儀器分(fen)析(xi)(xi)是指(zhi)采用比較復雜或(huo)特殊的(de)儀器設備,通過測量(liang)物(wu)質的(de)某些物(wu)理或(huo)物(wu)理化學性(xing)質的(de)參數及其變(bian)化來獲取(qu)物(wu)質的(de)化學組成、成分(fen)含量(liang)及化學結構(gou)等(deng)信(xin)息的(de)一類方(fang)法(fa)。儀器分(fen)析(xi)(xi)與化學分(fen)析(xi)(xi)(chemical analysis)是分(fen)析(xi)(xi)化學(analytical chemistry)的(de)兩個分(fen)析(xi)(xi)方(fang)法(fa)。
儀器分析的(de)分(fen)析(xi)對象一般是(shi)半微量(0.01~0.1g)、微量(0.1~10mg)、超微量(<0.1mg)組分(fen)的(de)分(fen)析(xi),靈敏度高;而化學分(fen)析(xi)一般是(shi)半微量(0.01~0.1g)、常(chang)量(>0.1g)組分(fen)的(de)分(fen)析(xi),準確(que)度高。
儀器(qi)分(fen)(fen)析(xi)大致可以(yi)分(fen)(fen)為:電化學分(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)、核(he)磁共振波(bo)譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、原(yuan)子(zi)發(fa)射光譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、氣相色(se)(se)譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、原(yuan)子(zi)吸收光譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、高效(xiao)液相色(se)(se)譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、紫外-可見光譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、質譜(pu)(pu)分(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)、紅(hong)外光譜(pu)(pu)法(fa)(fa)(fa)、其(qi)它儀器(qi)分(fen)(fen)析(xi)法(fa)(fa)(fa)等。
儀器分析的主要特點
1、靈敏度高:大多數儀器分析法(fa)適用于微量、痕量分析。例如(ru),原子(zi)吸收(shou)分光光度法(fa)測定某些元素(su)的(de)絕對靈敏度可(ke)達10^-14g。
2、取(qu)樣量少(shao):化學分(fen)析法(fa)需用10-1~10-4g,儀(yi)器(qi)分(fen)析試樣常在10-2~10-8g。
3、在低(di)濃度下的(de)分析(xi)準確度較高(gao):含量(liang)在10-5%~10-9%范圍內的(de)雜質(zhi)測(ce)定,相對誤差低(di)達1%~10%。
4、快速:例如(ru),發(fa)射光譜分析法在(zai)1min內可同時測定水中48個(ge)元素(su)。
5、可進行無(wu)損(sun)分(fen)析(xi):有時可在不破(po)壞試(shi)樣的(de)情況下進行測定,適于考古、文物等特殊領域的(de)分(fen)析(xi)。有的(de)方法還能進行表面或微(wei)區分(fen)析(xi),或試(shi)樣可回收。
6、能(neng)進行多信息或(huo)特殊功能(neng)的分(fen)(fen)析(xi)(xi):有(you)時(shi)可(ke)同時(shi)作定(ding)性(xing)、定(ding)量分(fen)(fen)析(xi)(xi),有(you)時(shi)可(ke)同時(shi)測定(ding)材(cai)料(liao)的組分(fen)(fen)比和原子(zi)的價(jia)態。放(fang)射性(xing)分(fen)(fen)析(xi)(xi)法還可(ke)作痕量雜質分(fen)(fen)析(xi)(xi)。
7、專一性強:例如,用單晶(jing)X衍射(she)儀可專測晶(jing)體結構;用離(li)子(zi)選擇性電極可測指定離(li)子(zi)的濃(nong)度等。
8、便于遙(yao)測、遙(yao)控(kong)、自動(dong)化:可作即時(shi)、在線分析控(kong)制生產過程、環境自動(dong)監測與控(kong)制。
9、操作較簡(jian)(jian)便:省(sheng)去了繁多化(hua)學操作過程。隨自動化(hua)、程序化(hua)程度的提高(gao)操作將更趨于簡(jian)(jian)化(hua)。
10、儀(yi)器設備(bei)較復雜(za),價格較昂貴。
儀器分析的發展趨勢
1、方法創新
進一步提(ti)高(gao)儀器(qi)分(fen)析方法的靈敏度、選(xuan)擇性(xing)和準確的。各種選(xuan)擇性(xing)檢測技術(shu)和多組分(fen)同時分(fen)析技術(shu)等是(shi)當前儀器(qi)分(fen)析研(yan)究的重要課(ke)題。
2、分(fen)析儀器智能化
微機(ji)在儀器分(fen)析法中不僅只(zhi)運算分(fen)析結果,而且可以(yi)儲存分(fen)析方(fang)法和標(biao)準數據,控制儀器的全部操作,實現分(fen)析操作自(zi)動化(hua)和智能(neng)化(hua)。
3、新型動(dong)態(tai)分析檢(jian)測和非(fei)破壞性檢(jian)測
離線的分析(xi)(xi)檢(jian)測不(bu)能瞬時、直接、準確地(di)反(fan)映生產實(shi)際和(he)生命環境的情景實(shi)況,布恩那(nei)個及(ji)時控制生產、生態和(he)生物(wu)過程。運用(yong)先進的技術和(he)分析(xi)(xi)原理,研究并(bing)建立有效而使用(yong)的實(shi)時、在線和(he)高靈敏度、高選擇(ze)性(xing)的新型動態分析(xi)(xi)檢(jian)測和(he)非(fei)破壞性(xing)檢(jian)測,將是21世紀儀器(qi)分析(xi)(xi)發展的主流。生物(wu)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)和(he)酶(mei)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、免(mian)疫傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、DNA傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、細胞(bao)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等(deng)不(bu)斷(duan)涌現(xian);納米傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的出現(xian)也(ye)為(wei)活體分析(xi)(xi)帶來了機遇。
4、多(duo)種方法的聯(lian)合使用
儀器(qi)分析多種(zhong)方(fang)(fang)法的(de)聯(lian)合使(shi)(shi)用(yong)可(ke)以使(shi)(shi)每(mei)種(zhong)方(fang)(fang)法的(de)優點得以發揮,每(mei)種(zhong)方(fang)(fang)法的(de)缺點得以補救。聯(lian)用(yong)分析技(ji)術已成為(wei)當前儀器(qi)分析的(de)重要發展(zhan)方(fang)(fang)向。
5、擴展(zhan)時空多維信息
隨著環境科學(xue)(xue)(xue)、宇宙(zhou)科學(xue)(xue)(xue)、能(neng)源科學(xue)(xue)(xue)、生(sheng)命科學(xue)(xue)(xue)、臨床化學(xue)(xue)(xue)、生(sheng)物醫學(xue)(xue)(xue)等學(xue)(xue)(xue)科的(de)興起,現代(dai)儀器分(fen)(fen)析的(de)發展已(yi)不(bu)局限(xian)于將待測組分(fen)(fen)分(fen)(fen)離(li)出來進行(xing)表征和(he)測量,而且成為(wei)一(yi)門為(wei)物質提(ti)供盡可能(neng)多的(de)化學(xue)(xue)(xue)信(xin)息的(de)科學(xue)(xue)(xue)。隨著人們(men)對(dui)客觀物質認識的(de)深入,某些(xie)過去所不(bu)甚熟悉的(de)領域(如多維、不(bu)穩(wen)定和(he)邊(bian)界條件等)也逐漸(jian)提(ti)到日程(cheng)上來。采(cai)用現代(dai)核磁共(gong)振光譜(pu)、質譜(pu)、紅外(wai)光譜(pu)等分(fen)(fen)析方(fang)法,可提(ti)供有機物分(fen)(fen)子的(de)精細結構(gou)、空間排列構(gou)成及(ji)瞬態變化等信(xin)息,為(wei)人們(men)對(dui)化學(xue)(xue)(xue)反應(ying)歷程(cheng)及(ji)生(sheng)命的(de)認識提(ti)供了重要基礎。