第1章_绪论-YQ.ppt

1、仪器分析，晏琼2010年11月，人民教师联络人办公室：生命学生物工程研究院副教授办公室电话： 51688577-604 E-mail :课程学习目的掌握了常用仪器分析方法的原理，术语和仪器的简单结构。 根据分析目的，结合学习的各种仪器分析方法的特点、应用范围，选择合适的分析方法。 教参考书生化仪器的分析和实验技术。 上周碗等。 化学工业出版社。 现代仪器分析实用教程。 冯玉红等人。 北京牌高等院校出版社。 浅谈仪器分析教学。 张华等。 大连理工高等院校出版社。 仪器分析。 王蕾等。 天津高等院校出版社。 课程内容，第一章绪论第二章样品处理技术第三章分离分析技术第四章分光分析，第一章绪论，1.1

2、分析化学的概念1.2分析化学分类1.3机器性能及其特征1.4仪器分析校准方法1.5实际工作中选择仪器分析方法的依据，1.1分析化学的概念，分析化学是干什么的，分析化学是研究物质化学组成的！ 是定性分析吗？ 目标物质的原子、分子或功能化学基组成信息。 是量化分析吗？ 目标物质的量信息。 1.1分析化学概念，分析化学是研究物质组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学。 分析化学是化学中的信息科学，分析化学是认识和解剖自然的重要手段之一。 分析化学的发展过程，是人们从化学的观点认识世界，解释世界的过程。1.1分析化学概念、1.1分析化学概念、1.1分析化学概念、监测显示，吉林界内第二松花江引入我省界

3、第一监测断面肇源断面，开始检测超标，污染带的斯特勒伊卡斯达到我省。 20日16点肇源断面的硝基苯也开始超过标准，21日9点，硝基苯超过29.1倍，高浓度污染带约80公里，持续流动的时间为40小时左右。突发污染、1.1分析化学的概念、建莲、甘草、枸杞、1.1分析化学的概念、苏丹红I (Sudan I) :1-苯基偶氮二萘酚(1phenylazo-萘酚)苏丹红(Sudan):1-4-(苯基偶氮) 苯偶氮-萘酚(-4-(2-甲苯)偶氮苯-萘酚(1-2- methyl-4 ) 海洋浮标和微型实验室、原位、上线了、实时、多维、微区、1.1分析化学概念、战争与战场快速测试、1.2分析化学分类1.2.1目的

4、与任务目的不同：定性、定量、 结构分析任务不同：无损分析-分析过程中不损害样品微观区域分析-分析样品局部表面分析-固体表面组成和各例行分析-日常生产中的分析仲裁分析-不同实验室结果有争议时1.2.2分析物质属性物质两种：无机、有机(生物物质) 分析物的自然属性或特定领域：水质分析、食品分析、铁元素钢分析、环境分析、1.2分析化学分类、1.2.3分析样品使用量常数、半微量仪器分析法：以物质的物理和物理化学性质为基础，利用精密仪器测定表征某物质物理或物理化学性质的残奥表，并确定其化学组成、含量及化学结构的方法。 1.2对化学分类、化学分析法进行分析，由RB (或PC、PD )的量算出RA的量，称为

5、化学校正量点法。 RA RB=PC PD，仪器分析法，被测物浓度与一定的物理或物理化学性质相关。1.2分析化学分类，化学分析法：化学分离：沉淀、萃取、蒸馏等分离方法。 定性方法：加入各种试剂，测定待测物的颜色、沸点、气味、光学性质(分解、反射、衍射等)及在不同溶剂中的溶解特性。 定量方法：重量法、滴定(容量)法仪器分析法：化学分离：色谱分析法技术和毛皮拉力赛阳离子电泳技术取代沉淀、萃取、蒸馏等分离方法。 定性定量：利用物质原子、分子、络离子等特性，如电导、电位、光吸收和释放、质荷比、荧光等。 1.2分析化学分类、化学分析方法和仪器分析方法相辅相成，样本前处理步骤是仪器分析的重要一环。仪器分析方

6、法现在是主流。 微量样品，高速批量处理，灵敏度高，自动化。 化学分析逐渐退出，本课程着重于仪器分析，对1.2化学分类、仪器分析方法分类、1.2化学分类进行分析的仪器分析应用领域农业：水土调查/农产品检测/农药及残留检测工业：产品质量管理/原料分析/工艺分析社会活动：毒品检测/刑事检测/文物鉴定/兴奋剂检测生活：水质分析/食品安全检查/临床检查，1.2分析化学分类，仪器分析在生命学中的应用实例，体液、单细胞球分析，1.2分析化学分类1.2分析化学分类，1.3仪器性能及其特点，CHI电化学站，CES2003教学型球帽拉力赛阳离子电泳修订，AFS-2202a双通道原子荧光光度修订， 高速液相色谱法修

7、订，1.3.1实验仪器和设备(1)，1.3仪器性能及其特点Z-2000原子吸收分光光度修订，KLT-1型通用库仑仪，瓦斯气体吉卜赛人格拉夫，1.3.1实验仪器和设备(2)，1.3仪器的性能及其特点，1.3.1实验仪器和设备(3)，tracce (2 (3)仪器分析对多元素体或化合物分析具有更高的选择性，但经典化学分析中的重量或容量分析选择性好于仪器分析法。 (4)从精准性、便利性、时间方面来看，哪种方法更好是绝对说不出来的。 如何判断1.3仪器性能及其特点，1.3.2仪器性能和特点的基本概念，如何选择合适的仪器分析方法来解决仪器分析方法的优劣？1.3仪器性能及其特征、基本概念、1.3仪器性能及

8、其特征、其他原则：分析速度分析难度或便利性操作人员的技能要求仪器维护和实用性分析测试费用、1.3仪器性能及其特征、(1)精密度(Precision )使用同一方法或步骤多次重复测量得到的， 标准离差、s、1.3设备性能及其特征、平均标准离差、相对标准偏差离散系数、CV、方差(vavicient )和性能指标： s 2，1.3仪器的性能及其特点；(2)通过对误差(Bias )测定值的整体平均值x和真值已知的浓度或含量的物质(称为标准物质)进行多次测定，得到整体平均值和标准物质含量(真值)的比较。 在确立新的分析方法时，标准物质的测定可以找到误差的原因通过空白对照解析和机器补正来消除误差。 1.3

9、仪器的性能及其特点，(3)灵敏度(Sensitivity )表示被测物的浓度与响应信号的关系，仪器或方法反映了识别微小浓度或含量变化的能力，即浓度或含量有微小变化时，仪器或方法均可察觉。 影响灵敏度的因素有： (a )校正曲线的倾斜度(b )分析的重现性或精度。IUPAC推荐“校正灵敏度”或“校正曲线斜率”作为测量灵敏度高低的标准。internationalunionofpureappliedchemists。 1.3机器的性能及其特征，机器和方法的灵敏度描述，k1、k2分别是两个校正曲线的斜率，即灵敏度。 (但是，没有考虑测量再现性的影响。 1.3机器的性能及其特征，(4)检测限LD(Lim

10、it of Detection )和测量界限LQ (limitofquantitativedetermination )，LD :可检测测量对象物，LQ :可更正确测量被测量物的最低浓度。 LD和LQ分别属于定性量化分析的范畴。 1.3仪器的性能及其特点，检测限和测量极限如何进行校准？空白值测量的标准离差(20次)为LD=3 /S，信任度99.7% LQ=10 /S，定量测量的下限，1.3仪器性能及其特点，(5)信噪比(signal-to )其中，信号为被测量物的它降低了分析的精度和精度，提高了检测限，我们不希望。 在很多情况下，n是恒定的，而与s大小无关。 测量信号越小，测量的相对误差越大。

11、 因此，在使用信噪比S/N是常数设备的性能和分析方法的好坏的最有效指标即S/N 23的情况下，分析信号的测定变得困难。 1.3仪器的性能及其特点、噪声来源化学噪声：分析系统中一些难以控制的化学因素。 机器噪音：机器的光(电)源、输入(输出)转换器、信号处理单元针织面料等是机器噪音的来源。热噪声(Thermal，or Johnson，noise )、散粒噪声(Shot noise )、环境噪声(Environmental noise )、闪烁噪声(Flicker noise )软件方法：整体平均、平方脉冲平均、数字滤波。 1.3设备的性能及其特征、(6)动态范围、常规分析方法及其线性范围LOL/

12、LOQ必须至少达到2位数。 在cDL :检测限loq (限制性能) :线性响应极限(lol ) :线性响应极限、1.3装置性能及其特征；以及(7)选择性分析中，没有许多不进行干扰作用的测量通常，用选择性因子反应机器和方法的选择性，但这种应用不太多，只是在ISE分析中使用选择性因子。 1.4仪器校准方法、校准是指将仪器分析产生的各种信号与被测定物浓度连接的过程。 除重量法和库仑法外，所有仪器的分析方法都必须“校准”。 作为校正方法，可以举出标准曲线法标准添加法内标法、1.4设备校正法、1 .标准曲线法(Calibration curve、Working curve、Analytical curv

13、e )具体方法： (1)正确的调制已知(2)上述各被测定物的响应值S0、S1、S2、S3、S4及(3)得到以浓度c描绘响应信号和s的定标曲线，根据测定的Sx从下图求出cx。 或者通过最小二乘法得到其线性方程，直接进行修正计算。 1.4仪器校准方法、有无标准曲线法精准性与两个因素有关： (1)制备标准物浓度的精准性；(2)标准基体与样品基体的一致性。1.4仪器校准方法，2 .标准添加法(Standard addition method )的具体做法： (1)将一系列已知量的被测量物分别放入几个样品中，按照浓度为(cx 0)、(cx c1 )的方式进行调制(2)以上系列的响应值S0，S1 (3)绘

14、制浓度c响应信号和s，使直线外推法和浓度轴在一点(下图)交叉，求出样本中的被测定物浓度cx。 优点：沉积基质相近，或者沉积基质干扰作用相同。 1.4仪器校准方法在样本量少时，可以在一个样本上加上标记，一次加一次测定，得到与上述方法相同的结果。 如果觉得这样的过程很麻烦，可以只标记一次，分别测量样品和标记样品的修正器响应，直接用公式进行修正。 1.4仪器校准方法，3 .内标法这种方法可以说是对上述两种校准曲线的改进。 可用于克服或减少因设备或方法不足等引起的随机误差或系统误差。 具体来说，在样品中寻找大量存在或者完全不存在的物质或者内标物。 并在所有样品、标准及空白对照中加入等量的上述内标物。 分别测定样品及标准中的被测定物及内标准物的响应值，以Sx/Si比绘制浓度c。 用前述的修正方法得到cx。 1.4仪器校准方法说明，被测定物和内标物的响应值变动一致时，其比可以抵消仪器信号变动和操作上的不一致引起的检验误差。 例如，Li可以作为血清中k、Na