六類分析儀器詳細(xì)介紹及應(yīng)用

分析儀器是用于物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)及物理特性分析的高新技術(shù)設(shè)備，按功能和應(yīng)用可分為光譜、色譜、質(zhì)譜、電化學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及樣品前處理六大類。以下從原理、特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域展開介紹：

一、光譜分析儀器

原理：通過測(cè)量物質(zhì)對(duì)光的吸收、發(fā)射或散射特性，獲取化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)信息。

1. 原子吸收光譜儀（AAS）

   • 原理：將待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為原子蒸氣，通過特征光吸收強(qiáng)度與濃度成反比的關(guān)系進(jìn)行定量分析。

   • 特點(diǎn)：靈敏度高、選擇性好，但需單元素空心陰極燈，無法同時(shí)測(cè)定多元素。

   • 應(yīng)用：化工、地質(zhì)、環(huán)境、食品等領(lǐng)域微量金屬元素分析（如鉛、鎘、汞）。

   
   

2. 紫外-可見分光光度計(jì)（UV-Vis）

   • 原理：利用物質(zhì)對(duì)紫外或可見光的吸收特性進(jìn)行定性、定量分析。

   • 特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、成本低，適用于液體樣品。

   • 應(yīng)用：水質(zhì)檢測(cè)、藥物分析、食品添加劑測(cè)定。

   
   

3. 紅外光譜儀（IR）

   • 原理：通過分子振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的特征吸收峰，鑒定官能團(tuán)或化學(xué)鍵。

   • 特點(diǎn)：非破壞性分析，可鑒定未知物結(jié)構(gòu)。

   • 應(yīng)用：有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析、聚合物材料鑒定、藥品成分分析。

   
   

4. 核磁共振儀（NMR）

   • 原理：利用原子核在磁場(chǎng)中的能級(jí)躍遷，獲取分子結(jié)構(gòu)信息。

   • 特點(diǎn)：試樣用量少、準(zhǔn)確性高，但設(shè)備昂貴。

   • 應(yīng)用：有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定、藥物代謝研究、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。

   
   

二、色譜分析儀器

原理：利用物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相間的分配差異實(shí)現(xiàn)分離。
典型儀器：

1. 氣相色譜儀（GC）

   • 原理：以氣體為流動(dòng)相，通過色譜柱分離混合物，檢測(cè)器將組分轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

   • 特點(diǎn)：高選擇性、高分離效能、高靈敏度，適用于揮發(fā)性物質(zhì)。

   • 應(yīng)用：環(huán)境監(jiān)測(cè)（大氣污染物）、石油化工（烴類分析）、食品（香料成分）。

   
   

2. 高效液相色譜儀（HPLC）

   • 原理：以液體為流動(dòng)相，通過高壓泵輸送樣品至色譜柱，實(shí)現(xiàn)高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分離。

   • 特點(diǎn)：分辨率高、速度快、自動(dòng)化程度高。

   • 應(yīng)用：醫(yī)藥（藥物純度檢測(cè)）、生物化學(xué)（蛋白質(zhì)分離）、環(huán)境（多環(huán)芳烴分析）。

   
   

三、質(zhì)譜分析儀器

原理：將分子離子化后按質(zhì)荷比（m/z）分離，獲取分子量及結(jié)構(gòu)信息。
典型儀器：

1. 四極桿質(zhì)譜儀

   • 原理：通過四極場(chǎng)穩(wěn)定特定質(zhì)荷比的離子，實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜掃描。

   • 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但分辨率有限。

   • 應(yīng)用：環(huán)境監(jiān)測(cè)（揮發(fā)性有機(jī)物）、臨床檢驗(yàn)（藥物代謝產(chǎn)物）。

   
   

2. 飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（TOF-MS）

   • 原理：離子在電場(chǎng)中飛行時(shí)間與質(zhì)荷比平方根成正比，實(shí)現(xiàn)快速分離。

   • 特點(diǎn)：分辨率高、掃描速度快，適用于大分子分析。

   • 應(yīng)用：蛋白質(zhì)組學(xué)（肽段分析）、代謝組學(xué)（小分子代謝物）。

   
   

3. 串聯(lián)質(zhì)譜（MS-MS）

   • 原理：通過兩級(jí)或多級(jí)質(zhì)譜分析，獲取前體離子與產(chǎn)物離子的質(zhì)量關(guān)系。

   • 特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜混合物中低濃度化合物的定量分析。

   • 應(yīng)用：臨床毒理學(xué)（藥物濫用檢測(cè)）、環(huán)境科學(xué)（持久性有機(jī)污染物）。

   
   

四、電化學(xué)分析儀器

原理：通過測(cè)量物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)（如電位、電流）獲取成分信息。
典型儀器：

1. 電位滴定儀

   • 原理：通過測(cè)量電位變化確定滴定終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定量分析。

   • 特點(diǎn)：精度高、適用于復(fù)雜基質(zhì)樣品。

   • 應(yīng)用：食品（酸度測(cè)定）、環(huán)境（重金屬離子濃度）。

   
   

2. 離子選擇電極分析儀

   • 原理：利用特定離子選擇電極的電位響應(yīng)進(jìn)行定量分析。

   • 特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、響應(yīng)快，但選擇性受干擾離子影響。

   • 應(yīng)用：水質(zhì)檢測(cè)（氟離子、氯離子）、生物醫(yī)學(xué)（血鉀、血鈉測(cè)定）。

   
   

五、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析儀器

原理：便攜式設(shè)計(jì)，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。
典型儀器：

1. 便攜式X射線熒光光譜儀（XRF）

   • 原理：通過X射線激發(fā)樣品，測(cè)量特征熒光強(qiáng)度進(jìn)行定性、定量分析。

   • 特點(diǎn)：非破壞性、多元素同時(shí)檢測(cè)，但靈敏度較低。

   • 應(yīng)用：土壤重金屬污染篩查、合金成分分析、藝術(shù)品鑒定。

   
   

2. 拉曼光譜儀

   • 原理：利用拉曼散射效應(yīng)獲取分子振動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)鑒定。

   • 特點(diǎn)：無需樣品預(yù)處理、適用于固態(tài)樣品。

   • 應(yīng)用：毒品檢測(cè)、爆炸物識(shí)別、藥物真?zhèn)舞b別。

   
   

六、樣品前處理設(shè)備

原理：通過物理或化學(xué)方法對(duì)樣品進(jìn)行濃縮、凈化或衍生化。
典型儀器：

1. 固相萃取儀（SPE）

   • 原理：利用固相吸附劑選擇性富集目標(biāo)化合物，實(shí)現(xiàn)樣品凈化。

   • 特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、回收率高，適用于復(fù)雜基質(zhì)樣品。

   • 應(yīng)用：環(huán)境水樣中農(nóng)藥殘留分析、食品中添加劑提取。

   
   

2. 微波消解儀

   • 原理：利用微波加熱加速樣品消解，實(shí)現(xiàn)無機(jī)元素的前處理。

   • 特點(diǎn)：消解速度快、試劑用量少，但需控制溫度防止揮發(fā)損失。

   • 應(yīng)用：土壤中重金屬消解、生物樣品（頭發(fā)、血液）前處理。