光學(xué)儀器分析基本概念和原理

    ５． 化學(xué)計量火焰：由于燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)計量反應(yīng)關(guān)系相近，又稱為中性火焰 ，這類火焰 溫度高、穩(wěn)定、干擾小背景低，適合于許多元素的測定。 
    ６． 富燃火焰：指燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)元素計量的火焰。其特點(diǎn)是燃燒不完全，溫度略低于化學(xué)火焰，具有還原性，適合于易形成難解離氧化物的元素測定；干擾較多，背景高。 
    ７． 貧燃火焰：指助燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計量的火焰，它的溫度較低，有較強(qiáng)的氧化性，有利于測定易解離，易電離元素如堿金屬。 
    ８． 光譜通帶：Ｗ＝Ｄ·Ｓ被測元素共振吸收線與干擾線近，選用Ｗ要小，干擾線較遠(yuǎn)，可用大的Ｗ，一般單色器色散率一定，僅調(diào)狹縫確定Ｗ。 
    ９． 物理干擾是指試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液物理性質(zhì)有差別而產(chǎn)生的干擾。粘度、表面張力或溶液密度等變化，影響樣品霧化和氣溶膠到達(dá)火焰的傳遞等會引起的原子吸收強(qiáng)度的變化。非選擇性干擾。消除方法：配制被測試樣組成相近溶液，或用標(biāo)準(zhǔn)化加入法。濃度高可用稀釋法。 
    １０． 化學(xué)干擾化學(xué)干擾是指被測元原子與共存組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，影響被測元素原子化。 
    １１． 電離干擾在高溫下原子會電離使基態(tài)原子數(shù)減少 吸收下降 稱電離干擾。消除的方法是加入過量消電離劑 所謂的消電離劑 是電離電位較低的元素 加入時 產(chǎn)生大量電子 抑制被測元素電離。 
    １２． 光譜干擾吸收線重疊待測元素分析線與共存元素的吸收線重疊。 
    １３． 背景干擾背景干擾也是光譜干擾，主要指分子吸與光散射造成光譜背景。分子吸收是指在原子化過程中生成的分子對輻射吸收，分子吸收是帶光譜。光散射是指原子化過程中產(chǎn)生的微小的固體顆粒使光產(chǎn)生散射，造成透過光減小，吸收值增加。背景干擾，一般使吸收值增加。產(chǎn)生正誤差。標(biāo)準(zhǔn)加入法能消除基體干擾，不能消除背景干擾。使用時，注意要扣除背景干擾。 
    １４． 習(xí)慣靈敏度：特征濃度，是指產(chǎn)生１％吸收時，水溶液中某元素的濃度通（常用ｍｇ／ｍｌ／１％表示）。 
    １５． 質(zhì)譜法是通過將樣品轉(zhuǎn)化為運(yùn)動的氣態(tài)離子并按質(zhì)荷比Ｍ／Ｚ大小進(jìn)行分離并記錄其信息的分析方法。所得結(jié)果以圖譜表達(dá)，即所謂的質(zhì)譜圖（亦稱質(zhì)譜，Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）。根據(jù)質(zhì)譜圖提供的信息可以進(jìn)行多種有機(jī)物及無機(jī)物的定性和定量分析、復(fù)雜化合物的結(jié)構(gòu)分析、樣品中各種同位素比的測定及固體表面的結(jié)構(gòu)和組成分析等。而在實(shí)際工作中，有時很難找到相鄰的且峰高相等的兩個峰，同時峰谷又為峰高的１０％。在這種情況下，可任選一單峰，測其峰高５％處的峰寬Ｗ０．０５，即可當(dāng)作上式中的Δｍ，此時分辨率定義Ｒ＝ｍ／Ｗ０．０５ 。質(zhì)譜儀的分辨本領(lǐng)由幾個因素決定：（Ⅰ）離子通道的半徑；Ⅱ）加速器與收集器狹縫寬度；（Ⅲ）離子源的性質(zhì)。質(zhì)譜儀的靈敏度有靈敏度、相對靈敏度和分析靈敏度等幾種表示方法。靈敏度是指儀器可以檢測到的小樣品量；相對靈敏度是指儀器可以同時檢測的大組分與小組分含量之比；分析靈敏度則指輸入儀器的樣品量與儀器輸出的信號之比。 
    １６． 質(zhì)量分析器的主要類型有：磁分析器、飛行時間分析器、四極濾質(zhì)器、離子捕獲分析器和離子回旋共振分析器等。 
    １７． 分子離子峰試樣分子在高能電子撞擊下產(chǎn)生正離子。 
    １８． 分子離子的質(zhì)量對應(yīng)于中性分子的質(zhì)量，這對解釋本質(zhì)譜十分重要。幾乎所有的有機(jī)分子都可以產(chǎn)生可以辨認(rèn)的分子離子峰，有些分子如芳香環(huán)分子可產(chǎn)生較大的分子離子峰，而高分子量的烴、脂肪醇、醚及胺等則產(chǎn)生較小的分子離子峰。若不考慮同位素的影響，分子離子應(yīng)該具有質(zhì)量。分子中若含有偶數(shù)個氮原子，則相對分子質(zhì)量將是偶數(shù)；反之，將是奇數(shù)。這就是所謂的“氮律”。 
    １９． 原子熒光光譜法是１９６４年以后發(fā)展起來的分析方法。原子熒光光譜法是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的發(fā)射光譜分析法。但所用儀器與原子吸收光譜法相近。原子熒光光譜的產(chǎn)生：氣態(tài)自由原子吸收特征輻射后躍遷到較高能級，然后又躍遷回到基態(tài)或較低能級。同時發(fā)射出與原激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射即原子熒光。原子熒光為光致發(fā)光，二次發(fā)光，激發(fā)光源停止時，再發(fā)射過程立即停止。原子熒光的類型：原子熒光分為共振熒光、非共振熒光與敏化熒光等三種類型。（１）共振熒光  發(fā)射與原吸收線波長相同的熒光為共振熒光。（２）非共振熒光  熒光的波長與激發(fā)光不同時，稱非共振熒光。  Ⅰ． 直躍線熒光，Ⅱ． 階躍線熒光，Ⅲ． ａｎｔｉ—ｓｔｏｒｅｓ熒光。Ⅰ和Ⅱ均為Ｓｔｏｒｅｓ熒光。）（３）敏化熒光  受激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時，把激發(fā)能傳遞給另一個原子使其激發(fā)，后者再從輻射形式去激發(fā)而發(fā)射熒光即為敏化熒光。熒光猝滅受激原子和其他粒子碰撞，把一部分能量變成熱運(yùn)動與其他形式的能量，因而發(fā)生的去激發(fā)過程。 
    ２０． 不動的一相，稱為固定相；另一相是攜帶樣品流過固定相的流動體，稱為流動相。不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時間稱為死時間。試樣從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)峰極大點(diǎn)時所經(jīng)歷的時間，稱為保留時間。某組份的保留時間扣除死時間后稱為該組份的調(diào)整保留時間，即ｔＲ′＝ｔＲ－ｔＭ。死體積可由死時間與流動相體積流速Ｆ０（Ｌ／ｍｉｎ）計算：    ＶＭ＝ｔＭ·Ｆ０。指從進(jìn)樣開始到被測組份在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時所通過的流動相體積。保留體積與保留時間ｔＲ的關(guān)系如下：ＶＲ＝ｔＲ·Ｆ０ 某組份的保留體積扣除死體積后，稱該組份的調(diào)整保留體積，即ＶＲ′＝ＶＲ－ＶＭ。某組份２的調(diào)整保留值與組份１的調(diào)整保留值之比，稱為相對保留值必須注意，相對保留值不是兩個組份保留時間或保留體積之比。 
    ２１． 從色譜流出曲線上，可以得到許多重要信息： （ｌ）根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷樣品中所合組份的少個數(shù)。（２）根據(jù)色譜峰的保留值或位置），可以進(jìn)行定性分析。（３）根據(jù)色譜峰下的面積或峰高，可以進(jìn)行定量分析。（４）色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?，是評價色譜柱分離效能的依據(jù)。（５）色譜峰兩峰間的距離，是評價固定相和流動相選擇是否合適的依據(jù)。 
    ２２． 色譜分析的目的是將樣品中各組分彼此分離，組分要達(dá)到完全分離，兩峰間的距離必須足夠遠(yuǎn)，兩峰間的距離是由組分在兩相間的分配系數(shù)決定的，即與色譜過程的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。但是兩峰間雖有一定距離，如果每個峰都很寬，以致彼此重疊，還是不能分開。這些峰的寬或窄是由組分在色譜柱中傳質(zhì)和擴(kuò)散行為決定的，即與色譜過程的動力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。因此，要從熱力學(xué)和動力學(xué)兩方面來研究色譜行為。  描述這種分配的參數(shù)稱為分配系數(shù)見它是指在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動相之間分配達(dá)平衡時的濃度之比值Ｋ。分配比又稱容量因子，它是指在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達(dá)平衡時，分配在固定相和流動相中的質(zhì)量比ｋ。ｋ值越大，說明組分在固定相中的量越多，相當(dāng)于柱的容量大，因此又稱分配容量或容量因子。它是衡量色譜柱對被分離組分保留能力的重要參數(shù)。ｋ值也決定于組分及固定相熱力學(xué)性質(zhì)。它不僅隨柱溫、柱壓變化而變化，而且還與流動相及固定相的體積有關(guān)。分配比ｋ值可直接從色譜圖測得。設(shè)流動相在柱內(nèi)的線速度為ｕ，組分在柱內(nèi)線速度為ｕｓ，由于固定相對組分有保留作用，所以ｕｓ＜ｕ．此兩速度之比稱為滯留因子Ｒｓ。 通過選擇因子α把實(shí)驗(yàn)測量值ｋ與熱力學(xué)性質(zhì)的分配系數(shù)Ｋ直接聯(lián)系起來，α對固定相的選擇具有實(shí)際意義。如果兩組分的Ｋ或ｋ值相等，則α＝１，兩個組分的色譜峰必將重合，說明分不開。兩組分的Ｋ或ｋ值相差越大，則分離得越好。因此兩組分具有不同的分配系數(shù)是色譜分離的先決條件。Ｒ值越大，表明相鄰兩組分分離越好。一般說，當(dāng)Ｒ＜１時，兩峰有部分重疊；當(dāng)Ｒ＝１時，分離程度可達(dá)９８％；當(dāng)Ｒ＝１．５時，分離程度可達(dá)９９．７％。通常用Ｒ＝１．５作為相鄰兩組分已完全分離的標(biāo)志。 
     ２３．氣相色譜檢測器是把載氣里被分離的各組分的濃度或質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。目前檢測器的種類多達(dá)數(shù)十種。根據(jù)檢測原理的不同，可將其分為濃度型檢測器和質(zhì)量型檢測器兩種：熱導(dǎo)檢測器和電子捕獲檢測器濃度型檢測器火焰離子化檢測器和火焰光度檢測器質(zhì)量型檢測器。熱導(dǎo)檢測器幾乎對所有物質(zhì)都有響應(yīng)，通用性好，而且線性范圍寬，價格便宜，因此是應(yīng)用廣，成熟的一種檢測器?；鹧骐x子化檢測器比熱導(dǎo)檢測器的靈敏度高約１０３倍，檢出限低，可達(dá)１０－１２ｇ·Ｓ－１。一個優(yōu)良的檢測器應(yīng)具以下幾個性能指標(biāo)：靈敏度高、檢出限低、死體積小、響應(yīng)迅速、線性范圍寬、穩(wěn)定性好。 
    ２４． 柱溫的選擇 在使難分離的組分有盡可能好的分離前提下，采取適當(dāng)?shù)偷闹鶞?，但以保留時間適宜，峰形不拖尾為度。柱溫不能高于固定液的使用溫度。進(jìn)樣量的選擇：一般說來，色譜柱越粗、越長固定液含量越高，容許進(jìn)樣量越大。

    ２５．氣相色譜法分析對象只限于分析氣體和沸點(diǎn)較低的化合物，它們僅占有機(jī)物總數(shù)的２０％。對于占有機(jī)物總數(shù)近８０％的那些高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差、摩爾質(zhì)量大的物質(zhì)，目前主要采用高效液相色譜法進(jìn)行分離和分析。 氣相色譜采用流動相是惰性氣體，它對組分沒有親和力，即不產(chǎn)生相互作用力，僅起運(yùn)載作用。而高效液相色譜法中流動相可選用不同極性的液體，選擇余地大，它對組分可產(chǎn)生一定親和力，并參與固定相對組分作用的劇烈競爭。因此，流動相對分離起很大作用，相當(dāng)于增加了一個控制和改進(jìn)分離條件的參數(shù)，這為選擇佳分離條件提供了極大方便。氣相色譜一般都在較高溫度下進(jìn)行的，而高效液相色譜法則經(jīng)常可在室溫條件下工作。總之，高效液相色譜法是吸取了氣相色譜與經(jīng)典液相色譜優(yōu)點(diǎn)，并用現(xiàn)代化手段加以改進(jìn)，因此得到迅猛的發(fā)展。目前高效液相色譜法已被廣泛應(yīng)用于分析對生物學(xué)和醫(yī)藥上有重大意義的大分子物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、多糖類、植物色素、高聚物、染料及**等物質(zhì)的分離和分析。

    ２６．液一液分配色譜法（ＬＬＰＣ）液液分配色譜的分離原理基本與液液萃取相同，都是根據(jù)物質(zhì)在兩種互不相溶的液體中溶解度的不同，具有不同的分配系數(shù)?；瘜W(xué)鍵合相色譜法（ＣＢＰＣ）采用化學(xué)鍵合相的液相色譜稱為化學(xué)鍵合相色譜法，簡稱鍵合相色譜。液一固吸附色譜法ＬＳＡＣ 當(dāng)流動相通過固定相（吸附劑）時，吸附劑表面的活性中心就要吸附流動相分子。同時，當(dāng)試樣分子（Ｘ）被流動相帶入柱內(nèi)，只要它們在固定相有一定程度的保留就要取代數(shù)目相當(dāng)?shù)囊驯晃降牧鲃酉嗳軇┓钟?。于是，在固定相表面發(fā)生競爭吸附離子交換色譜法（ＩＥＣ） 離子交換原理和液相色譜技術(shù)的結(jié)合來測定溶液中陽離子和陰離子的一種分離分析方法。離子色譜法（ＩＣ） 離子色譜法是由離子交換色譜法派生出來的一種分離方法。通過分離柱后的樣品再經(jīng)過抑制柱，使具有高背景電導(dǎo)的流動相轉(zhuǎn)變成低背景電導(dǎo)的流動相，從而用電導(dǎo)檢測器可直接檢測各種離子的含量。離子對色譜法（ＩＰＣ） 離子對色譜法是將一種（或數(shù)種）與溶質(zhì)離子電荷相反的離子（稱對離子或反離子）加到流動相或固定相中，使其與溶質(zhì)離子結(jié)合形成離子對，從而控制溶質(zhì)離子保留行為的一種色譜法。尺寸排阻色譜法（ＳＥＣ）基于試樣分子的尺寸和形狀不同來實(shí)現(xiàn)分離的。體積大的分子不能滲透到孔穴中去而被排阻，較早地被淋洗出來；中等體積的分子部分滲透；小分子可完全滲透入內(nèi)，后洗出色譜柱。