光譜、色譜、質譜、波譜總有一款（kuǎn）適合你!（上）

        在檢測領（lǐng）域，有（yǒu）四大名譜，也是檢測領域的（de）“四大天王”分別為色譜、光譜、質譜、波譜（pǔ），在檢測（cè）特色和適用範圍上各有不同，但總有一款適（shì）合你! 

        質譜分析分子、原子、或原（yuán）子團的質量的，可以推測物質的組成，一般用（yòng）於定（dìng）性分析（xī）較多，也可定（dìng）量。

        色譜（pǔ）是一種兼顧分（fèn）離與定量分（fèn）析的手段，可分辨樣品中的（de）不同物質。光譜（pǔ）定性分析，確定樣（yàng）品中主要基團，確定物（wù）質類別。從紅外到X射線，都是光譜，其應用範圍（wéi）差別很大，是對分（fèn）子或原子的光譜性質（zhì）進行分析（xī）解析的。

      波譜通常指四大波譜，核磁共振(NMR),物質粒子的質量譜-質譜(MS),振動光譜-紅外/拉曼(IR/Raman),電子躍遷-紫外(UV)。

        今天我們就先來介紹光譜和質譜。

一、光譜分析法（fǎ）

1、光（guāng）譜分析

由於每（měi）種原子（zǐ）都有自己的（de）特征譜線，因此（cǐ）可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化（huà）學組成和相對含量。

光譜分析時，可利用發射（shè）光譜，也可以（yǐ）利用吸收光譜。這種（zhǒng）方法的優點是非（fēi）常（cháng）靈敏而且迅速。某種元（yuán）素在物質中的含量（liàng）達10皮克，就可以從光譜中發現它的特征譜線，因而能夠把它檢（jiǎn）查出來。

2、光譜的（de）分類：

按波長區域（yù）不同，光譜可分為（wéi）紅外光譜、可見光譜和紫外光譜。

按產生的本質不同，可分為原子光譜（pǔ）和（hé）分子光譜。

按產生的方式不同，可分為發射光譜、吸收（shōu）光譜和散射光譜。

按光譜表現形態（tài）不同，可分為線（xiàn）光譜、帶光譜和（hé）連續光譜。

3、分光光譜技術（shù）可用於：

通過測定某種物質（zhì）吸收或（huò）發射光譜來確定該物質的組成;

通過測量適當波長的（de）信號強度確定某種單獨存在或其（qí）他物質混合存在的（de）一種物質的含量;

通過測（cè）量某一種底物（wù）消失（shī）或產物出現（xiàn）的量同（tóng）時間的關（guān）係，示蹤反應過程。

鑒定分子式、結構式的方（fāng）法

紫外光譜：反應分子中共軛體係狀況;

紅外光譜：光能團鑒定、分子中環、雙鍵數目。

4、光譜法的優缺點：

(1)分析速度較快　原子發（fā）射光譜用於煉鋼爐前的分析，可在l～2分鍾內，同時給出二十多種元素的分析結果。

(2)操（cāo）作簡便　有（yǒu）些樣（yàng）品不經任何化學（xué）處理，即可直接進行光譜分析，采用計算機（jī）技術，有時隻需按一下鍵盤即可自動進行分析、數據處理和打印出分析結果。在毒劑報警、大（dà）氣汙染檢測等方麵，采用分子光譜法遙（yáo）測，不需采集樣（yàng）品，在數秒鍾內，便可發出（chū）警報或檢測出汙染程度。

(3)不需純樣品　隻需利（lì）用已知譜圖，即可進行光譜定性分析（xī）。這是光譜分析一（yī）個十分突出的優點。

(4)可同時測定多種元素或化合物　省去複（fù）雜的分離操作。

(5)選擇性好　可測定化（huà）學性質相近（jìn）的元素和化合物。如測定（dìng）铌、鉭（tǎn）、鋯、鉿和（hé）混合稀土氧化物，它們的譜線可分開而不受幹擾，成為分析（xī）這些化合物（wù）的得力工（gōng）具。

(6)靈敏度高　可利用光譜法進（jìn）行痕量（liàng）分析。目前，相對靈敏度可達到（dào）千萬分之一至十億分之一，絕對靈（líng）敏度（dù）可達（dá）10-8g~10-9g。

(7)樣品損（sǔn）壞少　可用於古物以及刑事偵察等領域（yù）。

　　隨著新技術的采（cǎi）用(如應（yīng）用等離子體光源（yuán）)，定量分析的線性範圍變寬，使高（gāo）低含量不同的元素可同時測定。還（hái）可以進行（háng）微區分析。

5、局限性（xìng）：

光譜定量分析建立在相對（duì）比較的基礎上，必須有一套標準樣品作為（wéi）基準，而且要求標（biāo）準（zhǔn）樣品的組成和結構狀態應與被分析的樣品基本一致，這常常比較困（kùn）難。

二、質（zhì）譜分析法

　　是將不同質量（liàng）的離子按質荷比（bǐ）的大小順序收集和記錄下來，得（dé）到質譜圖。用質譜圖進行定性、定量分析及結構（gòu）分析。質譜分析法是物理分析法，早期主要用（yòng）於相對原（yuán）子質量的測定和某些複雜（zá）化合物的鑒定和結構分析。

使試樣中各組分電離生成不同荷質比的離子，經（jīng）加速電場的作用，形成離子束，進入質（zhì）量分（fèn）析器，利用電場和磁（cí）場使發生相反的速度色散——離子束（shù）中速度較慢的（de）離子通過電場後偏（piān）轉大，速度快的偏轉小（xiǎo）;在磁場（chǎng）中離子發生角速度矢量相反（fǎn）的偏轉，即速度慢的離子依然偏轉大，速度快（kuài）的偏轉小;當兩個場的偏轉作（zuò）用彼此補償時，它們的軌道便（biàn）相交於一點。與此同（tóng）時，在磁場（chǎng）中（zhōng）還能發生質量的分離，這樣就使具有同一質荷比而（ér）速度不同的離子聚焦在同一點上（shàng），不同質荷比的離子聚焦（jiāo）在不同的點上，將（jiāng）它們分別（bié）聚（jù）焦而得到質譜（pǔ）圖，從而確定其質量。

1、質譜儀的（de）分類：

質譜儀種類非常多，工作原理和應用範圍也有很大的不同。從應用角度，質譜儀可以分為（wéi）下麵幾類：

　　有機（jī）質譜（pǔ）儀（yí）：由（yóu）於應用特點不同又分為（wéi）：

（1） 氣相色譜-質譜聯用（yòng）儀(GC-MS)

　　在這類儀器中，由於質譜儀工（gōng）作原理不同，又有氣相（xiàng）色譜-四極質譜（pǔ）儀，氣相色譜 質譜書籍-飛行時間質譜儀，氣（qì）相色譜-離子阱質譜儀等。

 （2）液相色譜-質譜聯用儀（yí）(LC-MS)

　　同樣，有液（yè）相色譜（pǔ）-四器（qì）極質譜儀，液相色譜-離子阱（jǐng）質譜儀，液相色譜-飛（fēi）行時（shí）間質譜儀，以（yǐ）及各種各樣（yàng）的液相色譜-質譜-質譜聯用儀。

（3）其他有機質譜儀，主要（yào）有：

　　基質輔助激光解吸飛行時間質譜儀(MALDI-TOFMS)，傅裏葉變換質譜儀(FT-MS)

　　無機質譜儀，包括：

① 火花源雙聚焦質（zhì）譜儀（yí）。

② 感應耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)。

③ 二次離子質譜儀(SIMS) 　　

但以上的分（fèn）類並不十分嚴謹。因為有些儀器帶有不同附件，具有（yǒu）不同功能（néng）。

　　例（lì）如，一台氣（qì）相色譜（pǔ）-雙聚焦質譜儀，如果（guǒ）改用快原子（zǐ）轟擊電離（lí）源，就不再是氣相色譜-質譜聯用儀（yí），而稱為快原子轟擊（jī）質譜儀(FAB MS)。另外，有（yǒu）的質譜儀既可以和氣相色譜相連，又可以和液相色譜相連（lián），因此也不好歸於某一類。在以上（shàng）各類質譜儀（yí）中，數量多（duō），用途廣的是有機質（zhì）譜儀。

2、應用範圍

　　質譜儀種類很多，應用（yòng）範圍廣，可（kě）進行同位素分析、化學分析（xī）、無機成分（fèn）分析、有（yǒu）機結構分析。

　　鑒定分子式、結構式的（de）方（fāng）法，離子（zǐ）峰、碎片峰、物（wù）質大小測定。

3、質譜分析具有以下優缺點：

(1)質譜法是唯一可以確定分子質量的方法;

(2)可以對（duì）氣體、液體（tǐ）、固體等進行分析，分析的範圍（wéi）比較廣;

(3)可以測（cè）定（dìng）化合物的分子量（liàng），推測分子式、結構式、用（yòng）途廣;

(4)分（fèn）析速度快（kuài），靈（líng）敏度（dù）高，樣品用量小，隻需要1mg左右，有時（shí）隻要幾個微（wēi）克就可以了。

4、局（jú）限性：

因為質譜有多種型號，局限性各部相（xiàng）同，可以分別說明。

未（wèi）完，待續······

--文章來源《實驗與分（fèn）析（xī）》