现代分析仪器及其应用的最新进展.ppt
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1、现代分析仪器及其应用的最新进展 内容提要 一、前言(现代分析仪器的发展概况)二、光谱仪器及其应用的最新进展(光谱仪器和应用的最新进展;用好UVS、AAS等仪器的一些关键问题,具有可操作性)三、色谱仪器及其应用的的最新进展(色谱仪器和应用的最新进展;用好HPLC的一些关键问题,具有可操作性)四、如何评价和挑选分析仪器(重要性、评价角度、评价和挑选的具体方法;具有可操作性)五、分析工作者必须掌握的几个最关键的问题(判断分析测试 数据可靠性的方法等;具有可操作性)六、几点体会(只有认真学习仪器学理论才能用好仪器;必须要打破误区;要大胆使用能 满足使用要求的国产仪器;建议),一、前言 二、光谱仪器及其
2、应用的最新进展 光谱仪器是62类分析仪器中最重要的一类。光谱仪器总共约有20种以上,但UVS、AAS和AFP都是经典光谱仪器之一,也是使用最多、覆盖面最广的分析仪器;又是最普及、最基础、最常规的分析仪器!从仪器学理论,从仪器结构,从仪器的应用、从维护保养角度来看,UVS、AAS和AFP在光谱仪器中都有代表性。所以,今天我主要简单介绍这些光谱仪器的应用、发展现状及其最新进展。同时讲一些体会。,(一)UVS仪器及其最新进展 1、光吸收类仪器(UVS、AAS)的基本原理 比耳定律研究的是物质对光的吸收关系UVS是光吸收类的仪器,是根据比耳定律设计的。所以,UVS的原理就是基于物质对光的吸收。不同物质
3、对同一波长的光有不同的吸收,同一物质对不同的波长的光有不同的吸收;据此,可以作定性分析。同一物质,不同的浓度,对同一波长,有不同的吸收,据此,可以作定量分析。,2、UVS仪器及其最新进展 1945年UVS成熟的商品仪器问世(1940年开始实验、设计;简单、粗糙、手动);当前已成为全世界历史最优久、使用最多、覆盖面最广的分析仪器!“农、轻”.覆盖面可达75%以上!已成为全世界公认的光、机、电、计算机结合的高科技产品!目前国际上最高端的UVS:Varian的Cary6000i S.L.:810-7;N:0.0002A(P-P);P-E 的 Lambda 950 S.L.:810-7;N:0.000
4、2A(P-P);中国普析的T10 S.L.:410-7,:N:0.0002A(P-P);2013金奖;其余厂商如果讲最高级,应该指出他们“吹牛”!。,目前国际上的高档 UVS:日本日立 U-3200(S.L.510-6,N)U-3400(S.L.110-6,N)日本岛津 UV-3101PC(S.L.110-6,N)UV-2401PC、2450PC(S.L.1.510-4,N)中国北京普析通用 TU-1950 S.L.:1.010-4,N:0.00035A(P-P);SBW连续可调(优于全日本的UVS)!BCEIA专家组的专家们说:“中国北京普析通用公司开创了中国UVS的新局面,推出了为国争光的
5、 1901UVS 新产品”。“当然 金奖”!,3、应用及其最新进展应用领域:食品药品、医疗卫生、化学化工、环保、地质、机械、冶金、石油、商检、生命科学、材料科学、计量科学、农业科学、林业科学、渔业科学等领域中的科研、教学、生产工作中,使用最多、复盖面最广的分析仪器。具体应用举例、生命科学:蛋白、核酸、氨基酸、糖、多糖:280、260、230、218、206nm 等、标准片测试:SL、PA 等、药检:药典规定许多药用紫外测试、药厂必备、石油:芳烃杂质检测、水质:氨氮、亚硝酸盐等、环保:有害物质检测,、饲料:如:维生素A、C、E、K、山梨酸、苯甲酸、总氨基酸等的检测。、农药及其残留物:如:粮食(大
6、米、小麦中的氧化稀土)、食品添加剂(5,-鸟苷酸二钠)、蔬菜(亚硝酸盐、甲胺磷、西维因、氨氮、敌敌畏)、瓜果、茶叶等等中的残留物。,在上述领域中主要用在四个方面:、定量分析(大多如此);、纯度检查(CCl4、CS2318nm吸收峰;甲醇、乙醇、苯,256nm 的强吸收峰);、结构分析(参加);、定性分析(参加);应用最新进展:、多组分分析:不经分离直接分析;吴-C.S.软件包;吴、223医院袁测复方降压片六组分:VB6回99.83精0.16%;VB1回100.45精0.19;利眠宁回99.49精0.43;盐酸异丙嗪回100.44精0.18;硫酸双肼肽嗪回99.31精0.09氢氯噻嗪回99.23
7、精0.41 美PE Quset软件包 10组分,、“高阶张量数据解析法”问世:由中国湖南大学俞汝勤教授独创;主要用于复杂体系成分分析。国际领先。该成果已获国家自然科学奖。复杂体系成分分析一直是分析化学研究的的前沿课题;俞汝勤教授采用紫外可见光谱分析和电化学的方法,对复杂体系进行研究,独创了多种新的化学计量学方法。在新药开发、疾病诊断、食品科学、产品质控、环境毒性分析等领域有广阔的应用前景。已用在中药分析、癌症早期诊断中。,(3)、近几年,中国的吴玉田教授又提出了“化学信息的数学修饰”方法,从理念上有所创新;在技术上提出了“数学仿真法”;即通过数学仿真,模拟向待测体系内添加新的化合物,改变和调动
8、可能的干扰;使干扰在指定区域内符合被消除的条件。他们利用这种方法对血竭中龙血素的含量测定,得到了满意的结果。,4、用好UVS的7个最关键的问题(可广泛适用)这是本人经验、教训的总结;7个问题既从仪器学理论角度看问题,又从分析化学角度看问题!我的经验教训告诉我,要用好UVS不是一个简单问题;许多使用者碰到的问题,不是仪器问题,而盲目找生产厂;我的一位朋友开光谱仪器维修公司,他告诉我,UVS的报修70不是仪器问题,而是使用问题。下面讲几个我认 为最重 要的关键问题。认真选择溶剂:LS27,图65所示;在完全相同的测试条件下,碘溶解在四氯化碳中,测试结果的谱图如图65中的“1”所示。如果将碘溶解在乙
9、醇中,测试结果的谱图如图65中的“2”所示。同样是碘,溶解在不同溶剂中,测试结果完全不同,使人感到像是两种物质,实际上只是因为选择的溶剂不同而已。,认真选择测试波长 原则:据吸收光谱,选择最大吸收波长 理由:A最大吸收波长处值最大,Sen.高B最大吸收波长处,A变LS12,认真选择吸光度范围 重要性:不同的Abs范围内测量,可引 起不同误差!原 则:A、试样不能太稀或太浓(N、S.L.)B、在试样量允许时,应选择靠近最佳吸 光度值。,认真选择SBW:原 则:A、不同样品要求不同的SBW,.B、不能过大或过小;否则分析误差很大。举 例:青霉素钠、青霉素钾(药典1nm;本人对同一种浓度的青霉素钠测
10、试,用1nm测为0.825Abs;用0.3nm 测为0.865Abs;用0.2nm测为0.830Abs 1nm和0.3nm相差的A为0.040Abs!A/A0.047(4.7%)!所以药典规定1nm 不合适!),认真测试LDR 定 义 重要性本人实测:北京通用公司1901、1950的UVS的LDR:0.035-2.2Abs(62);岛津2401(0.083-2.5)(30)国内XX仪器的LDR:0.4-1.2Abs(3)如仪器S.L.大,N也大,则LDR很小,此时应作LDR检测,以求用在最佳线性区。,注意防止试样的光解:上海15药厂作酞丁胺(347nm,50%酒精;三 次;李)!重视比色皿问题
11、:福州师大王老师(木质素问题;张、李);浙 大环保系,(二)AAS仪器及其应用的最新进展 目前国际上最高级的AAS是美国PE的AA-800、Varian的AA280;德国Jena的ControAA。价格都在80-100万RMB!最新进展表现在:1、AAS仪器及其最新进展 1)自动化程度的发展令人赏心悦目(一个按钮)自动化很重要:五个保证(佳、病、操作误差、安全、数据可靠);作仪器、买仪器、用仪器大家都要特别重视自动化问题。,2)新型的原子化器问世 美国PE公司在八十年代,在AA-800上首先采用横向加热石墨炉,效果很好。今天已经成为常规AAS的发展趋势或方向。它有十大优点,大大优于纵向加热石墨
12、炉。目前国内有近30家生产AAS;在国产AAS中,火焰法大多都较好;甚至优于国外同类同档次的AAS。如北京普析的990、北京瑞利的220等!国产石墨炉AAS有喜有忧,但绝大多数基本上能满足使用要求。,3)新型的AAS仪器不断涌现(1)横向加热的AAS已经批量生产。目前,国际上已有6家厂商能生产横向加热的AAS仪器。目前国际上比较成熟的横向加热石墨炉AAS共有6家:美:P-E;中:普析通用;澳:GBC;德:JENA;加:Aruona;英:K-Llink(可林);北京普析2011成功的推出横向加热的AAS新品A3,其火焰具有三气和一特点(空气-乙炔、空气-液化石油、笑气-乙炔,集成于整机气路系统)
13、,打破了高纯乙炔对原子吸收使用的束缚,为用户提供更多选择。,(2)连续光源的ContruAA问世 Jena推出的ContruAA,有三大难点;我国目前还不能制造这样的高档AAS!(3)固体进样器的推出 Jena推出的固体进样器,可以说是革 命性的突破,有以下优点很多,请大家 参考我的专著(书名等一下告诉大家)。,在生命科学领域(生物酶、蛋白质)中应用的进展 一些含有金属元素的生物酶及重要蛋白质,在生物体内起到十分的作用;一些重金属元素 进入人体内后,与体内蛋白酶上的S-H和S-S,疏水键牢固结合,使蛋白质变性,失去酶活性,使蛋白质高级结构改变或破坏;最可怕的是会使人的基因产生突变致癌。而要搞清
14、楚这些含有金属元素的生物酶及蛋白质的情况,原子吸收分光光度计又是最重要的分析工具之一;人工合成、动植物中提取的生命物质,有无重金属元素,都用原子吸收分光光度计分析。所以,目前国内外的原子吸收分光光度计的应用技术发展的深度、广度,令人耳目一新。科学家们预计,今后原子吸收分光光度计的发展将会越来越快。特别是食品科学中AAS的应用将大发展!应该引起大家重视。,3、用好AAS 的几个最关键的问题(通用性)(1)、调0问题 原子吸收分光光度计的调0分为仪器调0和空白调0 两种。所谓仪器调0,是消除由于仪器的噪声、漂移、外界干扰等因素造成的仪器0点不在原位的情况。主要是通过仪器的光学、机械、电子学、计算机
15、等来实现仪器归0。如果原子吸收仪器的调0不好,整个分析过程中,仪器都不可能稳定。不能用蒸馏水!许多人问我这个问题。注意:调0不好,仪器不会稳定.0.5的硝酸水溶液调0最佳。,所谓空白调0,就是利用空白溶液校正仪器测试样品前的综合0点。这是原子吸收分析工作者用好仪器、保证分析结果的可靠性最重要的一步。有些分析工作者,为了省事,不管对什么样品的分析,一律用蒸馏水作为空白来调0。这是很不妥的。因为原子吸收分析的试样越稀,误差越大。所以不能不分具体情况,盲目用蒸馏水调0。所以,分析工作 者一定要注意调0的问题。一般来讲,使用3倍最小检测限的溶夜或0.5的硝酸水溶液调0为最佳。但还要注意试样的PH值,要
16、保证试样与空白的PH值接近,否则,会出现负峰。,(2)测定条件对测定结果的影响根据仪器学理论,不同的仪器和不同的样品,要选 用不同的最佳仪器分析条件;如:对火焰AAS法测定时,要选择灯电流、光谱带宽、乙炔流量、燃烧头高度等等;对石墨炉AAS法测定时,最主要的有:灯电流、光谱带宽、干燥温度、灰化温度、原子化温度、升温速率、保留时间、净化阶段的温度与时间等条件的选择。上面说的这些条件,都对分析测试结果有绝对的影响,所以 一定要认真注意选择这些条件。,(4)样品测定结果计算中常见的几种情况 从仪器学理论的角度来看,我们平日所讲的标准曲线又称校正曲线,其理论依据是郎伯比尔定律。即:A=KLC。在现代原
17、子吸收分光光度计中,都带有计算机及有关的测定软件。当测定标准系列浓度后都能通过计算机自动获得相应的吸光度;根据方程C=bx+a,自动给出校正曲线及校正曲线的相关系数(r)、斜率(b)和截距(a)。,吸光度A与试样浓度C之间的关系A=f(C)只是相关关系,只有当r1时,吸光度A与试样浓度C之间的关系才可近似地看作线性函数关系,才可以根据测得的样品吸光度A值直接由A=f(C)反求试样浓度C值。当r偏离1较大时,则根据测得的吸光度A值直接由A=f(C)反求试样浓度C值将产生较大(或相当大)的误差。所以,应该注意r这个重要数据!,在现代原子吸收分光光度计中,自动化程度都很高,测定标准系列浓度后,计算机
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- 现代 分析仪器 及其 应用 最新进展
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