仪器分析绪论教程课件

2024/5/161/127仪器分析仪器分析仪器分析仪器分析(Instrument AnalysisInstrument Analysis)光学分析光学分析Optical analysis12023/8/31/127仪仪器分析器分析(Instrument A2024/5/162/127课程性质课程性质仪器分析仪器分析：化学：化学+物理学物理学+电子技术电子技术+计算机计算机(综合性学科综合性学科)基础课基础课：化学专业化学专业应用化学应用化学生物化学生物化学环境化学等环境化学等22023/8/32/127课课程性程性质质化学化学专业专业22024/5/163/127课程目标课程目标 1.分析仪器的熟练应用者分析仪器的熟练应用者解决问题解决问题2.创新创新发现问题、开拓新领域发现问题、开拓新领域掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪器结构；掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪器结构；使学习者具备选择适宜的分析方法的能力；使学习者具备选择适宜的分析方法的能力；创新思维方式创新思维方式32023/8/33/127课课程目程目标标 32024/5/164/127第一节 仪器分析简介一、仪器分析发展历程二、仪器分析分类三、仪器分析应用领域42023/8/34/127第一第一节节 仪仪器分析器分析简简介一、介一、仪仪器器2024/5/165/127分析化学分析化学定性分析定性分析：测：测定样品中的原定样品中的原子、分子或官子、分子或官能团的信息能团的信息定量分析定量分析：测定各成分测定各成分的相对含量的相对含量三次变革：三次变革：“现代化学之父现代化学之父”及时测定物质的化学组成及时测定物质的化学组成52023/8/35/127分析化学定性分析：分析化学定性分析：测测定定样样品中的原子品中的原子2024/5/166/127一、仪器分析的发展过程 分析化学的三个发展阶段分析化学的三个发展阶段阶段一：阶段一：16世纪，天平的出现世纪，天平的出现-分析化学具有了科学的内涵分析化学具有了科学的内涵 20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础化学的理论基础-分析化学由一门操作技术变成一门科分析化学由一门操作技术变成一门科学；学；20世纪世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；类少和精度低；62023/8/36/127一、一、仪仪器分析的器分析的发发展展过过程程 2024/5/167/127阶段二：阶段二：20世纪世纪40年代后，仪器分析的大发展时期年代后，仪器分析的大发展时期 仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展 化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低化程度低72023/8/37/127阶阶段二：段二：20世世纪纪40年年2024/5/168/127这这一一时时期期一一系系列列重重大大科科学学发发现现，为为仪仪器器分分析析的的建建立立和和发发展展奠奠定基础定基础1）Bloch F 和和Purcell E M；建建立立了了核核磁磁共共振振测测定定方方法法；诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖1952年；年；2）Martin A J P 和和Synge R L M；建建立立了了气气相相色色谱谱分分析析法法；诺诺贝贝尔尔化化学奖学奖1952年；年；3）Heyrovsky J，建立建立极谱分析法极谱分析法，诺贝尔化学奖，诺贝尔化学奖1959年年仪器分析的发展仪器分析的发展-第二次变革第二次变革82023/8/38/127仪仪器分析的器分析的发发展展-第二次第二次2024/5/169/127阶段三：阶段三：80年代初年代初-计算机标志的分析化学第三次变革。计算机标志的分析化学第三次变革。（1）计算机控制的）计算机控制的分析数据采集与处理分析数据采集与处理：实现分析过程的连续、快速、实时、智能；实现分析过程的连续、快速、实时、智能；Continuous/Fast/Real online/Intelligence （2）化化学学计计量量学学：利利用用数数学学、统统计计学学的的方方法法设设计计选选择择最最佳佳分分析条件，获得最大程度的析条件，获得最大程度的化学信息化学信息 （3）以计算机为基础的新仪器的出现：）以计算机为基础的新仪器的出现：傅里叶变换红外；色傅里叶变换红外；色-质联用质联用促进化学计量促进化学计量学的建立学的建立化学信息处理、查询、化学信息处理、查询、挖掘、优化等挖掘、优化等92023/8/39/127阶阶段三：段三：80年代初年代初-2024/5/1610/127 二、仪器分析的内容与分类二、仪器分析的内容与分类1、内容、内容 化学分析化学分析 Chemical Analysis 分析化学分析化学 仪器分析仪器分析 Instrumental Analysis用用精密分析仪器精密分析仪器测量物质的某些物测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构成、含量及化学结构利用化学反应和它的计利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质量关系来确定被测物质的组成和含量的组成和含量使用化学试剂、天平和使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿一些玻璃器皿102023/8/310/127二、二、仪仪器分析的内容与分器分析的内容与分类类用精密用精密2024/5/1611/127仪器分析仪器分析 包括包括物理分析法物理分析法(physical analysis)：根据被测物质的某种物理性质与组分的关系，不经根据被测物质的某种物理性质与组分的关系，不经化学反应直接进行定性或定量分析的方法。如：光化学反应直接进行定性或定量分析的方法。如：光谱分析等谱分析等物理化学分析法物理化学分析法(physical-chemical analysis)：根据被测物质在化学变化中的某种物理性质与组分根据被测物质在化学变化中的某种物理性质与组分之间的关系，进行定性或定量分析的方法。如电位之间的关系，进行定性或定量分析的方法。如电位分析法等分析法等112023/8/311/127仪仪器分析器分析 包括物理分析法包括物理分析法(ph2024/5/1612/127仪器分析是在化学分析基础上的发展仪器分析是在化学分析基础上的发展仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论仪器分析须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，仪器分析须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程才能完成分析的全过程仪器分析有时还需要采用化学富集的方法提高灵敏度仪器分析有时还需要采用化学富集的方法提高灵敏度有些仪器分析方法，如光度分析法，由于涉及大量的有机试剂有些仪器分析方法，如光度分析法，由于涉及大量的有机试剂和配合物化学等理论和配合物化学等理论-列入化学分析列入化学分析仪器分析与化学分析关系仪器分析与化学分析关系122023/8/312/127仪仪器分析是在化学分析基器分析是在化学分析基础础上的上的发发展展2024/5/1613/127仪器分析与化学分析的差异仪器分析与化学分析的差异 132023/8/313/127仪仪器分析与化学分析的差异器分析与化学分析的差异 132024/5/1614/1272、仪器分析分类、仪器分析分类（一）光谱分析法（一）光谱分析法:光谱法和非光谱法（散射、折射）光谱法和非光谱法（散射、折射）（二）电化学分析法（二）电化学分析法:电位、极谱、电导、电量电位、极谱、电导、电量（三）色谱（三）色谱:(气相、液相气相、液相)（四）质谱、热分析，其它分析方法（四）质谱、热分析，其它分析方法光、电、色、质光、电、色、质光、电、色、质光、电、色、质142023/8/314/1272、仪仪器分析分器分析分类类（一）光（一）光谱谱分析法分析法2024/5/1615/127仪器分析方法的分类示意仪器分析方法的分类示意仪器分析电化学分析法光分析法色谱分析法热分析法分析仪器联用技术质谱分析法152023/8/315/127仪仪器分析方法的分器分析方法的分类类示意示意仪仪器分析器分析电电2024/5/1616/127方法分类方法分类 主要分析方法主要分析方法 被测物理性质被测物理性质 光光谱分析谱分析 发射光谱分析、火焰光度分析发射光谱分析、火焰光度分析 辐射的发射辐射的发射 分子发光分析法、放射分析法分子发光分析法、放射分析法 紫外紫外-可见分光光度法可见分光光度法 辐射的吸收辐射的吸收 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 红外光谱法、核磁共振波谱法红外光谱法、核磁共振波谱法 比浊法、拉曼光谱法比浊法、拉曼光谱法 辐射的散射辐射的散射 折射法、干涉法折射法、干涉法 辐射的折射辐射的折射 X-射线衍射法、电子衍射法射线衍射法、电子衍射法 辐射的衍射辐射的衍射 圆二色谱法圆二色谱法 辐射偏振方向的旋转辐射偏振方向的旋转电电化学分析化学分析 电位法电位法 电极电位电极电位 电导法电导法 电导电导 极谱法、溶出伏安法极谱法、溶出伏安法 电流电流-电压电压色色谱分析谱分析 气相色谱法、液相色谱法气相色谱法、液相色谱法 薄层色谱法薄层色谱法 两相间的分配两相间的分配热热分析分析 热导法、差热分析法热导法、差热分析法 热性质热性质质量质量分析分析 质谱法质谱法 质荷比质荷比根据用以测量的根据用以测量的物质性质物质性质，仪器分析方法主要分为以下几类，仪器分析方法主要分为以下几类:162023/8/316/127方法分方法分类类 2024/5/1617/127电化学分析方法的分类电化学分析方法的分类electrochemical analysis电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法每种方法下还有许多分支每种方法下还有许多分支172023/8/317/127电电化学分析方法的分化学分析方法的分类类electr2024/5/1618/127色谱分析方法的分类色谱分析方法的分类Chromatographic analysis色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法182023/8/318/127色色谱谱分析方法的分分析方法的分类类Chromat2024/5/1619/127光分析方法的分类光分析方法的分类 optical analysis光分析法原子吸收法红外法原子发射法核磁法荧光法紫外可见法分子光谱分子光谱原子光谱原子光谱192023/8/319/127光分析方法的分光分析方法的分类类 optical2024/5/1620/127光学分析法光学分析法分类分类光谱法光谱法 非光谱法非光谱法两大类两大类202023/8/320/127光学分析法分光学分析法分类类202024/5/1621/127光谱法光谱法：是基于物质与辐射能作用时，测：是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。又分为波长和强度进行分析的方法。又分为吸收光谱法吸收光谱法发光光谱法发光光谱法散射光谱法散射光谱法 212023/8/321/127光光谱谱法：是基于物法：是基于物质质与与辐辐射能作用射能作用时时2024/5/1622/127非光谱法非光谱法：是基于物质与辐射相互作：是基于物质与辐射相互作用时，测量辐射的某些性质，如用时，测量辐射的某些性质，如折折射、散射、干涉、衍射、偏振射、散射、干涉、衍射、偏振等变等变化的分析方法化的分析方法折射法、旋光法、园二色光谱折射法、旋光法、园二色光谱222023/8/322/127非光非光谱谱法：是基于物法：是基于物质质与与辐辐射相互作射相互作2024/5/1623/127其它分析方法其它分析法质谱分析法联用技术热分析法232023/8/323/127其它分析方法其它分析法其它分析方法其它分析法质谱质谱分析法分析法2024/5/1624/127一些仪器设备图片一些仪器设备图片242023/8/324/127一些一些仪仪器器设备图设备图片片242024/5/1625/127Ultraviolet and Visible Spectrophotometry UVUV紫外可见光谱仪紫外可见光谱仪252023/8/325/127Ultraviolet and 2024/5/1626/127傅立叶变换红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)(FT-IR)利用麦克尔逊干利用麦克尔逊干涉仪将两束光程涉仪将两束光程差按一定速度变差按一定速度变化的复色红外光化的复色红外光相互干涉，形成相互干涉，形成干涉光，再与样干涉光，再与样品作用。探测器品作用。探测器将得到的干涉信将得到的干涉信号送入红外光谱号送入红外光谱仪原理图到计算仪原理图到计算机进行傅立叶变机进行傅立叶变化的数学处理，化的数学处理，把干涉图还原成把干涉图还原成光谱图光谱图262023/8/326/127傅立叶傅立叶变换红变换红外光外光谱仪谱仪(FT-IR2024/5/1627/127高压液相色谱仪高压液相色谱仪(HPLC),Waters600E272023/8/327/127高高压压液相色液相色谱仪谱仪(HPLC),W2024/5/1628/127 X射线荧光光谱仪射线荧光光谱仪(XRF)能分析能分析F(9)U(92)之间所有元素之间所有元素样品样品-固体、粉末、固体、粉末、熔融片，液体等熔融片，液体等对象对象-适用于炼钢、适用于炼钢、有色金属、水泥、有色金属、水泥、陶瓷、石油、玻璃陶瓷、石油、玻璃等行业样品等行业样品282023/8/328/127 X射射线荧线荧光光光光谱仪谱仪(XRF)能分能分2024/5/1629/127ICP-AES电感耦合等离子体发射光谱仪电感耦合等离子体发射光谱仪292023/8/329/127ICP-AES292024/5/1630/127ICP-MS,电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱302023/8/330/127ICP-MS,电电感耦合等离子体感耦合等离子体2024/5/1631/127Perkin-Elemer的原子吸收的原子吸收(AAS)（Atomic Absorption Spectrometry）312023/8/331/127Perkin-Elemer的原子的原子2024/5/1632/127日本岛津日本岛津（Atomic Absorption Spectrometry）322023/8/332/127日本日本岛岛津津322024/5/1633/127日立日立F-4500 荧光光谱仪荧光光谱仪332023/8/333/127日立日立F-4500 荧荧光光光光谱仪谱仪332024/5/1634/127X X射线光电子能谱仪射线光电子能谱仪(XPS)(XPS)X-ray photoelectron spectrometerX-ray photoelectron spectrometer 342023/8/334/127X射射线线光光电电子能子能谱仪谱仪(XPS)X2024/5/1635/127扫描俄歇微探针扫描俄歇微探针(SAM)1、进行样品、进行样品表面的微区选表面的微区选点分析（包括点分析（包括点分析，线分点分析，线分析和面分析）析和面分析）2、可进行深、可进行深度分析度分析3、化学价态、化学价态研究用于研究用于纳米纳米薄膜材料薄膜材料，微微电子材料的表电子材料的表面面和和界面研究界面研究及摩擦化学研及摩擦化学研究究 352023/8/335/127扫扫描俄歇微探描俄歇微探针针(SAM)1、进进行行2024/5/1636/127X X射线单晶体衍射仪射线单晶体衍射仪射线单晶体衍射仪射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,(X-ray single crystal diffractometer,XRDXRD)测定小分子化合物的晶体及分子结构分析测定小分子化合物的晶体及分子结构分析362023/8/336/127X射射线单线单晶体衍射晶体衍射仪仪(X-ray2024/5/1637/127电子顺磁共振仪电子顺磁共振仪主要测样主要测样品中单电品中单电子、自由子、自由基及自由基及自由基对基对可检测的可检测的样品状态样品状态为液体、为液体、固体、粉固体、粉末、薄膜末、薄膜以及动物以及动物内脏组织内脏组织 372023/8/337/127电电子子顺顺磁共振磁共振仪仪主要主要测样测样品中品中单电单电子子2024/5/1638/127扫描电子显微镜扫描电子显微镜(SEMSEM,scanning electron microscope),scanning electron microscope)可以观察物体的表可以观察物体的表面形貌面形貌 也可用于做成分的也可用于做成分的定性和半定量分析定性和半定量分析相当于高倍的显微镜相当于高倍的显微镜利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场382023/8/338/127扫扫描描电电子子显显微微镜镜(SEM,sca2024/5/1639/127TEM 透射电镜透射电镜(TEM,Transmission Electron MicroscopeTEM,Transmission Electron Microscope)样品需要做成薄片样品需要做成薄片可用于观察内部显微结构可用于观察内部显微结构也可用于选区电子衍射等也可用于选区电子衍射等也可用于成分分析也可用于成分分析通常称作通常称作电子显微镜电子显微镜电镜（电镜（EM）具有较高分辨本领和放大倍数，是观察和研究物质微观结构的重要工具具有较高分辨本领和放大倍数，是观察和研究物质微观结构的重要工具392023/8/339/127TEM 透射透射电镜电镜(TEM,Tr2024/5/1640/127扫描透射电子显微镜扫描透射电子显微镜STEMscanning transmission electron microscope利用磁透镜将电子束聚焦到样品表面并在样品表面快速扫描，通过电子利用磁透镜将电子束聚焦到样品表面并在样品表面快速扫描，通过电子穿透样品成像，穿透样品成像，透射电镜透射电镜+扫描镜功能扫描镜功能象象SEM一样，一样，STEM用电子束在样用电子束在样品的表面扫描品的表面扫描但又象但又象TEM，通过电子穿透样品成，通过电子穿透样品成像像STEM能够获得能够获得TEM所不能获得的一所不能获得的一些关于样品的特殊信息些关于样品的特殊信息STEM技术要求较高，要非常高的真技术要求较高，要非常高的真空度，并且电子学系统比空度，并且电子学系统比TEM和和SEM都要复杂都要复杂402023/8/340/127扫扫描透射描透射电电子子显显微微镜镜STEMsc2024/5/1641/127扫描透射电镜扫描透射电镜(STEM)可以取得可以取得优异图像分辨率优异图像分辨率结晶状态结晶状态晶向晶向(都以衍射实验模式都以衍射实验模式)元素图元素图(使用使用EDS)突出元素对比度的图象突出元素对比度的图象(暗场模式暗场模式)-所有这些都来自可精确定位的纳米尺寸大小的面积所有这些都来自可精确定位的纳米尺寸大小的面积412023/8/341/127扫扫描透射描透射电镜电镜(STEM)可以取得可以取得2024/5/1642/127从宏观到微观的深入从宏观到微观的深入肉眼肉眼-显微镜显微镜-电镜电镜物质物质-心灵心灵感受震撼感受震撼-世界从十亿光年到世界从十亿光年到0.1飞米飞米 422023/8/342/127从宏从宏观观到微到微观观的深入的深入422024/5/1643/127 三、仪器分析的特点、应用原则及领域三、仪器分析的特点、应用原则及领域 仪器分析的主要优点（与化学分析比较）仪器分析的主要优点（与化学分析比较）：1、灵敏度极高；灵敏度极高；2、选择性好，适于复杂组分试样的分析；、选择性好，适于复杂组分试样的分析；3、分析迅速，适于批量试样的分析；、分析迅速，适于批量试样的分析；4、适于微量、超痕量组分的测定；适于微量、超痕量组分的测定；5、能进行无损分析；能进行无损分析；5、组合能力和适应性强，能在线分析；、组合能力和适应性强，能在线分析；6、数据的采集和处理易于自动化和智能化。、数据的采集和处理易于自动化和智能化。432023/8/343/127三、三、仪仪器分析的特点、器分析的特点、应应用原用原则则及及2024/5/1644/127一般仪器价格较贵，维修使用成本较高一般仪器价格较贵，维修使用成本较高UV-Vis 0.5 3 万美元万美元HPLC 58 万美元万美元LC-MS 20万美元万美元800MHz NMR120万美元。万美元。442023/8/344/127一般一般仪仪器价格器价格较贵较贵，维维修使用成本修使用成本较较2024/5/1645/127高灵敏高灵敏,低检出限低检出限 如样品用量由化学分析的如样品用量由化学分析的mL、mg级级-仪器分析的仪器分析的 g、L级甚至更低级甚至更低-微量（微量（micro)、痕量、痕量(trace)和超痕量和超痕量(ultratrace)高选择高选择 很多的仪器分析方法可以通过选择或调整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，相互间不产生测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。干扰。相对误差小相对误差小 约约1 5%，但多数仪器分析相对误差，但多数仪器分析相对误差略大，多数不适用于常量和高含量成分分析略大，多数不适用于常量和高含量成分分析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452023/8/345/127高灵敏高灵敏,低低检检出限出限 如如样样品用品用2024/5/1646/127常量分析、半微量和微量分析概念常量分析、半微量和微量分析概念462023/8/346/127常量分析、半微量和微量分析概念常量分析、半微量和微量分析概念42024/5/1647/127微克微克 10-6 ppm纳克纳克 10-9 ppb皮克皮克 10-12 ppt飞克飞克 10-15ppm part per million 百万分之百万分之ppb part per billion 10亿分之亿分之ppt part per trillion 万亿分之万亿分之472023/8/347/127微克微克 10-6 ppmppm2024/5/1648/127仪器分析方法的选择仪器分析方法的选择现代仪器分析方法发展迅速，应用交叉，要正确选择一个分析现代仪器分析方法发展迅速，应用交叉，要正确选择一个分析方法需要对分析方法及分析对象有较好了解方法需要对分析方法及分析对象有较好了解对样品了解：对样品了解：准确度、精确度要求；准确度、精确度要求；可用样品量；可用样品量；待测物浓度范围；待测物浓度范围；可能的干扰；可能的干扰；样品基体的物化性质；样品基体的物化性质；多少样品（经济）多少样品（经济）对方法的要求：对方法的要求：精度绝对偏差、精度绝对偏差、RSD（相对偏差）、变异系数；（相对偏差）、变异系数；误差系统误差、相对误差；误差系统误差、相对误差；灵敏度校正曲线灵敏度、分析灵敏度；灵敏度校正曲线灵敏度、分析灵敏度；检出限检出限(RSD)blank；浓度范围定量限于线性检测线；浓度范围定量限于线性检测线；选择性选择性系数。选择性选择性系数。482023/8/348/127仪仪器分析方法的器分析方法的选择现选择现代代仪仪器分析方器分析方2024/5/1649/127其它考虑（方法学的特性）：其它考虑（方法学的特性）：分析速度；分析速度；易操作性；易操作性；操作者熟练程度的要求；操作者熟练程度的要求；仪器成本；仪器成本；每个样品分析的成本；每个样品分析的成本；环境代价环境代价 7 炮制文章的难易程度炮制文章的难易程度492023/8/349/127其它考其它考虑虑（方法学的特性）：分（方法学的特性）：分2024/5/1650/127仪器领域社会领域：社会领域：体育（兴奋剂）体育（兴奋剂）生活产品质量生活产品质量(鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量)环境质量（污染实时检测）环境质量（污染实时检测）法庭化学（法庭化学（DNA技术，物证）技术，物证）502023/8/350/127仪仪器器领领域社会域社会领领域：域：502024/5/1651/127化学：化学：新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；生命科学：生命科学：DNA测序；活体检测；测序；活体检测；环境科学：环境科学：环境监测；污染物分析；环境监测；污染物分析；材料科学：材料科学：新材料，结构与性能；新材料，结构与性能；药物：药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；外层空间探索：外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制微型、高效、自动、智能化仪器研制512023/8/351/127化学：新化合物的化学：新化合物的结结构表征；分子构表征；分子层层2024/5/1652/127522023/8/352/127522024/5/1653/1272005年吉林石化公司双苯厂发生爆炸年吉林石化公司双苯厂发生爆炸苯、苯胺、硝基苯、二甲苯苯、苯胺、硝基苯、二甲苯等等超标超标突发污染突发污染图为吉林界内的第图为吉林界内的第二松花江二松花江532023/8/353/1272005年吉林石化公司双苯厂年吉林石化公司双苯厂发发生生2024/5/1654/127海洋污染赤潮赤潮542023/8/354/127海洋海洋污污染赤潮染赤潮542024/5/1655/127苏丹红苏丹红I（Sudan I）的化学名称为）的化学名称为1-苯基偶氮苯基偶氮-2-萘酚萘酚(1-phenylazo-2-naphthalenol)，分子结构式为，分子结构式为C6H5=NC10H6OH，分子量，分子量248.28；苏丹红苏丹红II（Sudan II）化学名称为）化学名称为1-(2,4-二甲基苯二甲基苯)偶氮偶氮-2-萘酚萘酚(1-(2,4-dimethylphenyl)azo-2-naphthalenol)；苏丹红；苏丹红III（Sudan III）化学名称为）化学名称为1-4-(苯基偶氮苯基偶氮)苯基苯基 偶氮偶氮-2-萘酚萘酚(1-4-(phenylazo)phenylazo-2-naphthalenol)；苏丹红苏丹红IV（Sudan IV）化学名称）化学名称1-2-甲基甲基-4-(2-甲基苯甲基苯)偶氮偶氮苯基苯基偶氮偶氮-2-萘酚萘酚(1-2-methyl-4-(2-methylphenyl)azophenylazo-2-naphthalenol)。2005，肯德基新奥，肯德基新奥尔良烤翅和新奥尔尔良烤翅和新奥尔良烤鸡腿堡良烤鸡腿堡苏丹红苏丹红552023/8/355/127苏苏丹丹红红I（Sudan I）的化学）的化学2024/5/1656/127恐怖袭击恐怖袭击污染排放污染排放室内装修污染污染，食品安全。562023/8/356/127恐怖恐怖袭击污袭击污染排放室内装修染排放室内装修污污染，食染，食2024/5/1657/127孔雀石孔雀石绿事件事件甲鱼、鲑鱼、鲈鱼水产甲鱼、鲑鱼、鲈鱼水产防腐的添加剂防腐的添加剂572023/8/357/127孔雀石孔雀石绿绿事件甲事件甲鱼鱼、鲑鱼鲑鱼、鲈鱼鲈鱼水水产产2024/5/1658/127海洋浮标与海洋浮标与微型实验室微型实验室原位、在原位、在线、实时、线、实时、多维、微多维、微区区582023/8/358/127海洋浮海洋浮标标与微型与微型实验实验室原位、在室原位、在线线、2024/5/1659/127天、空、面、底立体天、空、面、底立体检测原位在原位在线无人无人值守守592023/8/359/127天、空、面、底立体天、空、面、底立体检测检测原位在原位在线线无无2024/5/1660/127Test case.Small and portable PCR machines help detect biowarfare agents even when there are no labs around.战争与战场现场快速测试战争与战场现场快速测试602023/8/360/127Test case.Small2024/5/1661/127612023/8/361/127612024/5/1662/127622023/8/362/127622024/5/1663/127632023/8/363/127632024/5/1664/127建建 莲甘甘 草草丹丹 参参枸枸 杞杞642023/8/364/127建建 莲莲甘甘 草丹草丹 参枸参枸 2024/5/1665/127中药中药 兴奋剂兴奋剂？滋阴补肾丸滋阴补肾丸治伤消淤片治伤消淤片止痛消肿膏止痛消肿膏万通筋骨丸万通筋骨丸复方甘草片复方甘草片止咳祛痰颗粒止咳祛痰颗粒 等涉及止痛和感冒的著名药品等涉及止痛和感冒的著名药品652023/8/365/127中中药药 兴奋剂兴奋剂？滋阴？滋阴补肾补肾丸丸2024/5/1666/127三鹿的三鹿的三聚氰胺三聚氰胺-圣元的圣元的性激素性激素三三聚聚氰氰胺胺(melamine)又又称称蜜蜜胺胺/三三氨氨三三嗪嗪/三三胺胺,是是一一种种重重要要的的氮氮杂杂环环有有机机化化工工原原料料,白白色色无无味味结结晶晶粉粉末末，C3H6N6(2,4,6-三氨基三氨基-1,3,5-三嗪三嗪)正正规规用用途途：可可用用于于装装饰饰板板的的制制作作，用用于于氨氨基基塑塑料料、粘粘合合剂剂、涂涂料料、币币纸增强剂、纺织助剂等纸增强剂、纺织助剂等662023/8/366/127三鹿的三聚三鹿的三聚氰氰胺胺-圣元的性激圣元的性激2024/5/1667/127三聚氰胺毒性：早已知晓！三聚氰胺毒性：早已知晓！动物长期摄入：动物长期摄入：会造成会造成生殖生殖、泌尿系统泌尿系统的的损害，损害，膀胱膀胱、肾部结石肾部结石，并可进一步诱发并可进一步诱发膀胱癌膀胱癌672023/8/367/127三聚三聚氰氰胺毒性：早已知胺毒性：早已知晓晓！动动物物长长期期2024/5/1668/1272007年美国宠物食品污染事件年美国宠物食品污染事件调查结果认为：调查结果认为：掺杂了掺杂了6.6%三聚氰胺的小麦蛋白粉是宠物食品导致三聚氰胺的小麦蛋白粉是宠物食品导致中毒的原因中毒的原因采用三聚氰胺制造的食具都会标明采用三聚氰胺制造的食具都会标明“不可放进微波炉不可放进微波炉使用使用”2007年年5月月中国家质检总局就已经通报三聚氰胺添加中国家质检总局就已经通报三聚氰胺添加冒充蛋白质的案例冒充蛋白质的案例682023/8/368/1272007年美国年美国宠宠物食品物食品污污染事件染事件调调2024/5/1669/127质检总局李长江局长如何说？质检总局李长江局长如何说？质检总局李长江局长如何说？质检总局李长江局长如何说？在在2007年年7月月17日质量安全监管会议上说：日质量安全监管会议上说：“今年今年3月份以来，月份以来，“美国宠物食品三聚氰胺事美国宠物食品三聚氰胺事件件”引发了境外媒体对中国出口食品乃至出口引发了境外媒体对中国出口食品乃至出口商品质量安全问题的炒作商品质量安全问题的炒作，制造中国商品威胁，制造中国商品威胁论，把中国商品妖魔化。继而，以美国为主的论，把中国商品妖魔化。继而，以美国为主的一些国家，对我国的出口食品和日用消费品等，一些国家，对我国的出口食品和日用消费品等，采取了一系列限制进口的措施。采取了一系列限制进口的措施。这次炒作不同这次炒作不同寻常，不仅来势迅猛，而且充满敌意，恶意攻寻常，不仅来势迅猛，而且充满敌意，恶意攻击诽谤，大有不达目的不肯善罢甘休之势击诽谤，大有不达目的不肯善罢甘休之势”692023/8/369/127质检总质检总局李局李长长江局江局长长如何如何说说？在？在202024/5/1670/127(转转转转)殃视殃视殃视殃视CCAVCCAV如是说如是说如是说如是说：记者随后对奶粉辅料检测、奶粉加工、包材检验、记者随后对奶粉辅料检测、奶粉加工、包材检验、入库检疫等环节进行了进一步详细暗访、调查，还入库检疫等环节进行了进一步详细暗访、调查，还到其他五家奶牛场和两家加工厂，看到的都是一样到其他五家奶牛场和两家加工厂，看到的都是一样的情况，眼见为实，经过的情况，眼见为实，经过10多天的调查，央视记者多天的调查，央视记者仔细计算了一下，三鹿婴幼儿奶粉用国际先进的全仔细计算了一下，三鹿婴幼儿奶粉用国际先进的全日粮饲养技术饲养的奶牛，产出的鲜牛奶，经过冷日粮饲养技术饲养的奶牛，产出的鲜牛奶，经过冷链储运、原料检测、添加营养素、杀菌浓缩、喷雾链储运、原料检测、添加营养素、杀菌浓缩、喷雾干燥、包装检验等一系列环节，干燥、包装检验等一系列环节，经过经过1100多项检多项检验检测后，才最终出厂运往全国各地验检测后，才最终出厂运往全国各地702023/8/370/127(转转)殃殃视视CCAV如是如是说说：702024/5/1671/127局长局长+殃视殃视 一唱一和一唱一和不要忘记不要忘记-2003 SARS 忽悠忽悠712023/8/371/127局局长长+殃殃视视 一唱一和一唱一和712024/5/1672/127圣元奶粉性激素圣元奶粉性激素婴儿性早熟婴儿性早熟722023/8/372/127圣元奶粉性激素圣元奶粉性激素婴婴儿性早熟儿性早熟722024/5/1673/127外源性性激素外源性性激素己烯雌酚己烯雌酚醋酸甲孕酮醋酸甲孕酮内源性雌激素内源性雌激素17-雌二醇和雌酮雌二醇和雌酮孕酮孕酮17-羟孕酮羟孕酮732023/8/373/127外源性性激素外源性性激素732024/5/1674/127食品中的性激素的测定方法食品中的性激素的测定方法水性化妆品中性激素成分水性化妆品中性激素成分-高效液相色谱法、高效液相色谱法、LC-MS法法742023/8/374/127食品中的性激素的食品中的性激素的测测定方法定方法742024/5/1675/127更多更多污染更多更多污染易粪相食：中国食品安全状况调查（易粪相食：中国食品安全状况调查（易粪相食：中国食品安全状况调查（易粪相食：中国食品安全状况调查（2004-20112004-2011阜阳奶粉事件阜阳奶粉事件光明过期回炉奶事件光明过期回炉奶事件雀巢问题奶粉雀巢问题奶粉 老牌金华火腿用敌敌畏保鲜老牌金华火腿用敌敌畏保鲜江苏太仓肉松事件（江苏太仓肉松事件（用死猪肉，病猪肉做的肉松用死猪肉，病猪肉做的肉松）752023/8/375/127更多更多更多更多污污染染易易粪粪相食：中国食相食：中国食2024/5/1676/127从毒韭菜到炸鸡翅从毒韭菜到炸鸡翅从速溶茶到儿童奶粉从速溶茶到儿童奶粉“致癌农药致癌农药”、“苏丹红苏丹红”、“氟化物氟化物”、“碘元素碘元素”、地沟油地沟油勾兑酒勾兑酒“亚硝酸盐亚硝酸盐”等等.-道德失衡中国大陆道德失衡中国大陆正吞食着自酿苦果正吞食着自酿苦果762023/8/376/127从毒韭菜到炸从毒韭菜到炸鸡鸡翅翅-道德失衡道德失衡2024/5/1677/127冲服类食品（包括：奶粉、麦片、豆奶粉、芝冲服类食品（包括：奶粉、麦片、豆奶粉、芝麻糊、米粉等）添加了非主产品的添加剂麻糊、米粉等）添加了非主产品的添加剂（包括：（包括：增白剂、防腐剂、增重剂增白剂、防腐剂、增重剂（如（如滑石滑石粉、纤维素粉、纤维素等）以及等）以及香精香精和和甜味剂甜味剂等）。其等）。其中都是对人有毒害作用的。中都是对人有毒害作用的。更多的食品安全事件引起公民维权意识更多的食品安全事件引起公民维权意识正腐的作用何在？法律法规何在？正腐的作用何在？法律法规何在？772023/8/377/127冲服冲服类类食品（包括：奶粉、麦片、豆食品（包括：奶粉、麦片、豆2024/5/1678/127国产香烟重金属超标国产香烟重金属超标782023/8/378/127国国产产香烟重金属超香烟重金属超标标782024/5/1679/127国际烟草控制政策评估项目国际烟草控制政策评估项目(ITC)组织组织美国和加拿大美国和加拿大从从2005年开始，耗时三年检验中国市场上几乎年开始，耗时三年检验中国市场上几乎所有的常见香烟品牌，分析其物理特性、重所有的常见香烟品牌，分析其物理特性、重金属含量等金属含量等白沙、大前门、都宝、红双喜、黄金白沙、大前门、都宝、红双喜、黄金叶、叶、Happiness(吉庆吉庆)、红河、红金龙、红河、红金龙、红梅、红旗渠、红塔山、石林、壹枝红梅、红旗渠、红塔山、石林、壹枝笔笔能量色散能量色散X射线荧光光谱法射线荧光光谱法 检测检测792023/8/379/127国国际际烟草控制政策烟草控制政策评评估估项项目目(ITC2024/5/1680/1272005-2006年所检测的年所检测的13个中国香烟品牌中个中国香烟品牌中砷为砷为0.82g/g（0.33.3），），镉为镉为3.21g/g（2.05.4），），铅为铅为2.65g/g（1.26.5），），铬为铬为0.55g/g（0.01.0）除了铬之外，其它三种重金属都严重超标。除了铬之外，其它三种重金属都严重超标。802023/8/380/1272005-2006年所年所检测检测的的132024/5/1681/127人体每天摄取重金属的正常范围分别为人体每天摄取重金属的正常范围分别为砷砷0.1-0.3mg，镉，镉0.6mg，铬，铬0.05mg一克烟丝含一克烟丝含5.4微克的镉微克的镉一包香烟的烟丝大概一包香烟的烟丝大概14克克抽一包烟抽一包烟=35微克镉微克镉-三个月体内聚集的镉就足够了三个月体内聚集的镉就足够了812023/8/381/127人体每天人体每天摄摄取重金属的正常范取重金属的正常范围围分分别别2024/5/1682/127香烟的烟气中，重金属化合物以一种气溶胶的形式香烟的烟气中，重金属化合物以一种气溶胶的形式存在存在重金属伴烟气进入体内重金属伴烟气进入体内,镉镉Cd和和铅铅Pb被吸收的量最多被吸收的量最多,一支烟大概有一支烟大概有46.4%的镉和的镉和26.4%的铅会进入肺部的铅会进入肺部重金属都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神重金属都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症。值得一提的是经错乱、关节疼痛、结石、癌症。值得一提的是二手烟二手烟822023/8/382/127香烟的烟气中，重金属化合物以一种香烟的烟气中，重金属化合物以一种2024/5/1683/127食品蔬菜的重金属食品蔬菜的重金属-土壤重金属污染土壤重金属污染真正多的是跟随污水、城市废弃物进入土壤的真正多的是跟随污水、城市废弃物进入土壤的重金属重金属主要是在主要是在40厘米以上的土层中，不易转移，也厘米以上的土层中，不易转移，也不易被微生物分解不易被微生物分解832023/8/383/127食品蔬菜的重金属食品蔬菜的重金属-土壤重金属土壤重金属2024/5/1684/127能量色散能量色散X射线荧光光谱法射线荧光光谱法 检测检测Polarised Energy Dispersive X-ray Fluorescence842023/8/384/127能量色散能量色散X射射线荧线荧光光光光谱谱法法 检测检测82024/5/1685/127如何检测？如何检测？拓展思路拓展思路结合专业结合专业快速应对快速应对852023/8/385/127如何如何检测检测？拓展思路？拓展思路852024/5/1686/127仪器分析的发展方向：微型高效自动智能结合结合趋趋势势和和自自己己研研究内容究内容862023/8/386/127仪仪器分析的器分析的发发展方向：微型展方向：微型结结合合862024/5/1687/127872023/8/387/127872024/5/1688/127第二节第二节 定量分析方法的评价指标定量分析方法的评价指标+标示仪器分析方法的几个重要参数标示仪器分析方法的几个重要参数882023/8/388/127第二第二节节 定量分析方法的定量分析方法的评评价指价指2024/5/1689/127一、标准曲线一、标准曲线(standard curve)标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。信号的关系曲线。线性范围线性范围（linear Range）标准曲线的直线部分标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围。所对应的被测物质浓度（或含量）的范围。特点：选择分析方法应有较宽的线性范围。特点：选择分析方法应有较宽的线性范围。892023/8/389/127一、一、标标准曲准曲线线(standard 2024/5/1690/127 标准曲线的绘制标准曲线的绘制标准曲线是依据标准系列标准曲线是依据标准系列(或含量或含量)和其相应的和其相应的响应信号测量值来绘制的。响应信号测量值来绘制的。一元线性回归法一元线性回归法 y=a+bxb 为回归系数即斜率为回归系数即斜率 a 为截距为截距902023/8/390/127 标标准曲准曲线线的的绘绘制制标标准曲准曲线线是是2024/5/1691/127相关系数相关系数 r 在分析化学上，相关系数是用来表征被测物质的浓度（或在分析化学上，相关系数是用来表征被测物质的浓度（或含量）含量）x与其响应信号值与其响应信号值y之间线性关系好坏程度的一个统计参之间线性关系好坏程度的一个统计参数。数。当当|r|=1时，时，y与与x之间存在着严格的线形关系。之间存在着严格的线形关系。|r|越接近越接近1，则则y与与x 之间的线形关系就越好。之间的线形关系就越好。ni=1()xyxyii)(ni=1(xix)ni=1(yiy)12/2+r=绘图工具绘图工具自动计算自动计算912023/8/391/127相关系数相关系数 r 在分析化在分析化2024/5/1692/127二、灵敏度二、灵敏度sensitivity 物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度，用变化的程度，称为方法的灵敏度，用 S 表示。表示。灵敏度也就是标准曲线的斜率灵敏度也就是标准曲线的斜率灵敏度灵敏度随实验条件而变化，一随实验条件而变化，一般不做分析方法的评价指标般不做分析方法的评价指标标准曲线的斜率标准曲线的斜率越大，方法的灵越大，方法的灵敏度就越高敏度就越高922023/8/392/127二、灵敏度二、灵敏度sensitivity2024/5/1693/127三、精密度三、精密度(精度精度,Precision)精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度。次测定所得测定结果的一致程度。精密度常用测定结果得精密度常用测定结果得标准偏差标准偏差s 或或相对标准偏差相对标准偏差sr量度量度932023/8/393/127三、精密度三、精密度(精度精度,Precis2024/5/1694/127四、准确度四、准确度(Accuracy)试样含量的测定值与试样含量的真实值试样含量的测定值与试样含量的真实值(或标准值或标准值)相符合的程度称为准确度相符合的程度称为准确度准确度常用准确度常用相对误差量度相对误差量度相对误差相对误差=Er=(x-)/100%942023/8/394/127四、准确度四、准确度(Accuracy)2024/5/1695/127五、检出限五、检出限（Detection Limit/Limit of DetectionDetection Limit/Limit of Detection）样品的信号能被检出的最低限；由于存在随机噪声（正态分布样品的信号能被检出的最低限；由于存在随机噪声（正态分布），有误判的可能。），有误判的可能。只有当有用的信号大于噪音信号时，仪器只有当有用的信号大于噪音信号时，仪器才有可能识别有用信号才有可能识别有用信号定义：定义：以一定的置信度检出待测组分的最低浓度以一定的置信度检出待测组分的最低浓度(或或最小质量最小质量)以浓度表示的称为以浓度表示的称为相对检出限相对检出限 g/L,mol/L,mg/g以质量表示的称为以质量表示的称为绝对检出限绝对检出限 g,mg,g,ng952023/8/395/127五、五、检检出限出限（Detectio2024/5/1696/127(1)全球环境监测系统水检测操作指南规定：在给定置信水平为全球环境监测系统水检测操作指南规定：在给定置信水平为95%时，时，样品样品测定值与测定值与零浓度样品零浓度样品的测定值有显著性差异即为检出限的测定值有显著性差异即为检出限L。L=4.6其中，其中，为空白平行测定标准偏差为空白平行测定标准偏差(空白测定次数大于空白测定次数大于20)(2)国际纯粹和应用化学联合会国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对光学分析方法规定对光学分析方法规定 L=kSb/S Sb为多为多 次次 测测 得空白信号的得空白信号的 标准偏差标准偏差(测定次数测定次数20-30)；k为根据一定置信水平确定的系数；为根据一定置信水平确定的系数；S为方法的灵敏度为方法的灵敏度,即校准曲线的斜率即校准曲线的斜率IUPAC(1975年年)建议：建议：光谱化学分析取光谱化学分析取k=3。当。当k=3时，置信水平大约为时，置信水平大约为 95%962023/8/396/127(1)全球全球环环境境监测监测系系统统水水检测检测操操2024/5/1697/127对于光学分析法，可以与空白信号区别的最小信对于光学分析法，可以与空白信号区别的最小信号号 XL由下式确定：由下式确定：式中：式中：为空白信号的平均值；为空白信号的平均值；sb为空白信号的标准偏差；为空白信号的标准偏差；k为根据一定的置信水平确定的系数为根据一定的置信水平确定的系数IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）建议国际纯粹与应用化学联合会）建议 k 值取值取3，能产生净响应信号为，能产生净响应信号为 的被测物质的浓度的被测物质的浓度或质量就是方法对该物质的检出限，用或质量就是方法对该物质的检出限，用 D 表示。表示。972023/8/397/127对对于光学分析法，可以与空白信于光学分析法，可以与空白信2024/5/1698/127sb测定次数，测定次数，nSSDL=Sb+k1 sb仪器噪音及方法检出限仪器噪音及方法检出限 K Kl l=3=3时，可以认为仪器检出的最小信号值时，可以认为仪器检出的最小信号值S SDLDL可能性为可能性为95%95%982023/8/398/127sb测测定次数，定次数，nSSDL=Sb 2024/5/1699/127某种方法的检出限某种方法的检出限某种方法的检出限某种方法的检出限D D1.和分析和分析空白值空白值、精密度精密度、灵敏度灵敏度密切相关密切相关2.是分析方法的一个综合性的重要计量参数是分析方法的一个综合性的重要计量参数可见：可见：方法的灵敏度越高，精密度越好，检出限就越低。方法的灵敏度越高，精密度越好，检出限就越低。检出限是方法灵敏度和精密度的综合指标检出限是方法灵敏度和精密度的综合指标-评价仪器性能及分析方法的一个综合性技术指标评价仪器性能及分析方法的一个综合性技术指标992023/8/399/127某种方法的某种方法的检检出限出限D和分析空白和分析空白值值、2024/5/16100/127六、六、测定限测定限 Determination LimitDetermination Limit为定量范围的两端，分为为定量范围的两端，分为 测定上限测定上限与与测定下限