四大光譜分析方法的應(yīng)用

1、四大光譜分析方法的應(yīng)用摘要：隨著社會的發(fā)展四大光譜分析法在現(xiàn)當(dāng)代各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，人們的日常生活都與其有著密切的關(guān)系。本文在介紹這四種分析方法在各個領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)上著重闡述了 原子發(fā)射光譜法在冶金方面、原子吸收光譜在藥物分析方面、紫外可見吸收光譜在食品方面、 紅外光譜在中藥材方面的應(yīng)用及其發(fā)展前景。關(guān)鍵字：原子發(fā)射原子吸收紫外紅外應(yīng)用一、原子發(fā)射光譜法的應(yīng)用原子發(fā)射光譜法是根據(jù)每種化學(xué)元素的氣態(tài)原子或離子受激發(fā)后所發(fā)射的特征光譜的波長來測定物質(zhì)中元素的組成和含量的分析方法。在各種無機(jī)材料的定性、半定量及定量分析方面也曾發(fā)揮過重要作用，在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，女口：地質(zhì)部門進(jìn)行的礦

2、石分析、冶金部門進(jìn)行的鋼材成品分析、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和食 品安全及原子能工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，下面主要從原子發(fā)射光譜在冶金分析中的應(yīng)用方面進(jìn)行簡要論述。原子發(fā)射光譜法在冶金方面的具體應(yīng)用1 、常規(guī)分析鋼鐵合金中那些在火焰中難以原子化的元素（如AI,Ca,Mo,Ti,Zr 等）,在石墨爐中易生成難分解碳化物的元素（如Nb,Ta,W等）,難以采用AAS法進(jìn)行測定,而用ICP法則很容易測 定。由于ICP法屬于發(fā)射光譜分析，所有元素都有其特征譜線可供分析使用，因而成為分析 實(shí)驗(yàn)室非常有用的分析手段。特別是對難以激發(fā)的高溫元素的測定，對化學(xué)性質(zhì)極為相似的元素，據(jù)

3、粗略估計，使ICP儀器作為常規(guī)分析手段的實(shí)驗(yàn)室,70%80%勺日常分析任務(wù)由ICP法完成。2 、原材料、鐵合金分析原材料、鐵合金的分析與鋼鐵產(chǎn)品的常規(guī)分析相似，除了考慮溶解效率外，還要考慮不同種類的熔劑可能帶來的影響；采用NaOH或KOH進(jìn)行堿融，引入大量Na+,K+等易電離元素對譜線強(qiáng)度雖無明顯的離子化干擾，但大量鹽類的基體效應(yīng)卻不能不引起注意。當(dāng)鹽類的濃度不太高（5%）時只要校正溶液和樣品溶液的熔劑種類和用量盡可能保持一致，對測定的影響 不大。盡可能少用硫酸鹽和磷酸鹽。3 、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析由于ICP儀器的高靈敏度、高穩(wěn)定性，以及動態(tài)范圍寬、基體干擾少和譜線 干擾的可校對性，加上ICP法溶液進(jìn)

4、樣的優(yōu)越性，具有濕式化學(xué)法的分析精度，可 以和光度法一樣采用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校正。4 、稀土元素分析ICP法應(yīng)用于稀土元素分析，是ICP分析性能的又一優(yōu)越表現(xiàn)。采用高分辨率的ICP儀器,可以很方便地測定鋼鐵合金中的稀土分量。為解決稀土元素的光譜干 擾問題，有用基體匹配法、校正因子法、迭代法、稀土元素的光譜干擾及其校正，目前稀土 合金及稀土產(chǎn)品的分析和鋼鐵中低含量稀土分量的測定，仍然以高分辨率ICP儀器的ICP-AES分析法最為簡便有效。5、冶金分析中ICP法的干擾校準(zhǔn)（1）溶液進(jìn)樣所帶來的物理化學(xué)干擾；（2）鋼鐵基體所造成的基體干擾； 共存元素相互之間的譜線重迭干擾。為了解決ICP-AES法中的光

5、譜干擾問題， 已提出各種方法，包括數(shù)據(jù)平滑、導(dǎo)數(shù)光譜、FFT技術(shù)以及譜圖分解；相互干擾系數(shù)法校正ICP-AES多元素同時分析的光譜干擾；因子分析法校正ICPAES光譜 干擾等。當(dāng)今隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，材料科學(xué)的新發(fā)展、冶金新工藝的進(jìn)一步推廣，對冶金分析技術(shù)提出了更高的要求。ICP-AES儀器在冶金分析上必將更加普 及、更加常規(guī)化，向更高穩(wěn)定性、更好分析精度，更廣的測定范圍，更高分析效率、 更低分析成本的方向發(fā)展，會把冶金業(yè)推向空前的發(fā)展高度。二、原子吸收光譜的應(yīng)用原子吸收光譜法是根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸汽對特征輻射的吸收作用來進(jìn)行 元素定量分析的方法，它在地質(zhì)、冶金、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、輕

6、工、生物 醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)、材料科學(xué)等各個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用， 下面就以其在藥物分析方 面的應(yīng)用為例進(jìn)行簡要說明。1、制劑分析像鋁、銻、鋇、鈣、鐵、鎂、鋰、鈉、鉀、銀等金屬的化合物具有藥理 學(xué)意義，已被制成制劑應(yīng)用于臨床1。滲透液中鉀和鈉的量必須嚴(yán)格限定。 對于 可治療精神病的銣和銫,在用原子吸收光譜法測定時，電離問題十分嚴(yán)重?？顾?劑及收斂劑中常含有鋁鹽。鈣鹽廣泛地用于片劑、糖漿劑以及注射劑中。鎂鹽可 用于致瀉、賦形劑或抗酸劑。鋅常被用于各種軟膏和乳膏中，這些膏劑中的鋅通常以氧化鋅、硬脂酸鋅的形式存在。許多汞的化合物常用做利尿劑、消毒劑和藥 物防腐劑。2、雜質(zhì)限定對于原料及制劑中的金屬雜質(zhì)以及有

7、害元素進(jìn)行限量測定對于用藥的安 全性具有重要意義。砷的測定、測定元素鋇通常采用石墨爐原子化法即可提高其 靈敏度控制檢出限，羧芐青霉素鈉鈀是合成過程中的催化劑3、中藥材中微量元素的測定珍珠母在臨床上可用于治療頭痛眩暈、肝虛目昏等癥，其主要成分為碳 酸鈣，中藥水蛭中富含鋅、銅，對治療心腦血管疾患十分有益，以氫化物原子吸 收光譜法測定了水蛭中的有毒元素砷和汞，同一種中藥材，產(chǎn)地不同、炮制方法不同或是用藥部位不同，其微量元素的含量也不盡相同。AAS 在藥物分析中的未來發(fā)展趨勢應(yīng)集中于以下幾方面 ：(1)藥物和生物制 劑的微量元素含量分析仍是 AAS的主要應(yīng)用領(lǐng)域(2)拓寬AAS法測定藥物的應(yīng)用 范圍.

8、(3)與高效分離技術(shù)結(jié)合，三、紫外可見吸收光譜法的應(yīng)用它是基于分子的價電子躍遷吸收紫外可見光譜輻射能來研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的方法。主要應(yīng)用在有機(jī)化合物的定性、定量分析方面，在化合物的鑒定、 結(jié)構(gòu)分析和純度檢查、藥物、事物、食品、天然產(chǎn)物化學(xué)中都有應(yīng)用，先以其在 食品方面的應(yīng)用進(jìn)行分析。1、紫外-可見分光光度計在食品酶分析中的應(yīng)用：通過紫外-可見分光光度計測定酶的活性。2、紫外-可見分光光度法分析食品中的多種物質(zhì)：酸奶中維生素A的測定、 水果汁中果糖的測定、番茄紅素的測定。3、在食品安全檢測中的主要應(yīng)用 ：檢測食品中的鎘、測定肉制品中亞硝 酸鹽的含量。4、 紫外-可見分光光度法在食品行業(yè)中的發(fā)展

9、趨勢 ：食品分析現(xiàn)場化、家 庭化的呼聲越來越高。相應(yīng)地對食品分析儀器的小型化、 智能化的要求也越來越 迫切。這些儀器的研制和生產(chǎn)，將會給食品光度分析注入新的活力。5、 食品領(lǐng)域中新技術(shù) ：生物芯片檢測技術(shù) 、生物傳感器及分子印跡技 術(shù)、生物傳感器及分子印跡技術(shù)、特種電化學(xué)傳感器四、紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜是痱子對紅外光的吸收特征，紅外光譜在高聚物的構(gòu)型、構(gòu)象、力學(xué)性質(zhì)的 研究以及物理、天文、氣象、遙感、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。以其在中藥材方面 的應(yīng)用為例進(jìn)行說明。1、 常用中藥材的深入研究：研究方向：一種是在譜圖計算機(jī)輔助解析方面進(jìn)行深入研究，另一種是為了增大樣品差異性對樣品進(jìn)行前處理。

10、紅外光譜技術(shù)應(yīng)用新進(jìn)展表現(xiàn)為：一方面通過應(yīng)用了不同的溶媒進(jìn)行試驗(yàn)，對藥材進(jìn)行提取處理，增大了樣品差異性，提高了譜圖差異化，更有利于差異性小的藥 材辨識；另一方面譜圖計算機(jī)輔助解析通過量化峰高比、主 成分分析、譜圖半定量分析、相關(guān)二維、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面的深入研究，挖掘了更多的譜圖數(shù)據(jù)信息。2、 地方名族藥的鑒別：紅外光譜分析技術(shù)已迅速被彝、藏、蒙等少數(shù)民族醫(yī)藥所接受， 并且在地域性藥物鑒別、基原調(diào)查、珍稀藥材保護(hù)等領(lǐng)域進(jìn)行了有益的嘗試。3、 中藥的炮制：紅外指紋圖譜用于中藥炮制品的鑒別是可行的，特別是二維相關(guān)的使用使炮制過程不再成為不可控的過程；且紅外光譜法樣品制備簡單 ，儀器設(shè)備普及性強(qiáng)，在中藥飲片的快速鑒別與過程監(jiān)控中具有一定的優(yōu)勢。例如鮑紅娟等28利用紅外光譜技術(shù)分析研究河南道地藥材懷菊花及其炮制品，找出懷菊花、炒菊花和菊花炭的紅外光譜和二階導(dǎo)數(shù)譜的？指紋#特征。4、 中藥注射劑： 紅外