儀(yi)(yi)器分析(xi)是(shi)指采用(yong)比較復雜或(huo)特殊的(de)儀(yi)(yi)器設備(bei),通過(guo)測量(liang)物質(zhi)的(de)某些物理(li)(li)或(huo)物理(li)(li)化學(xue)性質(zhi)的(de)參數及其變化來獲取(qu)物質(zhi)的(de)化學(xue)組(zu)成(cheng)、成(cheng)分含量(liang)及化學(xue)結構等信息(xi)的(de)一(yi)類方(fang)法(fa)。儀(yi)(yi)器分析(xi)與化學(xue)分析(xi)(chemical analysis)是(shi)分析(xi)化學(xue)(analytical chemistry)的(de)兩個分析(xi)方(fang)法(fa)。
儀器分析的分(fen)析(xi)對象一般(ban)是半微量(0.01~0.1g)、微量(0.1~10mg)、超微量(<0.1mg)組(zu)分(fen)的分(fen)析(xi),靈敏度高;而化學(xue)分(fen)析(xi)一般(ban)是半微量(0.01~0.1g)、常量(>0.1g)組(zu)分(fen)的分(fen)析(xi),準(zhun)確度高。
儀器(qi)分(fen)析(xi)大致可以分(fen)為(wei):電(dian)化學(xue)分(fen)析(xi)法(fa)、核磁共振波(bo)譜(pu)法(fa)、原子發(fa)射光(guang)(guang)譜(pu)法(fa)、氣相色譜(pu)法(fa)、原子吸收光(guang)(guang)譜(pu)法(fa)、高效(xiao)液相色譜(pu)法(fa)、紫(zi)外(wai)(wai)-可見(jian)光(guang)(guang)譜(pu)法(fa)、質譜(pu)分(fen)析(xi)法(fa)、紅外(wai)(wai)光(guang)(guang)譜(pu)法(fa)、其它儀器(qi)分(fen)析(xi)法(fa)等。
儀器分析的主要特點
1、靈(ling)敏(min)度(du)高(gao):大多數儀器分(fen)析(xi)法適用于(yu)微量(liang)、痕量(liang)分(fen)析(xi)。例如,原子吸收分(fen)光光度(du)法測(ce)定某(mou)些元(yuan)素的絕對靈(ling)敏(min)度(du)可達(da)10^-14g。
2、取樣(yang)量(liang)少:化學(xue)分(fen)析法需(xu)用10-1~10-4g,儀器分(fen)析試(shi)樣(yang)常在10-2~10-8g。
3、在(zai)低濃度下的分(fen)析準確(que)度較高(gao):含量在(zai)10-5%~10-9%范圍內的雜質測定(ding),相(xiang)對誤(wu)差低達1%~10%。
4、快速:例如,發射光譜分析法在1min內可(ke)同(tong)時測(ce)定(ding)水中(zhong)48個元素(su)。
5、可進行無損分析:有(you)時可在不破壞試樣的(de)情況下進行測(ce)定,適于考古(gu)、文(wen)物等特殊領域(yu)的(de)分析。有(you)的(de)方法還能(neng)進行表面或(huo)微區分析,或(huo)試樣可回收(shou)。
6、能(neng)進行(xing)多信息(xi)或特殊功能(neng)的(de)分(fen)析:有時(shi)(shi)可同(tong)時(shi)(shi)作(zuo)定(ding)性(xing)、定(ding)量分(fen)析,有時(shi)(shi)可同(tong)時(shi)(shi)測定(ding)材料的(de)組分(fen)比和原子的(de)價態。放射(she)性(xing)分(fen)析法還可作(zuo)痕(hen)量雜質(zhi)分(fen)析。
7、專(zhuan)一性(xing)強(qiang):例如,用單(dan)晶(jing)X衍射儀可專(zhuan)測晶(jing)體結構;用離(li)子(zi)選擇性(xing)電極(ji)可測指(zhi)定離(li)子(zi)的濃度等。
8、便于(yu)遙測(ce)(ce)、遙控(kong)、自動化:可作(zuo)即時(shi)、在(zai)線分析控(kong)制生(sheng)產過(guo)程、環境自動監(jian)測(ce)(ce)與控(kong)制。
9、操(cao)作較簡(jian)便(bian):省(sheng)去了繁多化學(xue)操(cao)作過程(cheng)。隨自動(dong)化、程(cheng)序化程(cheng)度的提高(gao)操(cao)作將更(geng)趨于簡(jian)化。
10、儀(yi)器設備較復(fu)雜,價格較昂貴。
儀器分析的發展趨勢
1、方法創新
進一步提高儀器(qi)分(fen)析方法(fa)的(de)靈敏度、選擇性(xing)(xing)和(he)準確的(de)。各種選擇性(xing)(xing)檢測技術和(he)多組分(fen)同(tong)時分(fen)析技術等(deng)是(shi)當前儀器(qi)分(fen)析研究的(de)重(zhong)要(yao)課題。
2、分析儀器智能化(hua)
微機在儀器分(fen)析(xi)(xi)法(fa)中(zhong)不僅只運算分(fen)析(xi)(xi)結果(guo),而且可以儲(chu)存分(fen)析(xi)(xi)方法(fa)和(he)標準數據,控制儀器的全部操(cao)作,實現分(fen)析(xi)(xi)操(cao)作自動化(hua)和(he)智能(neng)化(hua)。
3、新(xin)型動(dong)態分析檢(jian)(jian)測和非破(po)壞性檢(jian)(jian)測
離線(xian)的(de)分(fen)析檢(jian)測(ce)(ce)不(bu)能瞬時、直(zhi)接、準確地(di)反映生(sheng)(sheng)產實際和(he)(he)(he)生(sheng)(sheng)命(ming)環境的(de)情景實況,布恩那個及(ji)時控(kong)制生(sheng)(sheng)產、生(sheng)(sheng)態和(he)(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)過程。運用(yong)先進的(de)技術和(he)(he)(he)分(fen)析原(yuan)理,研究并建立有效(xiao)而使用(yong)的(de)實時、在(zai)線(xian)和(he)(he)(he)高(gao)靈敏(min)度、高(gao)選(xuan)擇(ze)性的(de)新(xin)型動(dong)態分(fen)析檢(jian)測(ce)(ce)和(he)(he)(he)非破壞(huai)性檢(jian)測(ce)(ce),將是21世紀儀器(qi)分(fen)析發展的(de)主流。生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)和(he)(he)(he)酶傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、免疫傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、DNA傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、細胞傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等(deng)不(bu)斷涌現(xian);納米傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)出現(xian)也為活體分(fen)析帶來了機(ji)遇。
4、多種(zhong)方法的聯合(he)使用
儀(yi)器分析多種方(fang)法的聯(lian)合使(shi)用可以(yi)使(shi)每種方(fang)法的優點得(de)以(yi)發揮(hui),每種方(fang)法的缺(que)點得(de)以(yi)補救。聯(lian)用分析技術已成(cheng)為當前儀(yi)器分析的重要發展(zhan)方(fang)向。
5、擴展(zhan)時空多(duo)維信息
隨著(zhu)環境科學(xue)(xue)、宇宙科學(xue)(xue)、能源科學(xue)(xue)、生(sheng)命(ming)科學(xue)(xue)、臨床化(hua)學(xue)(xue)、生(sheng)物醫(yi)學(xue)(xue)等學(xue)(xue)科的興起,現代(dai)儀(yi)器分析的發展已(yi)不局限于將待測組分分離出來進(jin)行表(biao)征和測量,而(er)且成為(wei)一(yi)門為(wei)物質提(ti)供(gong)(gong)盡(jin)可(ke)能多的化(hua)學(xue)(xue)信(xin)息(xi)(xi)的科學(xue)(xue)。隨著(zhu)人們對客觀物質認識的深(shen)入(ru),某些過去所不甚熟(shu)悉的領域(如(ru)多維、不穩定(ding)和邊界條件等)也逐漸提(ti)到日(ri)程上來。采用(yong)現代(dai)核磁共振光譜(pu)、質譜(pu)、紅外光譜(pu)等分析方法,可(ke)提(ti)供(gong)(gong)有(you)機物分子(zi)的精細結構、空間排(pai)列構成及瞬態變化(hua)等信(xin)息(xi)(xi),為(wei)人們對化(hua)學(xue)(xue)反應(ying)歷程及生(sheng)命(ming)的認識提(ti)供(gong)(gong)了(le)重要基礎。