第一节 分析测试方法的分类
现代分析测试方法通过与许多学科的相互交叉和渗透融合,在推动其他学科发挥着重要作用的同时,其本身也得到了迅速发展。据统计,在已经颁布的所有诺贝尔化学、物理奖中,四分之一的成果属于分析测试领域或与之有关。分析测试水平的发展已成为衡量一个国家科技发展水平的标志之一。
一、分析任务的分类
根据分析任务的不同,可以把分析的类型分为定性、定量和结构测试。定性分析(qualitative analysis)是要确定被测物由哪些元素、离子、官能团组成;定量分析(quatita-tive analysis)是测定相应组分的含量、某一性质的具体数值;结构分析是对物质的分子结构或晶体结构进行鉴定。
根据分析方法的特点和原理不同,将分析方法分为化学分析和仪器分析两大类。化学分析法是以化学反应为基础的分析方法,主要包括滴定分析和重量分析。仪器分析法又称物理分析法,是以物质的物理性质或物理化学性质为基础进行分析的方法。常用的仪器分析法有以下几种(表2-1)。
表2-1 可用于分析目的的物理性质及仪器分析方法的分类
1.光学分析法 光学分析法是基于物质吸收或发射光(电磁波)所建立的一类分析方法。主要包括原子光谱分析法、分子光谱分析法、X射线分析法和核磁共振波谱分析法。原子光谱主要有原子发射光谱分析法、原子吸收光谱分析法及原子荧光分析法。分子光谱包括紫外—可见分光光度法、红外光谱法、荧光分析法、激光拉曼光谱分析法。
2.电化学分析法 电化学分析法主要分析物质的电化学性质,包括电位分析法、电解分析法、电导分析法、库伦分析法和极谱与伏安分析法等。
3.色谱分析法 色谱分析法是以物质的吸收、两相分配及离子交换能力的差别所建立起来的分析方法,主要有气相色谱、高效液相色谱法和超临界流体色谱法等。
4.热分析法 热分析法是根据测量体系的温度与某些性质(如质量、反应热或体积)间的动力学关系所建立的分析方法,主要有热重分析法、差热分析法、差式扫描量热法、静态热机械法、动态热机械法等。
5.质谱分析法 依据不同质量/电荷比的带电离子在磁场中运动轨迹不同所建立的分析方法,主要有同位素质谱、无机质谱和有机质谱分析法等。
6.其他仪器分析法 包括流动注射分析法、微流控分析芯片等。
(1)流动注射分析法是将化学分析中的取样、加试剂、混合、反应、稀释、定容、测定等一系列手工操作通过一套装置来自动完成,属于一种动态的自动化分析技术。
(2)微流控分析芯片是将整个分析化验实验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、混合、反应、分离及检测等集成在方寸大小的微芯片上,以完成某一分析测试任务,实现分析全过程的微型化、集成化、自动化、便携化,又称芯片实验室。
仪器分析法具有分析速度快、灵敏度高、信息量大等特点,适用于微量组分的快速测定、化合物结构分析、生产过程控制分析及原位分析等,已成为现代分析测试的主体。
二、分析方法选择的一般原则
化学分析法具有准确度高而灵敏度低的特点,适合于高含量组分的分析。仪器分析法灵敏度高而准确度低,适用于低含量组分的分析。对生产过程中间产物的控制分析,则应选取快速简便的方法。对于标准物质和重要产品,如食品、药品、化妆品及化学试剂等,国家都颁布标准的分析检验方法,即国家标准、部颁标准或行业标准,必须采用这些强制性的标准检验方法。出口产品的分析检验要采用通用标准,与国际接轨。