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現代儀器分析原理與技術 版權信息
- ISBN：9787030430441
- 條形碼：9787030430441 ; 978-7-03-043044-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
現代儀器分析原理與技術 內容簡介
現代儀器分析是自然科學領域中*實用的一門科學，是近代科學技術發展創新的重要工具。本書從光譜學、色譜學、電磁波譜學等方面系統闡述分析儀器原理與技術，并結合現代分析儀器發展動態介紹薄層色譜、毛細管色譜、質譜、熱分析等新儀器分析技術。本書內容新穎，實用面廣，可作為高等學？蒲性核镱、化學類、農業類、醫學類等相關專業研究生、本科生教材和參考書，也可作為從事分析測試及監管領域工作人員的參考書。
現代儀器分析原理與技術 目錄
總序
前言
第1章 緒論
**節 分析化學與儀器分析 1
一、分析化學的范疇、方法及任務 1
二、儀器分析的范疇、方法及任務 2
第二節 分析儀器的類型及其信號表達方式 2
一、分析儀器的主要分類 2
二、分析儀器信號的表達方式 2
第三節 分析儀器的方法建立及重要組成部分構成 3
一、分析方法（方案）構建 3
二、分析儀器的基本組成 3
第四節 分析儀器的主要性能指標 5
第2章 光譜法導論
**節 概述 9
第二節 光與物質的作用原理 9
一、光的波、粒二相性 10
二、光與物質的相互作用 11
三、光譜及光譜分類 13
第三節 基本光學單元 l4
一、光源 14
二、分光器件 l4
三、吸收池 l8
四、檢測器 18
第四節 光吸收定律 21
一、比爾定律原理 21
二、比爾定律中名詞的意義及單位 22
三、比爾定律吸收光譜曲線表征 23
四、比爾定律的偏離影響 24
五、光度測量的誤差 26
第3章 紫外-可見吸收光譜法
**節 紫外-可見吸收光譜法概述 28
一、柴外-可見吸收光譜法的分類 28
二、分光光度法與比色法的異同點 29
三、分光光度法的特點 29
第二節 紫外-可見吸收光譜法原理 29
一、紫外-可見吸收光譜的產生 29
二、吸收曲線 31
三、紫外-可見吸收光譜的產生方式 31
第三節 紫外-可見光光譜儀 39
一、儀器基本組成 39
二、紫外-可見光光譜儀類型 40
三、紫外-可見光譜儀器的基本功能和進展 41
第四節 儀器操作中影響準確度因素及校正方法 42
第五節 紫外-可見吸收光譜法的應用與案例 45
一、定性分析 45
二、定量分析 46
三、光譜法的應用案例 48
第4章 紅外吸收光譜法
**節 概述 52
第二節 紅外光譜基本概念 53
一、紅外光譜的產生和劃分 53
二、分子產生紅外吸收的條件 53
三、分子振動類型 54
第三節 傅里葉紅外光譜 55
一、邁克爾遜干涉儀 55
二、傅里葉變換紅外光譜基本原理 55
三、傅里葉變換紅外光譜特點 57
第四節 傅里葉變換紅外光譜儀 58
一、傅里葉變換紅外光譜儀的基本結構 58
二、主要部件 58
第五節 紅外光譜樣品制備技術 61
一、氣態樣品制備技術 61
二、液態樣品制備技術 61
三、固態樣品制備技術 62
四、衰減全反射技術 63
第六節 紅外光譜定性分析 64
一、紅外光譜r中化合物官能團的特征 64
二、紅外光譜圖譜基本解析程序 70
三、紅外光譜案例分析 73
第七節 傅里葉變換近紅外光譜技術 75
一、近紅外光譜技術概述 75
二、漫反射技術 76
三、近紅外光譜數據收集要求 77
四、近紅外光譜法分析模型建立要求 77
五、近紅外光譜數據分析 78
第5章 原子吸收光譜法
**節 概述 80
第二節 原子吸收光譜法的基本原理 81
一、原子吸收光譜的共振吸收原理 81
二、原子吸收銳線光源發射線 82
三、原子吸收與原子濃度關系 82
第三節 原子吸收光譜儀 83
一、原子吸收光譜儀基本結構 83
二、原子吸收光譜儀的主要部件 84
第四節 原子吸收光譜的定量 94
第五節 原子吸收光譜法的干擾及消除方法 96
一、電離干擾 96
二、物理干擾 96
三、化學干擾 96
四、光譜干擾 97
第六節 原子熒光光譜法簡介 97
一、原子熒光基本原理 98
二、原子熒光光譜儀組成結構 99
第七節 原子吸收光譜法樣品處理 99
第八節 連續光源原子吸收光譜分析技術 101
第6章 發射光譜法
**節 概述 107
第二節 發射光譜的激發光源 108
一、火焰光源 108
二、電弧電源 109
三、電感耦合等離子體光源 109
第三節 等離子發射光譜儀 111
第四節 等離子發射光譜主要工作參數及定量分析 114
一、主要工作參數 114
二、定量分析方法 114
第五節 等離子發射光譜的干擾問題 114
一、基體干擾 114
二、光譜干擾 115
第六節 等離子發射光譜技術和其他分析技術的比較 115
第七節 發射光譜法的應用案例 117
一、水質分析 117
二、污泥分析 117
三、生物樣品分析 118
第7章 熒光光譜法
**節 概述 119
第二節 熒光光譜法的基本原理 119
一、熒光的產生 119
二、熒光與化合物分子結構的關系 122
三、熒光參數的設定 123
第三節 熒光分光光度計 128
一、儀器基本組成結構 128
二、儀器主要部件功能部件 128
第四節 熒光光譜分析 129
一、二維熒光光譜技術及應用 130
二、三維熒光光譜技術及應用 136
第五節 熒光光譜分析的干擾因素 139
一、化學溶劑的影響 139
二、熒光污染 139
三、稀溶液的分析干擾 139
四、溫度影響 140
五、酸度影響 140
六、熒光淬滅 141
七、光散射 141
第8章 色譜法導論
**節 概述 143
第二節 色譜法分類 143
第三節 色譜分離原理及色譜圖 145
一、色譜分離原理 145
二、色譜圖和主要參數 145
三、分配系數 147
第四節 色譜法的基本理論 148
一、塔板理論 148
二、速率理論 149
第五節 色譜分離主要影響因素 150
一、色譜分離的影響 150
二、色譜分析時間的影響 151
第六節 色譜定性定量分析 151
一、定性分析 151
二、定量分析 153
第9章 氣相色譜法
**節 概述 156
第二節 氣相色譜法的原理 156
一、氣相色譜儀的基本組成結構 156
二、儀器主要功能單元 157
三、儀器操作程序 158
第三節 氣相色譜固定相 159
一、氣-固色譜固定相 159
二、氣-液色譜固定相 159
第四節 氣相色譜的檢測器 160
第五節 氣相色譜分離條件的選擇 163
一、色譜柱的選擇 163
二、載氣的選擇 163
三、柱溫的選擇 164
第六節 氣相色譜定性、定量分析 164
一、定性分析 164
二、定量分析 164
第七節 氣相色譜分析常用的樣品制備技術 165
一、溶劑萃取 165
二、液相微萃取 166
三、固相萃取 166
四、固相微萃取 166
五、加速溶劑萃取 166
第八節 樣品衍生化技術 166
第九節 頂空分析技術 167
第十節 氣相色譜配套技術 167
一、多維氣相色譜技術 167
二、快速氣相色譜技術 167
第十一節 氣相色譜法在食品分析中的應用案例 168
第10章 高效液相色譜法
**節 概述 170
第二節 高效液相色譜法分離原理 171
一、高效液相色譜法的分類 171
二、高效液相色譜分離原理特征 171
第三節 高效液相色譜固定相 175
一、液-固吸附色譜法固定相 175
二、液-液分配色譜法固定相 176
三、離子交換色譜法固定相 177
四、空間排阻色譜法固定相 177
五、整體柱 177
第四節 高效液相色譜流動相 178
一、流動相使用基本要求 178
二、流動相的選擇 179
三、梯度洗脫技術要求 180
第五節 高效液相色譜儀 181
一、高效液相色譜儀基本結構 181
二、高效液相色譜儀主要功能單元 182
三、液相色譜檢測器 185
四、儀器操作程序應用案例 190
第六節 液相色譜法分離方法的選擇 193
第七節 液相色譜氨基酸分析 194
一、柱前衍生及特點 194
二、柱后衍生及特點 195
三、氨基酸分析 196
第八節 液相色譜應用案例 197
一、在食品成分分析巾的應用 197
二、在添加劑分析巾的應用案例 199
三、在農藥和獸藥殘留分析巾的應用案例 200
第11章 薄層色譜法
**節 概述 202
一、薄層色譜法特點 202
二、薄層色譜與高效液相色譜的差異性 203
第二節 薄層色譜法的基本原理 203
一、薄層色譜法的原理及表征 203
二、薄層色譜常用固定相 204
三、薄層板制備 207
四、薄層點樣 208
五、薄層展開 209
六、展開劑的選擇 212
七、定位檢測 214
第三節 薄層色譜法的定|生定量方法 215
一、薄層色譜的定性 215
二、薄層色譜的定量 216
三、定量分析的掃描方式 217
四、掃描方式及光束大小的選擇 218
五、外標法、內標法定量 219
第四節 薄層掃描儀 219
第五節 薄層色譜法的應用案例 221
一、果汁中合成著色劑的測定 221
二、薄層色譜法鑒別南五味子 222
第12章 質譜法
**節 概述 223
第二節 質譜法的基本原理 224
第三節 質譜儀 225
一、進樣系統 225
二、離子源 227
三、質量分析器 230
四、檢測器和記錄系統 234
五、真空系統 234
第四節 質譜及其離子峰的類型 235
一、質譜的表示方法 235
二、質譜儀的主要性能指標表征意義 235
三、質譜圖中主要離子峰的類型 236
四、質譜巾的斷裂方式及一般規律 238
第五節 質譜技術的應用 239
一、相對分子質量的測定 239
二、確定化合物的分子式 240
三、質譜在食品分析巾的應用 242
第13章 核磁共振波譜法
**節 概述 244
第二節 核磁共振基本原理 244
一、原子核自旋與磁矩 244
二、核磁共振條件 245
三、飽和與弛豫 247
四、宏觀磁化矢量 248
第三節 核磁共振波譜儀 249
第四節 核磁共振波譜的特征和化學結構分析 251
一、核磁共振巾的化學位移 251
二、核磁共振中的化學位移表征 252
三、核磁共振中的白旋耦合 253
四、核磁共振譜的積分曲線 256
第五節 核磁共振波譜的測定 256
第六節 13C核磁共振 257
一、13C化學位移 258
二、白旋去耦和NOE效應 259
三、13C去耦方法 259
第七節 核磁共振法圖譜解析應用案例 261
第14章 毛細管電泳法
**節 概述 266
第二節 毛細管電泳原理結構 267
一、基本概念 267
二、毛細管電泳儀的結構組成 267
三、毛細管電泳的工作原理 269
第三節 毛細管電泳的分離模式 271
前言
第1章 緒論
**節 分析化學與儀器分析 1
一、分析化學的范疇、方法及任務 1
二、儀器分析的范疇、方法及任務 2
第二節 分析儀器的類型及其信號表達方式 2
一、分析儀器的主要分類 2
二、分析儀器信號的表達方式 2
第三節 分析儀器的方法建立及重要組成部分構成 3
一、分析方法（方案）構建 3
二、分析儀器的基本組成 3
第四節 分析儀器的主要性能指標 5
第2章 光譜法導論
**節 概述 9
第二節 光與物質的作用原理 9
一、光的波、粒二相性 10
二、光與物質的相互作用 11
三、光譜及光譜分類 13
第三節 基本光學單元 l4
一、光源 14
二、分光器件 l4
三、吸收池 l8
四、檢測器 18
第四節 光吸收定律 21
一、比爾定律原理 21
二、比爾定律中名詞的意義及單位 22
三、比爾定律吸收光譜曲線表征 23
四、比爾定律的偏離影響 24
五、光度測量的誤差 26
第3章 紫外-可見吸收光譜法
**節 紫外-可見吸收光譜法概述 28
一、柴外-可見吸收光譜法的分類 28
二、分光光度法與比色法的異同點 29
三、分光光度法的特點 29
第二節 紫外-可見吸收光譜法原理 29
一、紫外-可見吸收光譜的產生 29
二、吸收曲線 31
三、紫外-可見吸收光譜的產生方式 31
第三節 紫外-可見光光譜儀 39
一、儀器基本組成 39
二、紫外-可見光光譜儀類型 40
三、紫外-可見光譜儀器的基本功能和進展 41
第四節 儀器操作中影響準確度因素及校正方法 42
第五節 紫外-可見吸收光譜法的應用與案例 45
一、定性分析 45
二、定量分析 46
三、光譜法的應用案例 48
第4章 紅外吸收光譜法
**節 概述 52
第二節 紅外光譜基本概念 53
一、紅外光譜的產生和劃分 53
二、分子產生紅外吸收的條件 53
三、分子振動類型 54
第三節 傅里葉紅外光譜 55
一、邁克爾遜干涉儀 55
二、傅里葉變換紅外光譜基本原理 55
三、傅里葉變換紅外光譜特點 57
第四節 傅里葉變換紅外光譜儀 58
一、傅里葉變換紅外光譜儀的基本結構 58
二、主要部件 58
第五節 紅外光譜樣品制備技術 61
一、氣態樣品制備技術 61
二、液態樣品制備技術 61
三、固態樣品制備技術 62
四、衰減全反射技術 63
第六節 紅外光譜定性分析 64
一、紅外光譜r中化合物官能團的特征 64
二、紅外光譜圖譜基本解析程序 70
三、紅外光譜案例分析 73
第七節 傅里葉變換近紅外光譜技術 75
一、近紅外光譜技術概述 75
二、漫反射技術 76
三、近紅外光譜數據收集要求 77
四、近紅外光譜法分析模型建立要求 77
五、近紅外光譜數據分析 78
第5章 原子吸收光譜法
**節 概述 80
第二節 原子吸收光譜法的基本原理 81
一、原子吸收光譜的共振吸收原理 81
二、原子吸收銳線光源發射線 82
三、原子吸收與原子濃度關系 82
第三節 原子吸收光譜儀 83
一、原子吸收光譜儀基本結構 83
二、原子吸收光譜儀的主要部件 84
第四節 原子吸收光譜的定量 94
第五節 原子吸收光譜法的干擾及消除方法 96
一、電離干擾 96
二、物理干擾 96
三、化學干擾 96
四、光譜干擾 97
第六節 原子熒光光譜法簡介 97
一、原子熒光基本原理 98
二、原子熒光光譜儀組成結構 99
第七節 原子吸收光譜法樣品處理 99
第八節 連續光源原子吸收光譜分析技術 101
第6章 發射光譜法
**節 概述 107
第二節 發射光譜的激發光源 108
一、火焰光源 108
二、電弧電源 109
三、電感耦合等離子體光源 109
第三節 等離子發射光譜儀 111
第四節 等離子發射光譜主要工作參數及定量分析 114
一、主要工作參數 114
二、定量分析方法 114
第五節 等離子發射光譜的干擾問題 114
一、基體干擾 114
二、光譜干擾 115
第六節 等離子發射光譜技術和其他分析技術的比較 115
第七節 發射光譜法的應用案例 117
一、水質分析 117
二、污泥分析 117
三、生物樣品分析 118
第7章 熒光光譜法
**節 概述 119
第二節 熒光光譜法的基本原理 119
一、熒光的產生 119
二、熒光與化合物分子結構的關系 122
三、熒光參數的設定 123
第三節 熒光分光光度計 128
一、儀器基本組成結構 128
二、儀器主要部件功能部件 128
第四節 熒光光譜分析 129
一、二維熒光光譜技術及應用 130
二、三維熒光光譜技術及應用 136
第五節 熒光光譜分析的干擾因素 139
一、化學溶劑的影響 139
二、熒光污染 139
三、稀溶液的分析干擾 139
四、溫度影響 140
五、酸度影響 140
六、熒光淬滅 141
七、光散射 141
第8章 色譜法導論
**節 概述 143
第二節 色譜法分類 143
第三節 色譜分離原理及色譜圖 145
一、色譜分離原理 145
二、色譜圖和主要參數 145
三、分配系數 147
第四節 色譜法的基本理論 148
一、塔板理論 148
二、速率理論 149
第五節 色譜分離主要影響因素 150
一、色譜分離的影響 150
二、色譜分析時間的影響 151
第六節 色譜定性定量分析 151
一、定性分析 151
二、定量分析 153
第9章 氣相色譜法
**節 概述 156
第二節 氣相色譜法的原理 156
一、氣相色譜儀的基本組成結構 156
二、儀器主要功能單元 157
三、儀器操作程序 158
第三節 氣相色譜固定相 159
一、氣-固色譜固定相 159
二、氣-液色譜固定相 159
第四節 氣相色譜的檢測器 160
第五節 氣相色譜分離條件的選擇 163
一、色譜柱的選擇 163
二、載氣的選擇 163
三、柱溫的選擇 164
第六節 氣相色譜定性、定量分析 164
一、定性分析 164
二、定量分析 164
第七節 氣相色譜分析常用的樣品制備技術 165
一、溶劑萃取 165
二、液相微萃取 166
三、固相萃取 166
四、固相微萃取 166
五、加速溶劑萃取 166
第八節 樣品衍生化技術 166
第九節 頂空分析技術 167
第十節 氣相色譜配套技術 167
一、多維氣相色譜技術 167
二、快速氣相色譜技術 167
第十一節 氣相色譜法在食品分析中的應用案例 168
第10章 高效液相色譜法
**節 概述 170
第二節 高效液相色譜法分離原理 171
一、高效液相色譜法的分類 171
二、高效液相色譜分離原理特征 171
第三節 高效液相色譜固定相 175
一、液-固吸附色譜法固定相 175
二、液-液分配色譜法固定相 176
三、離子交換色譜法固定相 177
四、空間排阻色譜法固定相 177
五、整體柱 177
第四節 高效液相色譜流動相 178
一、流動相使用基本要求 178
二、流動相的選擇 179
三、梯度洗脫技術要求 180
第五節 高效液相色譜儀 181
一、高效液相色譜儀基本結構 181
二、高效液相色譜儀主要功能單元 182
三、液相色譜檢測器 185
四、儀器操作程序應用案例 190
第六節 液相色譜法分離方法的選擇 193
第七節 液相色譜氨基酸分析 194
一、柱前衍生及特點 194
二、柱后衍生及特點 195
三、氨基酸分析 196
第八節 液相色譜應用案例 197
一、在食品成分分析巾的應用 197
二、在添加劑分析巾的應用案例 199
三、在農藥和獸藥殘留分析巾的應用案例 200
第11章 薄層色譜法
**節 概述 202
一、薄層色譜法特點 202
二、薄層色譜與高效液相色譜的差異性 203
第二節 薄層色譜法的基本原理 203
一、薄層色譜法的原理及表征 203
二、薄層色譜常用固定相 204
三、薄層板制備 207
四、薄層點樣 208
五、薄層展開 209
六、展開劑的選擇 212
七、定位檢測 214
第三節 薄層色譜法的定|生定量方法 215
一、薄層色譜的定性 215
二、薄層色譜的定量 216
三、定量分析的掃描方式 217
四、掃描方式及光束大小的選擇 218
五、外標法、內標法定量 219
第四節 薄層掃描儀 219
第五節 薄層色譜法的應用案例 221
一、果汁中合成著色劑的測定 221
二、薄層色譜法鑒別南五味子 222
第12章 質譜法
**節 概述 223
第二節 質譜法的基本原理 224
第三節 質譜儀 225
一、進樣系統 225
二、離子源 227
三、質量分析器 230
四、檢測器和記錄系統 234
五、真空系統 234
第四節 質譜及其離子峰的類型 235
一、質譜的表示方法 235
二、質譜儀的主要性能指標表征意義 235
三、質譜圖中主要離子峰的類型 236
四、質譜巾的斷裂方式及一般規律 238
第五節 質譜技術的應用 239
一、相對分子質量的測定 239
二、確定化合物的分子式 240
三、質譜在食品分析巾的應用 242
第13章 核磁共振波譜法
**節 概述 244
第二節 核磁共振基本原理 244
一、原子核自旋與磁矩 244
二、核磁共振條件 245
三、飽和與弛豫 247
四、宏觀磁化矢量 248
第三節 核磁共振波譜儀 249
第四節 核磁共振波譜的特征和化學結構分析 251
一、核磁共振巾的化學位移 251
二、核磁共振中的化學位移表征 252
三、核磁共振中的白旋耦合 253
四、核磁共振譜的積分曲線 256
第五節 核磁共振波譜的測定 256
第六節 13C核磁共振 257
一、13C化學位移 258
二、白旋去耦和NOE效應 259
三、13C去耦方法 259
第七節 核磁共振法圖譜解析應用案例 261
第14章 毛細管電泳法
**節 概述 266
第二節 毛細管電泳原理結構 267
一、基本概念 267
二、毛細管電泳儀的結構組成 267
三、毛細管電泳的工作原理 269
第三節 毛細管電泳的分離模式 271
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現代儀器分析原理與技術 節選
第1章 緒論 了解分析化學與儀器分析的主要含義、范疇及特征；了解分析儀器的主要類別及重要組成結構；正確理解常用分析儀器技術術語的表征意義。 **節 分析化學與儀器分析 一、分析化學的范疇、方法及任務 在以往的工農業生產領域中，分析化學(analytical chemistry)中的容量分析法和質量分析法是*常用的分析檢驗手段。隨著生產需求與現代科學技術的發展，分析化學進入以系統論、信息論、控制論及與計算機相結合進行綜合分析檢測的新階段，使人們對分析化學的本質有了新的認識和發現。與其他化學學科相比，分析化學不是直接研究和提供某種有機化合物或無機化合物，而是研究所涉及物質的化學組成和結構。因此說分析化學是研究物質的分離、鑒定及測定原理和方法的一門學科。 根據分析化學的定義范疇、方法及任務，它在一些領域主要的研究發展方向如下。 (1)在無機元素的分析技術方面：人們主要是根據經典分析化學理論，利用物質的化學組成和化學性質，通過物理變化及化學反應達到分離鑒定的目的，但檢出靈敏度有限。為了提高分析方法的靈敏度和選擇性，人們根據火花光源原理，發展了火焰光度計、原子吸收光譜儀、原子熒光光譜儀、等離子發射光譜僅、X射線衍射儀等；利用中子、光子活化分析原理，發展了中子活化儀、同位素示蹤儀、同位素閃爍儀等。 (2)在化合物結構形態分析技術方面：常量范圍內主要以質量法、容量法為主要分析手段，但特異性有限，操作方法繁雜。隨著比色技術的發展，人們針對痕量陰離子測定，從*初簡單的電化學分析方法發展到利用分光光度技術、極譜技術、電化學分析系統、離子色譜技術、串聯色譜技術，對目標物結構形態進行有效定性，分析更多的陰離子化合物，使分析技術更加快速、靈敏、準確和實用。 (3)在痕量有機化學分析技術方面：隨著生物技術、食品分析、藥物檢驗等領域的發展，根據分離機制要求，在樣品處理技術方面，僅靠萃取、濃縮、沉淀等分離方法還不夠，將上述技術與薄層色譜、氣相色譜、液相色譜及質譜等相關分析技術結合，拓寬了這一領域的實用范圍。 (4)在微觀和表面技術方面：隨著顯微技術的發展，人們不僅要了解物質表面現象，還要對物質內部的組成有深刻的認識，其結果需要通過某種特定信息手段，如圖片、圖像、三維成像圖譜等反映出來，并對目標化學物的結構組成進行定性、定量分析。目前通過電子顯微鏡、電子探針、電子能譜、共聚焦激光顯微鏡、原子力顯微鏡等分析技術，便這一領域的研究水平上升到一個新的階段。 綜上所述，現代科學技術的發展，對分析化學提出了一系列新要求，人們對分析化學這一學科本質內容又有了新的認識，使分析化學理論研究與分析技術的聯系更加緊密。 二、儀器分析的范疇、方法及任務 儀器分析(instrumental analysis)作為一門特殊科學脫穎而出，它在經典分析化學的基礎上，利用儀器分析的特有手段，探索新的分析理論，研究新的分析技術，因此，利用特殊儀器裝置定性和定量分析檢測物質的組成、結構及某些物理化學特性是分析化學*有利的工具。儀器分析是研究有關物質分析的理論與技術的一門科學，它與化學分析同屬分析化學范疇。 實際上，儀器分析是在化學的基礎上吸收了物理學、光學、熱學、電子學、量子力學等內容，根據電、熱、聲、光、磁的性質來進行分析，并依靠特定儀器裝置來完成。由于計算機技術的引入及發展應用，使儀器分析的快速、靈敏、準確等特點更加明顯，多種技術的結合應用與聯用使儀器分析應用更加廣泛。 第二節 分析儀器的類型及其信號表達方式 一、分析儀器的主要分類 現代分析儀器的種類十分龐雜，應用原理各不相同。為了方便區分現有分析儀器類別，根據儀器的工作原理及應用范圍，可將分析儀器分為以下幾類。 1)電化學分析僅器 根據氧化還原電極電位鑒別樣品的陰、陽離子的形態，并定性、定量分析目標物含量和活度。如電位滴定儀、pH計、極譜儀、電化學分析系統等。 2)熱學式分析儀器 根據熱力學平衡原理，測定物質熱交換量。如差熱分析儀等。 3)磁學式分析儀器 利用原子核在磁場作用下產生的洛倫茲力軌道原理，分析被電離物質的荷質比并利用共振吸收定性、定量鑒別物質的結構組成。如質譜儀、核磁共振波譜儀等。 4)光學式分析儀器 利用物質對光吸收的選擇性和發射光的特殊性分析物質的結構和組成。如紫外一可見光光譜儀、熒光光譜儀、傅里葉紅外光譜儀及原子吸收分光譜儀等。 5)射線式分析儀器 根據射線穿透性原理，測定物質結構及組成。如X射線衍射分析儀。 6)色譜類分析儀器 利用物質內各組分在流動相和固定相之間交換、分配、吸附等作用的差異，達到分離鑒定目的。如薄層色譜儀、氣相色譜儀、液相色譜儀等。 7)電子光學和離子光學式分析儀器 在特定的物理光學環境中通過電子成像理論，來鑒定物質的形態結構組成。如電子探針儀、電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡等。 8)物性測定儀器 根據物理特性及方法，通過儀器完成專有物性指標分析。如質構儀、流變儀、電導儀、離心機等。 9)其他專用儀器 保訌樣品分析在特定階段或條件下的處置、測定，并獲取結論。如蛋白質含量測定儀、脂肪含量測定儀、流動注射儀等。 二、分析儀器信號的表達方式 在明確分析目標的前提下，正確選用某一種分析儀器，必須要掌握分析儀器原理及分析技術的應用目的。通常各種儀器主要是根據所涉及物質的理化性質，利用對特異光、電信號的響應，通過數據或圖譜等形式表達出來。表1-1為不同分析方法的信號傳遞方式及分類。 表1-1 不同分析方法的信號傳遞方式及分類 從分析儀器功能來看，一是為了分析確定物質中的結構與組成；二是利用相關技術對物質中各組成實行分離（如色譜技術）。有的兼有兩種功能，對一些復雜物質分析常需要多種技術結合，如色譜一質譜聯機、色譜一紅外聯機、毛細管電泳一質譜聯機。 本書主要針對農業生物技術、食品分析、環境分析等領域中常用的儀器，即光譜分析儀、色譜分析儀及波譜分析儀等進行介紹。學習各類儀器分析方法時應該把對基本原理的理解與儀器的實際應用結合起來。儀器分析包括樣品前處理與儀器分析測定兩個部分，這些測定方法就是現代儀器分析方法。 第三節 分析儀器的方法建立及重要組成部分構成 不同類別儀器的分析原理各不相同，但都是由一些相同的基本部分組成，分析方法流程具有一定的規律，其技術方法主體思路及目標是一致的。對某種具體的分析儀器來說，不一定完全是由這些基本部分組成的，可能有一些特殊部分。通過本節介紹，可以幫助我們在應用某種分析方法之前，正確構建一個合理的分析方法及流程，增加方法的實效性，*終獲取分析方法的預期結果。 一、分析方法（方案）構建 當進行某項分析工作時，首先要明確分析目標，確立分析技術手段，制定m相應分祈技術流程。一個完整的分析方法應從取樣開始，包括樣品存儲方式、樣品前處理、分析測定、分析結果檢驗、數據處理統計，以及結果的表達解釋等，如圖1-1所示。而選擇合理有效的儀器分析技術，是保證整個分析過程獲取有價值分析數據的一個重要環節。 二、分析儀器的基本組成 1.取樣裝置 取樣裝置的作用是把待分析的樣品引入儀器。對于某些儀器來說，取樣裝置恰恰就是進樣器，進樣器有白動和手動兩種，通常為針筒注射進樣器。對應用于工藝流程的分析儀器，取樣裝置要復雜得多。流程中的樣品主要是液體或呈氣體狀態。對于氣體樣品，取樣時必須考慮系統是正壓還是負壓。 取樣裝置及抽吸裝置的結構是多種多樣的，如采用多空陶瓷之類的物質，以便對要分析的樣品進行一次過濾，減少進入系統的機械雜質，避免堵塞或沾污管道及檢測器等。 對于取樣系統的要求，首先要能耐受分析(工藝)過程中的特殊條件，如高溫、高壓、腐蝕等，同時要保證不能與樣品中任何成分發生化學反應，以防止成分改變。因此，必須根據樣品的性質及工藝條件來選擇制造取樣裝置的材質。 2.預處理系統 儀器的分析過程不應限于靜態分析，還應包括工藝流程中的動態分析檢驗。預處理系統主要針對丁藝流程分析而言，它的任務是將從現實過程中取I+的樣品加以處理，以滿足檢測系統對樣品狀態的要求，有時還需進一步除去機械雜質及水蒸氣，除去樣品中對待測組分有干擾的組分，以保證后續儀器測量的精度。預處理系統一般包括冷卻器或恒溫器、過濾器或凈化器，以及保證儀器選擇性的其他輔助裝置。 圖1-1 分析方法構建流程框圖 3.分離裝置 “分離”在這里是廣義的，在各種能同時分析多種組分的儀器里，都有分離裝置。它既包括對樣品本身的分離，也包括能量的分離，如光學式分析儀器中的分光系統（或稱單色器、色散器等）、色譜儀中的色譜柱。 對于分離系統的要求，主要是分辨率。對于多組分分析僅器來說，其分辨率的高低主要取決于分離系統，它往往決定該儀器的主要性能。在分析儀器中安裝分離系統，甚至前置分離裝置，提升分析效能，以實現多組分的快速精確測量，已越來越引起人們的關注。 4.檢測器及檢測系統 檢測器是分析儀器的核心部分，根據試樣中待分析組分的含量，檢測器發出相應的信號，這種信號多數是以電參數輸出。儀器的主要技術性能，特別是單組分分析儀器，主要取決于檢測器。例如，氣相色譜儀雖為多組分分析儀器，但它的主要性能取決于色譜柱和檢測器。因此，應充分重視對檢測器性能的了解、使用和維護。 5.測量系統及信號處理系統 從檢測器輸出的信號是各式各樣的，常見的有電阻的變化、電容的變化、電流的變化、電壓的變化、頻率的變化、溫度的變化和壓力的變化等，其中以電參數的變化尤為普遍。測量m這些參數的變化，就能間接地確定組分含量的變化，人們就把測量這些變化的線路或裝置統稱為測量系統。在分析儀器中，由于上述參數的變化往往是很小的，如電阻變化可以低到10-5Q，電流的變化可以低到l0-10A，甚至更低。因此，需將這些變化很小的參數加以適當放大后，再進行測量和顯示。此外，由檢測器輸出的信號經常是非線性的，這樣就要有加似線性化的信號處理裝置。 為了提高儀器顯示精度，便于監測并與計算機聯用，儀器測量系統多采用數字顯示。因此，系統中就必須有模數轉換裝置，以便將測量系統輸出的模擬信號轉換成數字信號。信號處理系統是信號從檢測器發出到顯示過程中的重要環節，它的作用就是不失真地將信號輸送給顯示裝置。 6.顯示裝置-數據工作站 分析結果顯示方式通常有兩種——模擬顯示和數字顯示。 模擬顯示應用很普遍，它是在刻度顯示裝置中模擬信號的變化，連續地指示出測量結果，或同時由存儲器、打印機記錄并表征信號的變化曲線。例如，傳統的電流表、電壓表、帶白動記錄的電子電位差計、數據工作站。傳統的電流表、電壓表等顯示方式的顯示精度不高，讀數誤差較大，屬淘汰技術。 數字顯示，利用成熟的計算機技術，通過程序化把信號經過處理后，直接經數碼、液晶視頻屏幕用數字顯示其數值含量，可以實現數據曲線、圖譜、圖像表征等，現代分析儀器中多采用計算機數據工作站。 顯示裝置的特點主要是能快速響應，靈敏、精確顯示I-檢測器發出的信號，及時統計分析數據。精密分析儀器數據處理中要消除或降低客觀條件或樣品的狀態對測量結果的影響，如儀器運行中溫度與壓力、電參數波動對元器件閾值測量的影響范圍及數據處理誤差。這類裝置大多是在測量系統或信號處理系統中引入一個與上述條件波動呈比例的負反債等技術來實現的。 7.保證操作條件的輔助裝置 有些儀器為了保證測量精度，采取相應的措施，附加某些輔助裝置，如流體穩壓閥、穩流閥、恒溫器、穩壓電源、電磁隔絕裝置等，使操作條件適應測定的需要。當然，用某種特定的儀器進行測量時，這些因素不一定都存在，需根據具體條件確定選
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