7大元素分析儀器的比對,幫你真正搞懂元素分析檢測!

2021-02-08 食品儀器分析

元素分析儀在化學，材料學，環境檢測、食品檢測等領域有著廣泛的應用，可以用來鑑定被測物質的元素（或離子）組成，測定各組分間（各種化學成分）量的關係，是實驗室裡必備檢測技術之一。實驗室都有哪些元素分析儀呢？每種分析儀有什麼區別呢？

首先，我們要明白什麼是元素，元素的定義：具有相同質子數(核電荷數)的同一類原子的總稱，到目前為止，人們在自然中發現的元素有90餘種，人工合成的元素有20餘種。

實驗最常見的檢測項目就是化學元素分析，也叫成分分析，一般採用光譜（紫外、紅外、核磁）；色譜（氣相色譜、液相色 譜、離子色譜）；質譜（質譜儀、氣質連用、液質連用）；能譜（螢光光譜、衍射光譜）；熱譜（熱重分儀、示差掃描量熱儀）對樣品進行綜合解析，通過多種分離和分析方法的聯合運用，對樣品中的各組分進行定性和定量分析，從而確定組分的結構，對樣品有個全面的了解，進行原料驗收、爐前分析、成品檢驗等各個環節的產品測試。

接下來就一起看看各元素分析儀器的分析過程及性能對比。

1、電感耦合等離子體質譜法；

2、分光光度法；

3、雷射誘導等離子體光譜法；

4、滴定分析法；

5、電感耦合等離子體原子發射光譜法；

6、原子光譜分析法；

7、x射線螢光光譜法；

8、石墨爐原子吸收法；

9、原子光譜分析法；

10、電分析法；

1.紫外\可見光分光光度計（UV）；

2.原子吸收分光光度計（AAS）；

3.原子螢光分光光度計（AFS）；

4.原子發射分光光度計（AES）；

5.電感耦合等離子體質譜儀（icp-MS）；

6.X射線分光光度計（XRF ）；


常見分析儀器的歸屬類型：

ICP-OES：是原子發射光譜的一種，原名ICP-AES後改名為ICP-OES；
ICP-MS: 無機質譜（MS），用於分析元素價態及含量，也用於同位素分析；FAAS、GAAS和 HGAAS（HAAS）：火焰原子吸收、石墨爐原子吸收和氫化物原子吸收，都屬於原子吸收一類。

（1）分析過程：

利用比耳定律（A=ξbC），其中ξ為摩爾吸光係數，對於固定物質為常數；b為樣品厚度；C為樣品濃度；A為吸光度。很明顯，在樣品厚度和摩爾吸光係數一定的情況下A與樣品濃度成正比。原子吸收光譜法 (AAS)是利用氣態原子可以吸收一定波長的光輻射，使原子中外層的電子從基態躍遷到激發態的現象而建立的。式中K為常數；C為試樣濃度；K包含了所有的常數。此式就是原子吸收光譜法進行定量分析的理論基礎。原子螢光光譜法是以原子在輻射能激發下發射的螢光強度進行定量分析的發射光譜分析法。所用儀器與原子吸收光譜法相近。（1）靈敏度高FAAS可以測試ppm-ppb級的金屬；（3）操作簡單、快速，自動進樣每小時可測定數百個樣品；（4）測量精密度好，火焰吸收精密度可以達到1-2%，非火焰可以達到5-10%；
（5）測定元素多，可測試70多種元素，利用化學反應還可間接測試部分非金屬。（4）分析校準曲線線性範圍寬，可達3～5個數量級。（5）由於原子螢光是向空間各個方向發射的，比較容易製作多道儀器，因而能實現多元素同時測定。原子的核外電子一般處在基態運動，當獲取足夠的能量後，就會從基態躍遷到激發態，處於激發態不穩定（壽命小於10-8 s），迅速回到基態時，就要釋放出多餘的能量，若此能量以光的形式出顯，即得到發射光譜（線光譜）。
每個元素有自己獨特的特徵光譜，從而進行元素定性分析。（4）具有好的檢出限,一些元素可達到10-3~10-5ppm；（5）ICP穩定性好，精密度高，相對標準偏差約1%；使試樣中各組分電離生成不同荷質比的離子，經加速電場的作用，進入質量分析器，通過電磁場按不同m/e的變化，分子離子及碎片離子的質量數及其相對峰度，提供分子量，元素組成及結構的信息。受激發的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，並且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然後，儀器軟體將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。

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