仪器分析 第一章 绪论

仪器分析 第一章 绪论知识总结，包括仪器分析简介、定量分析方法评价指标、分析仪器与方法校正、仪器分析方法的特点和发展趋势等内容。

第一章 绪论

• 仪器分析简介
  • 分析化学
    • 是化学测量和表征的科学
      • 化学测量是指获得指定体系中有关物质的质、量和结构等多种信息
      • 表征是精确地描述制定体系中成分、含量、结构、价态、能态和分布等特征
    • 通过测量获得物质的组成、含量和结构等信息的一门学科
    • 分类
      • 目的
        • 定性分析
          • 旨在鉴定试样中是否含有某些原子、分子或功能基团
        • 定量分析
          • 旨在测定试样中一种或多种化学组成的相对含量
        • 结构分析
          • 旨在获得被测量试样中某些物质的功能基团、结构、构象等信息
      • 方法
        • 化学分析法（经典分析）
          • 基于化学反应和它的计量关系来确定被测物质组成和含量的一类分析方法
        • 仪器分析法
          • 基于测量某些物质的物理性质或物理化学性质、参数及其变化来确定被测物质组成和含量的一类分析方法
  • 仪器分析方法
    • 各仪器分析方法都有其相对独立的测量原理和使用的仪器
    • 分类（依据测量原理和信号特点）
      • 光学分析法
        • 以电磁辐射为测量信号的分析方法
        • 光谱法
          • 依据物质对电磁辐射的吸收、发射或Raman散射等作用所建立的光学分析法
          • 例：原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外光谱法、荧光法、磷光法、化学发光法、电化学发光法、Raman光谱法、核磁共振波谱法、电子能谱法
        • 非光谱法
          • 依据电磁辐射作用物质之后，基于电磁辐射的反射、折射、衍射、干涉或偏振等光学性质的变化所建立的光学分析法
          • 例：折射法、干涉法、浊度法、旋光法、X射线衍射法、电子衍射法
      • 电分析法
        • 根据被测物质电化学性质及其变化进行分析
        • 例：电导法、电位法、电解法、库仑法、极谱法、伏安法
      • 分离分析法
        • 将分离与测定集于一体化仪器的分析方法
          • 色谱法
            • 以物质在两相（流动相和固定相）中分配比差异而进行分离和分析的方法
            • 气相色谱法
            • 液相色谱法
          • 电泳法
            • 毛细管电泳法
            • 毛细管电色谱法
      • 其他仪器分析法
        • 质谱法
          • 根据物质带电荷离子的质荷比进行定性、定量和结构分析的方法
          • 原子质谱法、分子质谱法、生物质谱法
        • 热分析法
          • 依据物质的质量、体积、热导或反应热与温度间的动态关系进行分析的方法
          • 差热分析法、差示量热扫描法、微量热滴定法
        • 放射化学分析法
          • 依据物质的放射性辐射来进行分析的方法
          • 同位素稀释法等
• 定量分析方法评价指标
  • 标准曲线
    • 是指被测物质的浓度（或含量）与仪器响应信号强度的关系曲线
    • 根据一系列被测物质的标准溶液浓度（或含量）及其响应信号测量值来绘制的
    • 一元回归线性方程
    • 线性范围
      • 标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围
      • 分析方法的线性范围越宽越好
    • 相关系数r
      • 用来表征被测物质浓度（或含量）x与其响应信号值y之间线性关系好坏的一个统计参数。
      • r值在+1.0000与-1.0000之间，|r|越接近1，则y与x之间的线性关系越好。
  • 灵敏度S
    • 物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度
    • S＝dx/dc或S＝dx/dm
    • 它反映了仪器或方法识别微小浓度或含量变化的能力
    • 灵敏度指在测定浓度范围中标准曲线的斜率
      • 标准曲线的斜率越大，方法的灵敏度就越高
  • 精密度
    • 指使用同一方法、对同一试样进行多次测定所得结果的一致程度；是测量中随机误差的量度。
    • • 重复性
        • 同一分析人员在同一条件下测定结果的精密度
      • 再现性
        • 不同实验室所得测定结果的精密度
    • 精密度常用测定结果的标准偏差s或相对标准偏差sr量度
      • 标准偏差s
      • 相对标准偏差sr
  • 检出限
    • 某一方法在给定的置信水平上能够检出被测物质的最小浓度或最小质量
    • • 相对检出限
        • 以浓度表示
      • 绝对检出限
        • 以质量表示
    • 取决于被测物质产生的信号与空白信号波动及噪声统计平均值之比
    • 检出限的计算
      • 测定空白样品(或浓度接近空白值）并求其平均值Xb及其标准偏差sb，则可分辨的最小信号XL=Xb+k×sb，k为根据一定的置信水平确定的系数，IUPAC建议k值取3；通过校正曲线，将净响应信号XL-Xb转化为浓度值D，就是方法对该物质的检出限。
    • 方法的灵敏度越高，精密度越好，检出限就越低
  • 准确度
    • 试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度，常用相对误差量度。
  • 选择性
    • 指某种分析方法测定某组分时能够避免试样中其他共存组分干扰的能力
    • 通常表示为 在指定的测量准确度下，共存组分的允许量（浓度或质量）与待测组分的量（浓度或质量）的比值
    • 比值越大，选择性越大，抗干扰能力越强
  • 响应时间
    • 是指激发信号刺激试样而使仪器检测信号达到总变化量一定百分数所需要的时间
    • 响应时间越短越好
  • 分析效率
    • 在单位时间内能够测定试样的个数
    • 分析效率越高越好
  • 多组分同时或连续测定的能力
  • 操作的难易程度
  • 设备及维持费用的高低
• 分析仪器与方法校正
  • • 通用分析仪器
      • 依据仪器设计基于的物理货物理化学原理不同而设计的
    • 专用分析仪器
      • 不同应用学科领域测定某些特定检测对象或项目而设计的
    • 通用分析仪器是专用分析仪器产生的基础
  • 分析仪器
    • 激发信号产生系统
    • 试样系统
    • 检测系统
    • 信息处理和显示系统
  • 校正方法
    • 常用的校正方法是用一组含待测物质含量不同的标准试样或基、标准物质配成浓度不同的溶液作出标准曲线。用最小二乘法可以分析信号与待测物质浓度或质量之间的函数关系。
• 仪器分析方法的特点和发展趋势
  • 某种仪器分析方法的优缺点是相对于另一种仪器分析方法的优缺点而言的。
  • 特点
    • 分析速度快、自动化程度高
    • 灵敏度高、试样用量少
    • 选择性高、信息量大、用途广泛
    • 准确度较低，相对误差较大
    • 仪器价格昂贵、结构复杂
  • 发展趋势
    • 计算机化
    • 多机联用
    • 现代科学技术相互交叉﹑渗透，各种新技术的引入﹑应用等，使仪器分析不断开拓新领域﹑创立新方法。