1、儀器分析總結一、基礎內容（一）緒論化學分析是指利用化學反應和它的計量關系來確定被測物質組成和含量的一類分析方法。儀器分析是指通過物質某些物理或者物理化學性質、參數及其變化來確定物質的組成、成分含量及化學結構的分析方法。分析儀器是儀器分析方法的技術設備，包括通用分析儀器和專用分析、測量一起兩大類。儀器分析的特點：1、試樣用量少，適用于微量、半微量乃至超微量分析；2、檢測靈敏度高，最低檢出量和檢出濃度大大降低；3、重現性好，分析速度快，操作簡便，易于實現自動化、信息化和在線檢測；4、化學分析需要在溶液中進行，儀器分析可在物質原始狀態下分析；5、可實現復雜混合物成分分離、鑒定或者結構測定；6、 相對

2、誤差較化學分析誤差較高，達35%不適合常量和高含量分析；7、需要結構復雜的分析儀器，分析成本較高。分析方法類型：1、光化學分析法；2、電化學分析法；3、分離分析法；4、其他儀器分析法。分析儀器的性能指標：精密度、靈敏度、檢出限、動態范圍、選擇性、響應速度、分辨率。（二）電化學分析法電化學分析導論被測樣品：溶液分析對象：具體物種（分子、離子）分析方法：是將待測試液與適當的電極組成一個化學電池，通過測量電池的某些物理量， 如電位、電流、電導或電量等來確定物質的組成和含量或測定某些電化學性質。電解池：由外加電源強制發生電池反應， 以外部供給的電能轉變為電池反應產物的化學能，在反應中有電荷在金屬/溶液

3、界面上轉移，電子轉移引起的氧化或還原反應發生。并遵循Faraday電解定律，稱為Faraday 過程。非Faraday過程：由于熱力學或動力學方面的原因，可能沒有電荷轉移反應發生，而僅僅發生吸附和脫附的過程，使電極/溶液界面的結構可以隨電位或溶液組成的變化而改變。電極過程：電極和溶液界面上發生一系列變化的總和。電極過程的基本歷程：1、液相物質傳遞步驟；2、前置的表面轉化步驟3、電子傳遞步驟4、隨后的表面轉化步驟5、物質傳遞步驟極化現象：當有電流通過電極時， 總的反應速率不為零，即原有的熱力學平衡被破壞，致使電極電位偏離平衡電位的現象電化學電池中的電極系統：1、工作電極：實驗中要研究或考察的電極

4、，它在電化學池中能發生所期待的電化學反應，或者對激勵信號能做出響應的電極2、參比電極：在測量過程中其電位幾乎不發生變化的電極3、 輔助電極（又稱對電極）：提供電子傳導的場所，與工作電極、參比電極、組成三個電極系統的電池，并與工作電極形成電流通路電分析化學方法：靜態方法：平衡態或非極化條件下的測量方法，如電位法、電位滴定法動態方法：有電流通過或極化條件下的測量方法，如伏安法、計時電位法伏安法：指用電極電解被測物質溶液，根據所得到的電流一電壓曲線來進行分析的方法電位分析法：將一個指示電極和一個參比電極，或者采用兩個指示電極， 與試液組成電池，然后根據電池電動勢或者指示電極電位的變化來進行分析的方法

5、（電位法、電位滴定法）電重量法：使用外加電源電解試液， 電解完成后直接稱量電極上析出的被測物質的質量來進行分析的方 法電離分離法：將電解的方法用于物質的分離庫侖分析法：根據電解過程中所消耗的電荷量來進行分析（分控制電流庫侖分析法和控制電位庫侖分析法）電導分析法：根據溶液的電導性來進行分析的方法（包括電導法和電導滴定法）電分析化學方法的特點： 分析速度快；靈敏度高；所需試樣量少，所使用的儀器簡單，易于控制；適用于進行微量操作；可用于各種化學平衡常數的測定以及化學反應機理的研究。電位分析法電位分析法：電位法、電位滴定法電位法一般使用專用的指示電極， 把被測離子的活（濃）度通過毫伏電位計顯示為電位讀

6、數，再有能斯特方程計算求其活度；電位滴定法類似于化學滴定法，是利用電極電位在化學計量點附近的突變來代替 指示劑的顏色變化來確定滴定終點。被測物質含量的求取和化學滴定法完全相同電位分析法指示電極的分類：第一類電極：金屬電極與其金屬離子溶液組成的體系，其電極電位決定于該金屬離子的活度第二類電極：金屬及其難溶鹽（或絡離子）所組成的電極體系第三類電極：金屬與兩種具有共同銀離子的難溶鹽或難解離的絡離子組成的電極體系零類電極：惰性金屬電極，Pt、Au、C等膜電極：離子選擇電極 電位選擇系數：電極對各種離子的選擇性，用電位選擇系數來表示，為一常數參比電極和鹽橋參比電極基本性質：1、可逆性；2、重現型；3、穩

7、定性分類：標準氫電極、甘汞電極和銀一氯化銀電極鹽橋作用：接通電路，消除或減小液接電位使用條件：1、鹽橋中電解質不含有被測離子；2、電解質的正負離子的遷移率應該基本相等；3、要保持鹽橋內離子濃度盡可能的大，以保證減小液接電位擴散電位：由于離子擴散速度的不同造成的電位差離子選擇電極電位=內參比電極+膜電位離子選擇電極類型：1、玻璃電極2、 晶體膜電極：I ）、氟離子單晶膜電極；II）、硫、鹵素離子電極3、流動載體電極：液膜電極4、氣敏電極：一種氣體傳感器，測定溶液或其他介質中氣體的含量5、生物電極：一種將生物化學和電化學原理結合而制成的電極（分為酶電極、離子敏感場效 應晶體管、組織電極）響應時間：

8、從離子選擇電極與參比電極一起與試液接觸時算起，直至電池電動勢達到穩定值時為止，在此期間所經過的時間為實際響應時間分析方法：直接比較法、校準曲線法、標準加入法電位滴定法滴定終點的確定：滴定反應發生時，在化學計量點附近，由于被滴定物質的濃度發生突變，指示電極的電位隨之產生突越，由此確定滴定終點滴定反應類型以及指示電極的選擇1、酸堿反應可用pH玻璃電極作指示電極2、 氧化還原反應在滴定過程中，溶液中氧化態和還原態的濃度比值發生變化，可采用零類電極作 指示電極，一般都用鉑電極3、沉淀反應滴定可根據不同的沉淀反應，選用不同的指示電極4、絡合反應用EDTA進行電位滴定時，可采用兩種類型的指示電極；一是應用

9、于個別反應的指示電極；另一種能夠指示多種金屬離子的電極，謂之pM電極伏安法與極譜法液相傳質方式：對流、電遷移、擴散直流直譜裝置：以滴汞電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極組成的電解池干擾電流及其消除方法：殘余電流：來源于微量雜志的氧化還原所產生的電流，采用作圖法加以扣除遷移電流：加入大量支持電解質可以消除極譜極大：在電流一電位曲線上出現的比擴散電流要大得多的突發電流峰：通常采用加入表面活性劑來抑制氧電流：通入惰性氣體，或在中性或堿性溶液中加入亞硫酸鈉，強酸中加入碳酸鈉或鐵粉，從而消除氧的電流干擾脈沖極譜：方波極譜法、常規脈沖極譜法、示差脈沖極譜法伏安法：線性掃描伏安法、循環伏安法、溶出伏安法

10、、單掃描極譜法（示波極譜法）特點1、在汞滴的生長后期施加線性掃描電壓，且掃描速度快2、在陰極射線示波器記錄電流一電位曲線3、在一滴汞生長周期內完成一個極譜波的測定循環伏安法（三角波電位掃描）：從其實電位E開始，線性掃描到終止電位 Et后，再掃描到起始電位溶出伏安法：先將被測物質以某種方式富集在電極表面，而后借助線性電位掃描或脈沖技術將電極表面富集物質溶出根據溶出過程得到的電流一電位曲線來進行分析的方法邙日極溶出伏安法、陰極溶出伏安法、吸附溶出伏安法、）伏安法常用的電極：汞電極、碳電極、金屬電極、化學修飾電極電解和庫侖法過電壓：指工頻下交流電壓均方根值升高，超過額定值的10%,并且持續時間大于1

11、分鐘的長時間電壓變動現象過電位：電極的電位差值，無電流通過（平衡狀態下）和有電流通過之電位差值。影響過電位的因素：1、電極材料和電極表面狀態；2、析出物質的形態；3、電流密度；4、溫度電分析方法的應用1、控制電流電解法 ：指恒電流電解法，在恒定的電流條件下進行電解，然后直接稱量電極上析 出物質的質量來進行分析，主要用于精銅產品的鑒定和仲裁分析2、 控制電位電解法 ：控制陰極或者陽極電位為一恒定值條件下進行電解的方法，特點是選擇性高，可用于分離并測定銀（與銅分離）、銅（與鉍、鉛、銀、鎳等分離）、鉍（與鉛、錫、鏑等分離）、鎘（與鋅分離）等庫侖法控制電位庫侖法優點： 具有準確、靈敏、選擇性高，特別適

12、用于混合物質的測定，同樣也是研究電極過 程、反應機理等方面的有效方法控制電流庫侖法滴定終點的確定：化學指示劑法、電流法（單指示電極電流法、雙指示電極電流法）庫侖滴定法特點：1、可以使用不穩定的滴定劑2、能用于常量組分及微量組分的分析，能作為標準方法3、控制電位法同樣適用于庫侖滴定，提高了選擇性4、可以采用酸堿中和、氧化一還原、沉淀以及絡合等各類反應進行滴定微庫侖分析方法：動態庫侖滴定其他庫侖分析法：Karl Fischer （卡爾費歇爾）滴定法、庫侖陣列電極電化學分析新方法化學修飾電極類型：吸附型、共價鍵合型、聚合物型、復合型化學修飾電極功能： 富集作用、化學轉換、電催化、滲透性生物電化學傳感

13、器；酶傳感器（以氧作為待女子受體的酶傳感器、接替型酶傳感器、直接電子傳遞型酶 傳感器）電化學免疫傳感器：電流型免疫傳感器、電位型免疫傳感器生物成分的表面固定化法：夾心法、交聯法、包埋法、共價鍵合法、吸附法微電極特點：1、電極表面的液相傳質速率加快，提高測量響應速度；2、通過電流的電流很小，在高阻抗體系的伏安法測量中可以不考慮歐姆電位降的補償；3、提高靈敏度、4、可以用于生物活體及單細胞分析微電極的基本性質：1、容易達到穩定電流；2、微電極的時間常數很小；3、適用于高阻抗溶液體系（三）光學分析法光化學分析導論光學分析法：基于物質發射的電磁輻射或物質與輻射相互作用后產生的輻射或發生信號變化來測定物

14、質的性質、含量和結構的一類儀器分析方法。分為光譜法和非光譜法，包括三個過程：1.能源提供能量；2. 能量與物質作用；3.產生被檢測信號。線狀光譜：由若干條強度不同的譜線和暗區相間而成的光譜。帶狀光譜：由幾個光帶和暗區相間而成的光譜。連續光譜：在一定范圍內各種波長的光都有，且連續不斷，無明顯的譜線和譜帶。電磁波吸收：由電磁輻射提供能量致使量子從低能級向高能級的躍遷過程（按電磁輻射作用對象分為： 原子吸收、分子吸收、磁場誘導吸收）電磁波發射：由高能級向低能級躍遷并發射電磁波的過程（按受作用的對象分為：原子發射、分子發射）電磁波共振：由低能級吸收電磁輻射向高能級躍遷，再由高能級躍遷回低能級并發射相同

15、頻率的電磁輻射，同時存在弛豫現象的過程。弛豫現象：指以發光的形式釋放能量的過程。非光譜法：折射法、旋光法、比濁法、衍射法（ X射線衍射法、電子衍射法）光譜法（吸收光譜、發射光譜、散射光譜）：1、基于原子、分子外層電子能級躍遷的光譜法：原子吸收光譜法、原子發射光譜法、原子熒光光 譜法、紫外一可見光吸收光譜法、分子熒光和分子磷光光譜法、化學發光分析法2、基于原子內層電子能級躍遷發光譜法:X射線分析法一X射線熒光法、X射線吸收法、X射線衍射法3、基于原子核能級躍遷的光譜法：核磁共振波譜法4、基于Raman散射的光譜法光譜儀的組成：穩定光源系統t試樣引進系統t波長選擇系統t檢測系統t信號處理或讀出系統

16、光譜儀分類：吸收光譜儀、吸收/發射和發散射光譜儀以及發射光譜分析儀光源系統（一般指常見光源）：連續光源、線光源、脈沖光源波長選擇系統： 單色器、濾光片、棱鏡、光柵、狹縫檢測系統：理想的檢測器、光電檢測器（硒光電池、真空管電管、光導電檢測器、硅二極管、光電倍增 器、硅二極管陣列、電荷轉移器件、）、熱檢測器（真空熱電偶、測熱輻射計、熱釋電檢測器）原子發射光譜法原子光譜法的基礎原子能級：原子有原子核和核外電子組成，核外電子按照一定規律排列在一定軌道繞核運動，由于不同軌道的能級不同， 所以每個電子的能量也由它所處的能級所決定的，意即不同能量的電子發生躍遷時所需的激發能是不一樣的。不同能級間的能量差不同

17、且量子化；原子的吸收光譜由原子最外層電子的躍遷所產生的。原子化過程：被測元素由試樣轉入氣相，并轉化為基態原子的過程。包括火焰原子化法（常用為乙炔-空氣火焰）和非火焰原子化法（最常用的是管式石墨爐原子化器）兩種方法。定量分析方法：1、校正曲線法；2、標準加入法；3、內標法共振譜線：由激發態直接躍遷至基態所輻射的譜線稱為共振線。共振線是原子發射光譜中最強的譜線。處于較低能級的激發態 （第一激發態）直接躍遷到基態時所輻射的譜線稱為第一共振線（不同元素的特征譜線）。用來進行光譜分析的譜線叫做 分析線，分析線常常選用 靈敏線或最后線。靈敏線：是各元素中最容易激發或激發電位較低，躍遷幾率較大的譜線。靈敏線

18、大多是一些共振線。定性分析：各種元素都有自己的特征譜線組t識別各元素的特征譜線t鑒定元素的存在。定量分析：譜線的強度t測定元素的含量。原子發射光譜法定義：原子發射光譜分析（AES）是根據原子所發射的光譜來測定物質的化學組成的分析方色 E2 E, hv he/匹原子發射光譜分析的特點：E光譜定性分析可靠、靈敏、快速、簡便、應用范圍廣。周期表上約七十個元素可以用光譜方法較容易地定性鑒 定，這是光譜分折的突出應用。在多數情況下，分析前不必把待分析的元素從基體元素中分離出來。 一次分析可以同時測得樣品中多種元素的含量。消耗試樣量很少，并具有很高的靈敏度。適宜于作低含量及痕量元素的分折。不適合分析有機物

19、及大部分非金屬元素。原子發射光譜法的過程：由光源提供能量使試樣蒸發，形成氣態原子，并進一步使原子激發產生光輻射T將光源發出的復合光排列成譜線，形成光譜T用檢測器檢測譜線的強度和波長影響譜線強度的因素有：統計權重、躍遷概率、激發能、激發溫度、基態原子數自吸現象：原子在高溫時被激發， 發射某一波長的譜線， 而處于低溫狀態的同類原子又能吸收這一波長 的輻射的現象自蝕現象：當自吸現象非常嚴重時，譜線中心的輻射講完全被吸收的現象共振變寬：由于同類原子的相互碰撞引起的譜線變寬現象使電極之間的氣體電離的方法：紫外線照射、電子轟擊、電子或離子對中性原子碰撞以及金屬灼熱時發射電子等擊穿：當電極間的電壓增大到某一

20、定值時，電極間的電阻突然變得很小的現象自持放電：在電極間的氣體被擊穿后，即使沒有外界電離作用， 仍然繼續保持電離， 使放電持續的現象ICP 電感耦合等離子體的特點：1、檢出限低；2、穩定性好、精密度高、準確度高；3、自吸效應、基體效應小；4、選擇合適的觀測高度，光譜背景小；缺點：在于對非金屬測定靈敏度低，儀器價格昂貴，維持費用較高試樣引進激發光源方式：1、溶液試樣：一般采用氣動霧化（同心型、直角型、特殊型）、超生霧化和電熱蒸發方式2、氣體試樣：直接引入3、固體試樣：1、試樣直接插入進樣；2、電弧和火花熔融法；3、電熱蒸發進樣；4、激光 熔法原子吸收光譜法定義：AAS是基于物質產生的原子蒸氣對特

21、定的譜線（通常是待測元素的特征譜線）的吸收作用來進行定量分析的一種方法。原子吸收光譜譜線變寬的因素：自然寬度、Doppler變寬（熱變寬）、碰撞變寬（Lorentz洛倫茲變寬、Holtsmark霍爾茨馬克變寬）、場致變寬、自吸變寬原子吸收光譜法特點：選擇性好、靈敏度高、精密度高、操作方便和快捷、應用范圍廣缺點：光源單一，不適宜用于多元素混合物的定性分析，對于高熔點、形成氧化物、形成復合物或形成 碳化物后難以原子化元素的分析靈敏度極低。原子吸收光譜和原子發射光譜的比較1. 原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。由于原于的吸收線比發射線的數目少得多，這樣譜線重疊的幾率小得多。而且空心陰極燈一般

22、并不發射 那些鄰近波長的輻射線經，因此其它輻射線干擾較小。2. 原子吸收具有較高的靈敏度。在原子吸收法的實驗條件下，原子蒸氣中基態原于數比激發態原子數多得多，所以測定的是大部分原子。3. 原子吸收法比發射法具有更佳的信噪比。這是由于激發態原子數的溫度系數顯著大于基態原子。原子吸收分光光度計的基本構造：光源、原子化系統、分光系統、檢測系統1. 光源一一空心陰極燈能發射待測元素的共振線、比吸收光譜線更窄的銳線光譜，光的強度穩定且背景小。空極陰極燈的發光強度與工作電流有關。使用燈電流過小，放電不穩定；燈電流過大，濺射作用增強，原子蒸氣密度增大，譜線變寬，甚至引起自 吸，導致測定靈敏度降低，燈壽命縮短

23、。因此在實際工作中應選擇合適的工作電流。510 分為了獲得穩定的發射強度，在使用前要進行預熱，根據不同元素燈的性質預熱時間也不同，一般在 鐘。2. 原子化系統原子吸收光譜法常用的原子化系統：火焰原子化系統，石墨爐子原子化系統和低溫原子化系統（1）火焰原子化系統結構：霧化器、預混合室、燃燒器及其高度控制、燃氣與助燃氣氣路控制系統特點：適用范圍廣，分析操作簡單，分析速度快、分析成本低缺點：同軸霧化器霧化效率低，所需試樣溶液體積較大、火焰原子化效率低伴隨復雜的火焰反應、 原子蒸氣在光程中滯留時間短，燃氣和助燃氣體稀釋作用限制了方法檢出限的降低，而且只能分析液體試樣（2）石墨爐原子化系統結構：電源、爐

24、體、石墨管石墨爐原子化法（電熱原子化法）特點：采用直接進樣和程序升溫方式可達3500 C,升溫速度快,絕對靈敏度高，可分析元素種類多，所用試樣少，缺點：分析速度較慢，分析成本高，背景吸收、光輻射和基體干擾比較大（3） 低溫原子化法（化學原子化法）：冷原子化法和氫化物發生法原子吸收分光光度計的性能指標：1、光學系統的波長顯示值誤差；2、光學系統分辨率；3、基線的穩定性；4、吸收靈敏度；5、精密度;6、檢出限;干擾及其消除物理干擾：試樣溶液物理性質變化而引起吸收信號強度變化，屬于非選擇性干擾減少或消除的辦法：1、配置與待測試樣溶液基體相一只的標準溶液；2、當配置與待測試樣溶液基體相一致的標準溶液有

25、困難時，采用標準加入法；3、被測試樣溶液中元素的濃度較高時，采用稀釋方法化學干擾屬選擇性干擾；消除辦法：1、改變火焰類型；2、改變火焰特性；3、加入釋放劑；4、加入保護劑；5、加入緩沖 劑；6、采用標準加入法電離干擾：由于電離能較低的堿金屬和見圖金屬元素在原子化過程中產生電離而使基態原子數減 少，導致吸光度下降；減少的方法：加入電離能較低的消電離劑、利用強還原性富燃火焰、 采用標準加入法、 提高金屬元素的總濃度光譜干擾：當光譜通帶內存在其他譜線，分子吸收和光散射也屬于光譜干擾減少吸收線重疊干擾方法： 選用較小的光譜通帶； 選用被測元素的其他分析線；預先分離干擾元素減少直流發射光譜干擾方法：采用

26、銳線光源的電源調制技術減少非吸收線光譜干擾方法：選用較小的光譜通帶；選用較小HCL燈電流儀器操作條件的選擇：1、HCL電流選擇；2、吸收譜線選擇；3、光譜通帶的選擇火焰原子化法最佳條件選擇 ：1、火焰的類型與特性選擇；2、燃燒器高度的選擇；3、火焰原子化器的吸噴速率石墨爐原子化法最佳條件選擇 ：1、石墨管類型的選擇；2、升溫程序的選擇；3、基體改進劑選擇；4、進樣量的選擇；紫外-可見光分光光度法單色光一一具有相同能量（相同波長）的光。混合光（復合光） 具有不同能量（不同波長）的光復合在一起。互補色：青入max （最大吸收波長）一一吸收曲線中，吸光度最大處的波長，是定性鑒別物質的基礎。吸收曲線一

27、一以波長入為橫坐標，吸光度 A為縱坐標作圖所得曲線。光吸收具有選擇性和加和性。紅外吸收光譜法紅外光譜一一又稱為分子振動轉動光譜，當樣品受到頻率連續變化的紅外光照射時，分子吸收某些頻 率的輻射，并由其振動運動或轉動運動引起偶極矩的凈變化，產生的分子振動和轉動能級從基態到激發態的躍遷，從而形成的 分子吸收光譜。一般指有機物質在 4000400cm-1紅外線的照射下， 選擇性的吸收 其中某些頻率后，用紅外光譜儀記錄所形成的吸收譜帶。特點：1 ）紅外吸收只有振-轉躍遷，能量低；2）應用范圍廣；3）分子結構更為精細的表征；4 ）固、液、氣態樣均可用，且用量少、不破壞樣品；6）分析速度快；7）與色譜等聯用

28、具有強大的定性功能。紅外活性分子一一產生紅外吸收的分子，如非對稱分子。反之為非紅外活性分子，如對稱分子。伸縮振動原子沿鍵軸方向伸縮，鍵長發生變化而鍵角不變的振動。分為對稱伸縮振動（V s）和不對稱伸縮振動（V as）。變形振動（s）又稱彎曲振動或變角振動，基團鍵角發生周期變化而鍵長不變的振動。分為面內變形振動和面外變形振動。產生吸收峰的條件：只有偶極矩大小或方向有一定改變的振動才能吸收紅外光而發生振動能級躍遷。 線性分子具有3n-5種振動方式，非線性分子有 3n-6種。產生紅外光譜的兩個條件：1 輻射應具有能滿足物質產生振動躍遷所需的能量；2 輻射與物質間有相互偶合作用。紅外光譜三要素： 峰位

29、、峰強、峰形。紅外譜帶位移影響因素：1. 誘導效應與共軛效應2. 鍵應力效應（張力效應）3. 空間效應4. 氫鍵效應5. 振動偶合與費米共振6. 物態變化7. 溶劑影響紅外光譜的最大特點是具有特征性。基團頻率與一定的結構單元相聯系的振動頻率。核磁共振波譜法核磁共振定量分析的基礎是結構分析。優點：定性測定不具有破壞性，定量測定不需標樣，靈敏度、精確度、準確度及分析速度高。核磁共振譜定量分析的基礎：各化學環境不同的質子吸收蜂的面積，只與所包含的質子數有關，可直接根據各共振峰積分值的比值推算所代表的各自旋核的數量。NMR定量方法：1、要求：1. 被測物質的結構必須是已知；2. 核磁共振譜線已歸屬；3

30、. 理想的被測信號是多個質子的單蜂；4. 信號兩端的基線位置一致；5. 每一信號需進行5次積分，取平均值。2、分類：1. 內標絕對測定法常用內標：六甲基環三硅氧烷和六甲基環三硅胺2. 外標絕對測定法樣品和外標分別放置在兩只核磁管中測定，二管直徑必須相同，最好使用同一支樣品管。樣品和外標必須交叉重復測定以提高分析的準確性。3. 相對含量測定法被測樣品是由若干已知化合物組成，如果沒有合適的內標化合物時，可采用以其中一個組分做 “標樣”。4. 峰高定量法通過求出樣品中某組質子的峰高，求出樣品的含量。峰高與自旋-自旋弛豫常數有關，而后者與化合物的類型有關，受局部磁場的影響，故不能直接用于定量。被積信號

31、過于接近而無法準確測定各質子峰積分面積時，可考慮用峰高法進行定量分析，通過實驗求出峰高與含量之間的關系，校正誤差。（四）質譜法質譜儀：進樣系統、離子源、質量分析器、檢測器、計算機系統藥用植物中的組分提取分析：低極性組分一一GC-MS大極性組分、生物大分子一一 HPLC-MS蛋白質測定：基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜（MALDI-TOF MS 、電噴霧質譜（ESI-MS）。 蛋白質分子量測定：1 、多肽與蛋白質的 ESI-MS分析采用正離子方式進行，ESI-MS可以產生多電荷離子峰使檢測的分子質量范圍擴大。2、ESI-MS得到的是一簇多電荷的質譜峰群，相鄰兩簇質譜峰之間電荷數差、P =(M+

32、MaZ)ZP:多電荷離子質荷比，Mr：蛋白質分子量，Ma：正離子分子量(來源為氫時，Ma=)，乙 多電荷離子帶電量故，Mr=(P-Ma)Z=(P-1)Z4 、高分辨質譜求電荷數：1Z = prpL, P、P'：相鄰同位素峰的質荷比蛋白質鑒定：肽質量指紋譜+基于串聯質譜多肽測序肽質量指紋譜(PMF)蛋白質的氨基酸序列經酶解為肽段序列，所測得的肽混合物質量數即稱為肽質 量指紋譜。(五) 色譜法色譜法導論色譜法是一種重要的分離分析方法，它是根據組分與固定相和流動相的作用力不同而達到分離目的。色譜流出曲線或色譜圖一一樣品注入色譜柱后，信號隨時間變化的曲線。基線一一實驗條件下，樣品加入色譜柱后僅

33、有純流動相進入檢測器時的流出曲線，反映了 S/N (信噪比)大小的穩定性的水平直線。峰高一一色譜峰頂點與基線的距離。保留值：1、死時間(t 0 )不與固定相作用的物質從進樣到出現峰極大值時的時間，與色譜柱的空隙體積成正 比。流動相平均流速：？=二，L為柱長t 02、 保留時間(t R)試樣從進樣到出現峰極大值時的時間。包括組份隨流動相通過柱子的時間to和組份在固定相中滯留的時間。保留時間為色譜定性依據，但同一組份的保留時間還與流速有關，因此有時需用保留體積來表示保留值。3、 調整保留時間(t ' r)某組份的保留時間扣除死時間后的時間，它是組份在固定相中的滯留時間。即 t '

34、R = t R - t 04、死體積(V)色譜柱管內固定相顆粒間空隙、色譜儀管路和連接頭間空隙和檢測器間隙的總和。 V0=t 0Fco, Fco：柱出 口的載氣流速 (ml/min)5、保留體積(Vr) 從進樣到待測物在柱后出現濃度極大點時所通過的流動相的體積。6、 調整保留體積(V' r)某組份的保留體積扣除死體積后的體積。即V r = Vr - V07、 相對保留值(r 2,1)組份2的調整保留值與組份 1的調整保留值之比。 ",1只與柱溫和固定相性質 有關，而與柱內徑、柱長、填充情況及流動相流速無關，又稱選擇因子或者分離因子a:反映兩組分間的分離情況，a =1，則兩組分

35、無法分離，而a越大則分離越好。兩組分在兩相間的分配系數不同，是色譜分離的先決條件。區域寬度：1、標準偏差（T峰高處的峰寬的一半。2、半峰寬 W2 峰高一半處的峰寬。3、峰（底）寬 W-色譜峰兩側拐點上切線與基線的交點間的距離。色譜流出曲線的意義：色譜峰數一一樣品中單組份的最少個數；色譜保留值一一定性依據；色譜峰高或面積一一定量依據；色譜保留值或區域寬度一一色譜柱分離效能評價指標；色譜峰間距一一固定相或流動相選擇是否合適的依據。分配系數K一定溫度與壓力下兩相達平衡后，組分在固定相和流動相濃度的比值。分配比（容量因子或者保留因子）k一定溫度與壓力下兩相達平衡后，組分在固定相和流動相質量的比值。塔板

36、理論假定：1）塔板之間不連續；2 ）塔板之間無分子擴散；3） 組分在各塔板內兩相間的分配瞬間達到平衡（達一次平衡所需柱長為理論塔板高度H）；4）某組分在所有塔板上的分配系數相同；5） 流動相以不連續方式加入（以一個一個的塔板體積加入）。當塔板數n較少時，組分流出曲線呈峰形，但不對稱；當塔板數 n>50時，峰形接近正態分布。速率理論認為：單個組分粒子在色譜柱內的運動是高度不規則的、隨機的，在柱中隨流動相前進的速度是不均一的。塔板理論研究的是平衡態，速率理論則從動態角度出發，提出改變色譜條件、 控制流速、提高分離效率的 理論。色譜分離條件選擇：1、 兩組份峰間距足夠遠：由各組份在兩相間的分配

37、系數（k）決定，即由色譜過程的 熱力學性質決定。2、 每個組份峰寬足夠小：由組份在色譜柱中的傳質和擴散（H或n）決定，即由色譜過程 動力學性質決定。氣相色譜法氣相色譜儀：載氣系統、進樣系統、色譜柱系統、檢測系統、記錄系統固定液的選擇一一相似性原則；組分極性差別較大選用極性固定液，沸點差別較大選用非極性固定液。被分離物質固定液主要作用力出峰順序非極性非極性色散力按沸點順序，沸點低者先出柱。 相同沸點的極性組分先出。中等極性中等極性誘導力和色散力按沸點順序，沸點低者先出柱。 相同沸點的極性組分后出。極性極性靜電力按極性順序出柱，非極性組分先出柱。能形成氫鍵的試樣氫鍵型氫鍵力按形成氫鍵的能力大小出柱

38、。常用檢測器濃度型熱導檢測器（TCD）有機和無機，適用范圍廣；一般氫氣作載氣，氮氣靈敏度差電子捕獲檢測器（ECD）只對含有電負性強兀素的物質有響應；氮氣作載氣質量型氫焰離子化檢測器（FID）僅用于有機物檢測；氮氣作載氣，氫氣作燃氣，空氣助燃流量關系一般為，N2:H2：Air為1:1:10火焰光度檢測器（FPD）氦氣熱離子化檢測器（TID）氦氣、氮氣速率理論應用1、 （A=2入dp）減小A:粒度較細，顆粒均勻，一般為6080目或80100目的填料。2、（ B=2YDg）減小B：載氣線速度較低時用氮氣，較高時宜用氦氣或氫氣；較低的柱溫。（1）填充柱丫 <1,空心毛細管柱 丫 = 1。（2）D

39、g與載氣的分子量的平方根成反比，隨柱溫升高而增大，隨柱壓增大而減小。3、減小C:固定相的液膜厚度要薄；組分在液相中的擴散系數要大。 分離度R應用1、增大k：峰間隔變大。2、增大n：峰寬變窄。色譜柱評價：1、色譜柱效率一一峰尖評價：理論板高（H）、理論塔板數（n）對策：將 Van Deemter各因素優化2、選擇性一一峰的分離度評價：分離因子或分離度 （R）對策：選擇極性相當的固定相3、峰的對稱性一一吸附現象評價：拖尾因子對策：色譜柱進一步老化柱溫選擇原則： 不超過固定液最高使用溫度；在良好分離前提下，盡可能采用低柱溫。柱長選擇原則： 在達到一定分離度的條件下，應使用盡可能短的柱。 其他條件：1

40、、 氣化室溫度等于或稍高于試樣的沸點，不超過沸點50 C以上，高于柱溫 30C 50C。2、檢測室溫度高于或至少等于柱溫。3、進樣速度快，試樣不超載。定量分析的依據： 在恒定的實驗條件下，峰面積（或峰高）與組分的（含）量成正比。同一檢測器對不同物質具有不同的響應靈敏度。（需要校正）定量分析方法：外標法 校正曲線法和外標一點法內標法校正曲線法和內標一點法氣相色譜與液相色譜的比較1、流動相GC用氣體做流動相（載氣），常用載氣（氮氣、氦氣和氫氣）種類少，可選擇范圍小，對分離影響小;LC中，流動相種類多，對分離結果貢獻大。2、固定相GC般選定一種載氣，然后通過改變色譜柱（固定相）以及操作參數（柱溫和載

41、氣流速）來優化分離；LC則往往是選定色譜柱后，通過改變流動相的種類、組成以及操作參數（柱溫）來優化分離。3、分析對象GC分離的樣品可揮發且熱穩定，沸點一般不超過450度。已知化合物中，有 2025剜用GC直接分析，其余原則上可用 LC分析。4、檢測設備不同5、制備分離GC收集餾分后載氣很容易除去，原理上有優勢，但由于其柱容量遠不及LC,故實用價值很有限，而制備LC則有很廣泛的應用。高效液相色譜法高效液相色譜法（HPLC 在經典液相色譜法的基礎上，引入了氣相色譜法的理論和實驗技術，以高壓輸送流動相，采用高效固定相及高靈敏度檢測器，發展而成的現代液相色譜分析方法。具有分離效率高、選擇性好、分析速度

42、快、檢測靈敏度高、操作自動化和應用范圍廣的特點。（I）HPLC與經典LC比較主要區別：固定相、輸液設備和檢測手段的差別1 .經典LC:僅做為一種分離手段；柱內徑13cm固定相粒徑100卩m且不均勻；常壓輸送流動相；柱效低；分析周期長；無法在線檢測。2、HPLC可用于分離和分析； 柱內徑26mm固定相粒徑10卩m且均勻；高壓輸送流動相，分析速度快；柱效高； 采用高靈敏度檢測器，分析時間大大縮短；可以在線檢測。（II ） HPLC與 GC比較相同：兼具分離和分析功能，均可以在線檢測區別：分析對象和流動相的差別1、GC分析可氣化、熱穩定性好且沸點較低的樣品；采用惰性氣體為流動相， 組分與流動相無親合

43、作用力，只與固定相作用；實驗過程常需加溫。2、HPLC分析樣品范圍廣，不受樣品揮發性和熱穩定性的影響；流動相為液體，種類較多，選擇余地廣；一般常溫進行。HPLC分 類：按固定相的聚集狀態分為 液液色譜法（LLC）和液固色譜法（LSC ；按分離機制分為分配色譜法、吸附色譜法、離子交換色譜法、空間排阻色譜法；最常見的是化學鍵合相色譜法、離子抑制色譜法、離子對色譜法等，其他如親和色譜法、手性色譜法、膠束色譜法和電色譜法等。化學鍵合相色譜法： 以化學鍵合相為固定相的色譜法，適用于分離幾乎所有類型的化合物，是應用最廣的色譜法。其均一性和穩定性好；柱效高，重現性好；分離選擇性高。化學鍵合相：采用化學反應的

44、方法，將官能團鍵合在載體表面所形成的固定相。具有使用過程中不流失、化學穩定性好、適于梯度洗脫、載樣量大等特點。但流動相的pH應在其相應使用范圍內，如28，否則硅膠會被溶解；按極性可分為非極性、弱極性和極性三類。非極性鍵合相：表面基團為非極性烴基，如十八烷基（6）、辛烷基（G）和苯基等，最常用是 08 （ODS。一般來說，長鏈烷基可使得樣品保留 時間延長，分離的選擇性增加，且載樣量提高，穩定性好。弱極性鍵合相：常見的有醚基和二羥基鍵合相，使用較少。極性鍵合相：常用的有氨基和氰基鍵合相。化學鍵合相色譜法 可分為正相色譜法和反相色譜法，最常用的是反相色譜法。正相鍵合相色譜法 以極性鍵合相為固定相，如

45、氰基（-CN）、氨基（-NH2）等，并以非極性或弱極性溶劑 為流動相，如各種烷烴等，即固定相極性大于流動相極性。主要用于分離溶于有機溶劑的極性至中等極性的分子型化合物。反相鍵合相色譜法 以非極性鍵合相為固定相，如十八烷基硅烷（ C8）、辛烷基（Q）等，有時也用弱極 性或中等極性的鍵合相為固定相，流動相則以水為基礎溶劑， 再加入一些與水混溶的有機溶劑，如甲醇、乙腈等，以調整流動相的極性比例，即固定相極性小于流動相極性的色譜法。適合于分離非極性或弱極性化合物，可用于分子型化合物及離子型或可離子化的化合物（加入抑制劑）的分離。極性鍵合相的分離選擇性決定于鍵合相的種類、流動相的強度和樣品的性質。1、正

46、相鍵合相色譜 中，組分極性越強，吸附越牢，越后洗脫出柱；固定相極性增加，組分保留時間變大，洗脫減慢；流動相極性增加，洗脫能力增強，組分保留時間變小，洗脫加快。一般情況下分離含雙鍵的化合物常用氰基鍵合相，而分離多官能團化合物則用氨基鍵合相；流動相常以飽和烷烴加極性調 節劑的方式組成。2、反相鍵合相色譜 中，組分極性越弱，疏水性越強，與固定相的親和力越大，越后洗脫出柱；流動相極性越小，洗脫能力越強，保留時間越短（水增多，保留時間增加）。以長鏈烷基組成的鍵合相適合分離非極性化合物，短鏈烷基鍵合相則能用于分離部分極性化合物，苯基鍵合相適用于分離芳香化合物以及多羥基化合物等。HPLC固定相：顆粒細且均勻

47、；傳質快；機械強度高，能耐高壓；化學穩定性好，不與流動相發生化學 反應。HPLC流動相：不與固定相發生化學反應；對樣品有適宜的溶解度；必須與檢測器相適應；純度要高， 粘度要小。使用前，需用微孔濾膜過濾，同時還要脫氣。在正相和反相色譜中，流動相極性強弱與洗脫能力是相反的相似相溶HPLC速率方程：H=A+Cu+Gmu，降低流速，可增加 H,但流速太低，分析時間長。傳質過程一一組分在固定相和流動相間不斷的溶解、擴散、轉移的過程。影響此過程進行的阻力稱為 傳質阻抗。為降低流動相的傳質阻抗，應降低固定相的粒度，同時選用粘度比較小的流動相，使得分子擴散比較容易。在實驗中常用粘度比較低的甲醇或乙腈，而少用粘

48、度比較大的乙醇。HPLC儀器主要由輸液系統（高壓輸液泵以及在線脫氣和梯度洗脫裝置）、進樣系統（手動進樣閥或自動進樣器）、色譜柱系統（色譜柱以及柱溫箱）、檢測系統和數據記錄處理系統組成，制備型HPLC還備有自動餾分收集裝置。HPLC的三大關鍵部件：輸液泵、色譜柱、檢測器。等度洗脫一一在同一分析周期內流動相組成保持恒定的洗脫方式。該法適合于組分數目少，性質差別不大的樣品的分離分析。梯度洗脫一一在一個分析周期內可以程序改變流動相組成的洗脫方式。該法適合分析組分數目多，性質相差較大的復雜樣品的分離分析。梯度洗脫可以縮短分析時間、提高分離度、改善峰形、提高檢測靈敏度，但是可能引起基線漂移和重現性降低。根據具體情況，可將等度洗脫和梯度洗脫結合起來。線性梯度洗脫 是常用梯度洗脫方式，即在一個分析周期內，流動相隨時間均勻線性變化。梯度洗脫有兩種裝置：高壓梯度和低壓梯度。選擇性（專屬型）檢測器：紫外、二極管陣列、熒光、電化學檢測器（安培檢測器）。其只能檢測某一組分的某一性質，響應值不僅與待