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淺談儀器分析 madeby文麟芳 一 什么是儀器分析 儀器分析是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支 它是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法 利用較特殊的儀器 對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析 定量分析 形態(tài)分析儀器分析與化學(xué)分析 chemicalanalysis 是分析化學(xué) analyticalchemistry 的兩個(gè)分析方法 二 基本的儀器分析方法 1 光學(xué)分析法2 電化學(xué)分析法3 色譜分析法4 熱分析法5 質(zhì)譜分析法6 放射分析法7 電鏡分析法 三 儀器分析特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 1 分析速度快 適于批量試樣分析2 靈敏度高 適用于微量成分測(cè)定3 容易實(shí)現(xiàn)在線分析和遙控監(jiān)測(cè)4 用途廣泛 能適應(yīng)各種分析要求5 樣品用量少 可進(jìn)行不破壞樣品的無(wú)損分析6 數(shù)據(jù)的采集和處理易于自動(dòng)化和智能化 四 儀器分析的局限性 1 儀器設(shè)備復(fù)雜 價(jià)格及維護(hù)費(fèi)用比較昂貴 對(duì)維護(hù)及環(huán)境要求較高2 儀器分析是一種相對(duì)分析方法 一般需用已知組分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)對(duì)照 而標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的獲得常常是限制儀器分析廣泛應(yīng)用問題之一3 相對(duì)誤差較大 不適于常量和高含量組分的分析4 分析前常要進(jìn)行預(yù)處理 五 儀器分析在食品安全檢測(cè)上的應(yīng)用 食品消費(fèi)安全是人們?nèi)粘ｊP(guān)注的重大問題之一 食品中的農(nóng)藥殘留 獸藥殘留 非法添加劑 重金屬等有害物質(zhì)殘留問題依然存在 食品安全檢測(cè)的特點(diǎn)1 樣品基質(zhì)復(fù)雜 樣品的來(lái)源復(fù)雜 種類繁多 樣品包含蔬菜 水果 肉類 水產(chǎn)品等 這些食品都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物 給檢測(cè)工作帶來(lái)了極大干擾 2 檢測(cè)項(xiàng)目種類和檢測(cè)組分多 農(nóng)藥殘留 獸藥殘留 重金屬污染3 檢測(cè)組分含量低 六 食品安全檢測(cè)常用的儀器分析方法 1 氣相色譜氣相色譜是20世紀(jì)50 60年代發(fā)展起來(lái)的一種高效快速分析的方法 在食品安全檢測(cè)中 只要樣品能在氣相色譜儀操作許可的濕度下 直接或間接氣化 均可采用氣相色譜儀進(jìn)行定性 定量分析 如蛋白質(zhì) 氨基酸 核酸 糖類 脂肪酸 農(nóng)藥等殘留等 2 液相色譜液相色譜基礎(chǔ)是液相層析 它不僅可以對(duì)食品中各類營(yíng)養(yǎng)成分及含量進(jìn)行分離和測(cè)定 而且還可以對(duì)食品中殘留的一些有害微量物質(zhì)及在食品腐敗過程中產(chǎn)生的各種毒素進(jìn)行分析 3 質(zhì)譜主要有氣相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用 高效液相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用 氣相色譜 原子光譜 質(zhì)譜聯(lián)用 超臨界流體色譜 電感耦合等離子 質(zhì)譜聯(lián)用等 色譜與質(zhì)譜的結(jié)合 在食品檢測(cè)中能夠定性或定量地檢測(cè)出食品中揮發(fā)性成分 糖類組成 氨基酸 蛋白質(zhì) 香味成分及有毒有害物質(zhì)等成分 氣相色譜 質(zhì)譜聯(lián)用儀 4 原子吸收光譜目前原子吸收光譜與其他分析技術(shù)聯(lián)用促進(jìn)了原子吸收光譜法的發(fā)展 與流動(dòng)注射聯(lián)用 消除了基體效應(yīng) 提高了測(cè)定靈敏度和精密度 與氫化物發(fā)生器聯(lián)用 使測(cè)定微量元素更檢出限更寬 原子吸收光譜在食品分析 食品營(yíng)養(yǎng) 食品生物化學(xué) 食品毒理學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 5 原子熒光光譜原子熒光光譜在元素及其形態(tài)分析方面有廣泛應(yīng)用 特別是與氫化物發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)的結(jié)合 在測(cè)定食品 生物樣品等中的As 砷 Bi 鉍 Se 硒 Te 碲 Hg 汞 等元素都有很好的效果 原子熒光光譜儀 七 食品安全監(jiān)控建議 嚴(yán)格審查和檢查食品生產(chǎn)許可證制度 提高食品生產(chǎn)的進(jìn)入門檻 規(guī)范生產(chǎn)流程和有效監(jiān)督生產(chǎn)過程 完善食品安全生產(chǎn)規(guī)章制度 建立食品安全事故追責(zé)制 加大對(duì)食品安全事故的懲治力度 普及現(xiàn)代分析儀器的應(yīng)用 建設(shè)日常性的食品 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)機(jī)構(gòu) 針對(duì)地區(qū)性的食品 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全進(jìn)行日常性的檢測(cè) 防止問題食品流出市面 八 儀器分析技術(shù)的發(fā)展過程 儀器分析發(fā)展經(jīng)歷了三次發(fā)展階段 實(shí)現(xiàn)了三次變革 第一階段 16世紀(jì) 天平的出現(xiàn) 分析化學(xué)具有了科學(xué)內(nèi)涵 20世紀(jì)初 依據(jù)溶液中四大反應(yīng)平衡理論 形成分析化學(xué)的理論基礎(chǔ) 分析化學(xué)由一門操作技術(shù)變成一門科學(xué) 分析化學(xué)的第一次變革 20世紀(jì)40年代前 化學(xué)分析占主導(dǎo)地位 儀器分析種類少和精度低 第二階段 20世紀(jì)40年代后 儀器分析的大發(fā)展時(shí)期 儀器分析使分析速度加快 促進(jìn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展 化學(xué)分析與儀器分析并重 儀器分析自動(dòng)化程度程度低 第三階段 80年代初 以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為標(biāo)志的分析化學(xué)第三次變革 計(jì)算機(jī)控制的分析數(shù)據(jù)采集與處理 實(shí)現(xiàn)智能 化學(xué)計(jì)量學(xué) 化學(xué)信息查詢 挖掘 優(yōu)化 以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新儀器的出現(xiàn) 傅里葉變換紅外光譜儀 色譜 質(zhì)譜聯(lián)用儀 九 儀器分析的發(fā)展趨勢(shì) 業(yè)內(nèi)人士指出儀器分析正向智能化方向發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在于 基于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)儀器分析的自動(dòng)化 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了儀器分析數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展 儀器分析的聯(lián)用技術(shù)向測(cè)試速度超高速化 分析試樣超微量化 儀器分析超小型化的方向發(fā)展 九 儀器分析的發(fā)展趨勢(shì) 世界儀器分析事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展 從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)看 世紀(jì)之交的世界儀器分析技術(shù)可以說正在經(jīng)歷一場(chǎng)革命性的變化 傳統(tǒng)的光學(xué) 熱學(xué) 電化學(xué) 色譜 波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子學(xué)結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式 轉(zhuǎn)化為光 機(jī) 電 算 計(jì)算機(jī) 一體化 自動(dòng)化的結(jié)構(gòu) 并正向更名副其實(shí)的智能系統(tǒng)發(fā)展 帶有自診斷 自控 自調(diào) 自行判斷決策等高智能功能 從世界儀器分析銷售增勢(shì)來(lái)看 世紀(jì)之交在農(nóng)業(yè) 能源 信息 環(huán)境 材料 生物 醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域快速發(fā)展的全球需求刺激下 加上儀器分析技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的儀器分析更新?lián)Q代周期不斷縮短 使多年來(lái)世界儀器分析市場(chǎng)銷售額保持10 左右甚至更高的年增長(zhǎng)率 這說明儀器分析行業(yè)不是 夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè) 而是能不斷更新保持旺盛的生命力 那么 我們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)儀器分析課程呢 十 如何學(xué)習(xí)儀器分析課程 儀器分析課程是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的化學(xué)化工類專業(yè)人才所必需的重要課程 在儀器分析的學(xué)習(xí)中 我們應(yīng)該掌握以下特點(diǎn)1 注意比較和總結(jié) 增加學(xué)習(xí)主動(dòng)性在學(xué)習(xí)過程中 抓住各方法的基本理論 儀器的基本部件及作用原理 并加以比較 找出異同 對(duì)理論學(xué)