十米；液相色谱柱通常为几十到几百毫米分析种类有差异：气相色谱分析的对象多为（不适绝对）分子质量小于1000，低沸点，易挥发，热稳定性好的化合物；液相色谱更适用于分析高沸点，难挥发，热稳定性差，分子质量较大（1000 - -2000）的液体化合物。样品柱前变化不同：气相色谱的样品在柱前必须变为气体（气化室汽化），而液相色谱的样品在柱前则无变化。所用检测器有差异：液相主要为：紫外检测器，荧光检测器、示差折光检测器；气相色谱主要为：氢火焰离子化检测器（FID）,热导检测器（TCD）,电子捕获检测器（ECD）,火焰光度检测器（FPD）,氮磷检测器（NPD）。心得体会：本次参观学院和分析测试中心相关食品分析