2.2.2 分析儀的組成

2.2.2分析儀的組成分析儀是一種專用于檢測、分析樣品中組成和結構的儀器。它能夠通過測量樣品中的物理量，確定各種成分的含量與性質，具有高靈敏度、高分辨率、高選擇性、快速性等特點，已廣泛應用于化學、醫(yī)藥、環(huán)保、食品等領域。本文旨在介紹分析儀的組成及其種類。一、分析儀的組成分析儀的主要組成由三個部分構成：樣品處理裝置、檢測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理與輸出裝置。其中，樣品處理裝置通常包括：樣品的預處理、樣品的加熱、樣品的冷卻、樣品的分離、樣品的凈化、樣品的濃縮與稀釋等。檢測系統(tǒng)通常包括：感受器、信號轉換器和信號放大器等。數(shù)據(jù)處理與輸出裝置通常包括：顯示裝置、打印機和記錄器等。1.樣品處理裝置樣品的預處理是一個非常重要的步驟。根據(jù)不同的應用需求，常見的預處理方法有：提取、洗滌、溶解、轉化等。提取是將固體樣品或混合物中的目標化合物提取到體積較小的溶劑中。洗滌是利用溶劑來清洗樣品中的雜質。溶解是將被測物體溶解到溶劑中。轉化則是將樣品轉化為氣態(tài)或液態(tài)，以利于后續(xù)的檢測分析。樣品的加熱與冷卻是針對特定的樣品特性設計的，例如熱分析儀就應用了熱力學原理實現(xiàn)了對樣品熱性質的測定。樣品的分離通常是指對混合物中的成分進行分離，其中常用的方法包括色譜技術、電泳技術等。樣品的凈化主要是針對有機化合物進行分離處理，例如質譜儀快速柱技術。樣品的濃縮與稀釋是根據(jù)樣品濃度的不同，選擇濃縮或稀釋來實現(xiàn)對樣品的處理和分析。2.檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)是分析儀的核心部分，它是通過檢測樣品中的物理量來確定其組成和結構特性。常見的檢測系統(tǒng)包括光學檢測、電化學檢測、質譜檢測等。光學檢測技術是利用光學原理實現(xiàn)對光學物理量的測定。例如紫外-可見光譜儀通常利用樣品對特定波長的光的吸收來確定其組成和濃度。紅外光譜儀則可以通過樣品激勵后的分子振動信號，來確定樣品的結構與成分。電化學檢測技術是利用電化學反應的原理，實現(xiàn)對電子轉移和離子傳輸?shù)臏y量。例如電導率測量、電活性測量等。質譜檢測是利用化學物質分析的基本原理，通過離子化和分離的技術，實現(xiàn)對樣品的組成與結構的測定。例如質譜儀就能夠確定樣品中的分子量、分子結構及其雜質成分等信息。3.數(shù)據(jù)處理與輸出裝置分析儀的輸出裝置主要有顯示裝置、打印機和數(shù)據(jù)記錄器等。其中，顯示器通常是用于實時顯示數(shù)據(jù)，使用戶可以在樣品分析的同時，觀察到實時數(shù)據(jù)變化。打印機和數(shù)據(jù)記錄器通常用于將實驗結果打印出來或記錄到另一個介質上，以便以后查詢和參考。數(shù)據(jù)處理是對檢測系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)進行處理和分析的過程，包括計算、比較、疊加、擬合等。根據(jù)不同的應用需求，常用的方法有：數(shù)據(jù)擬合、傅里葉變換、卡爾曼濾波等。二、分析儀的種類1.色譜儀色譜儀是一種通過分離技術實現(xiàn)對混合物成分的測定的科學儀器。其利用分離技術實現(xiàn)對混合物成分的分離與測量。根據(jù)分離介質的不同分為氣相色譜儀、液相色譜儀、開放式色譜儀等。其中氣相色譜儀、液相色譜儀和毛細管電泳技術普遍應用于化學、醫(yī)藥、食品、環(huán)保等領域。開放式色譜儀則廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、工廠安全生產等領域。2.熱分析儀熱分析儀是一種利用熱力學原理實現(xiàn)對樣品熱性質測定的專業(yè)儀器。熱分析技術包括熱重分析、差熱分析、熱導率測定、微卡熱量法、熱膨脹測定等。其中差熱分析技術應用最為廣泛，可以用于判斷樣品中的吸熱或放熱過程，確定不同物質的性質特點。3.光譜儀光譜儀是一種通過分析樣品對特定波長光的吸收或發(fā)射行為，來確定樣品成分或結構特性的儀器。常見的光譜儀包括紫外-可見光譜儀、紅外光譜儀和拉曼光譜儀等。其中，紫外-可見光譜儀應用最為廣泛，可以用于檢測樣品中的有機化合物、無機物、生物大分子、藥物等成分。4.質譜儀質譜儀是一種通過對樣品中分子進行離子化和分離的技術，實現(xiàn)對其組成、結構和質量的分析檢測。質譜儀應用非常廣泛，包括藥物分析、環(huán)境污染檢測、食品安全檢測等領域。5.電化學分析儀電化學分析儀是一種利用電化學反應原理實現(xiàn)對樣品的化學分析檢測的儀器。主要應用于分析理化性質與電化學反應機理的研究，如電導率、電化學催化活性等。在燃料電池、電化學傳感器、電解池、倒置微乳液電極等方面應用廣泛。三、結論通過本文的講解可以看出，分析儀作為一種專業(yè)檢測測量儀器，具有極高的分辨、檢測靈敏度和選擇性等優(yōu)點。分析儀的組成分為樣品處理裝置、檢測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理裝置三個部分，并且根據(jù)檢測方