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仪器分析 Instrumental Analysis 郑德勇 Tel:QQ: 375825932 Email: ffczdy@163.com 绪 论 分析化学的发展和仪器分析的产生 仪器分析的历史与发展 仪器分析的特点 仪器分析的分类 实验误差与数据处理 分析化学的发展和仪器分析的产生 分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分。 化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。 分析化学的发展和仪器分析的产生 仪器分析的产生 仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。 仪器分析的产生是科学技术发展的需要和必然，也是科学技术发展的结晶。 仪器分析的产生为分析化学带来革命性的变化，仪器分析是分析化学的发展方向。 仪器分析的历史 1920‘ 分析天平的发明 溶液理论的建立（四大平衡的建立） Phase equilibria Chemical equilibria Acids and Bases equilibria Redox Reactions equilibria 仪器分析的历史 第二次世界大战前后，原子能、半导体和微电子器件的研究对成分分析提出了更高的要求； 物理学和电子技术的发展为仪器分析奠定了基础。 MS，UV，IR， 核磁共振（NMR）（B loch F ，PurcellE M） 气相色谱，Martin A T P ，Synge R L M …… 发展中的仪器分析 20世纪40~50年代兴起的材料科学，60 ~70年代发展起来的环境科学都促进了分析化学学科的发展。80年代以来，生命科学的发展也促进分析化学一次巨大的发展。 仪器分析是分析化学的重要组成部分，也随之不断发展，不断地更新自己，为科学技术提供更准确、更灵敏、专一、快速、简便的分析方法。 发展中的仪器分析 生命科学研究的进展，需要对多肽、蛋白质、核酸等生物大分子进行分析，对生物药物分析，对超微量生物活性物质，如单个细胞内神经传递物质的分析以及对生物活体进行分析。 信息时代的到来，给仪器分析带来了新的发展。信息科学主要是信息的采集和处理。 发展中的仪器分析 计算机与分析仪器的结合，出现了分析仪器的智能化，加快了数据处理的速度。 它使许多以往难以完成的任务，如实验室的自动化，图谱的快速检索，复杂的数学统计可轻而易举得以完成。信息的采集和变换主要依赖于各类的传感器。这又带动仪器分析中传感器的发展，出现了光导纤维的化学传感器和各种生物传感器。 发展中的仪器分析 联用分析技术已成为当前仪器分析的重要发展方向。 将几种方法结合起来，特别是分离方法（如色谱法）和检测方法（红外光谱法、质谱法、核磁共振波谱法、原子吸收光谱法等）的结合，汇集了各自的优点，弥补了各自的不足，可以更好地完成试样的分析任务。 发展中的仪器分析 联用分析技术： 1.气相色谱—质谱法（GC—MS） 2.气相色谱—质谱法—质谱法（GC—MS—MS） 3.气相色谱—原子发射光谱法（GC—AED） 4.液相色谱—质谱法（HPLC—MS） 仪器分析应用领域Application fields of instrument analysis 仪器分析的特点 Higher sensitivity, detection limit down to lower level 如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的?g、?L级，甚至更低。适合于微量（micro-)、痕量(trace)和超痕量(ultratrace)成分的测定。 Higher selectivity 很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。 仪器分析的特点 Poorer relative error 化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。 多数仪器分析相对误差略大（约1~ 5%）多数不适用于常量和高含量成分分析。 仪器分析的特点 仪器分析还具有如下特点： 分析迅速，适于批量试样的分析； 能进行无损分析； 组合能力和适应性强，能在线分析； 数据的采集和处理易于自动化和智能化； 需要价格比较昂贵的专用仪器。 仪器分析与化学分析关系 仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析基础上的发展。 不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论； 不少仪器分析方