檢驗儀器分析技術 課件 第二章 臨床分析化學儀器

第二章臨床分析化學儀器第一節(jié)紫外-可見分光光度計目錄第二節(jié)高效液相色譜儀第三節(jié)其他臨床分析化學儀器第二章臨床分析化學儀器1.掌握紫外-可見分光光度計、高效液相色譜儀的工作原理、基本結構和使用方法。2.熟悉紫外-可見分光光度計、高效液相色譜儀的維護及常見故障處理；其他臨床分析化學儀器。3.了解紫外-可見分光光度計的性能指標及其評價。學習目標第二章臨床分析化學儀器第二章臨床分析化學儀器第一節(jié)紫外-可見分光光度計

紫外-可見分光光度計：200nm~760nm紫外光區(qū)：200nm~400nm可見光區(qū)：400nm~760nm第一節(jié)紫外-可見分光光度計

第一節(jié)紫外-可見分光光度計紫外-可見分光光度計（ultraviolet-visiblespectrophotometer）是醫(yī)學檢驗和臨床醫(yī)學常用的一種分析儀器，是依據(jù)物質對紫外光和可見光的選擇吸收進行定性和定量分析的儀器。圖2-1紫外-可見分光光度計外觀

一、紫外-可見分光光度計的工作原理

紫外-可見分光光度法的原理是光的吸收定律，稱為朗伯-比爾(Lambert-Beer）定律。

朗伯-比爾定律：即一束單色光照射一定濃度的物質溶液時，其吸光度與物質溶液的濃度及液層厚度成正比，見圖2-12，其數(shù)學關系為：A=kbc第一節(jié)紫外-可見分光光度計

一、紫外-可見分光光度計的工作原理圖2-2樣品光的吸收示意圖第一節(jié)紫外-可見分光光度計二、紫外-可見分光光度計的基本結構第一節(jié)紫外-可見分光光度計

不同廠家和型號的紫外-可見分光光度計不同，但它們的工作原理和基本結構都相似?；窘Y構由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號顯示系統(tǒng)五大部分組成。（一）紫外-可見分光光度計的基本結構二、紫外-可見分光光度計的基本結構第一節(jié)紫外-可見分光光度計（一）紫外-可見分光光度計的基本結構檢測器0.156圖2-3紫外-可見分光光度計結構示意圖二、紫外-可見分光光度計的基本結構第一節(jié)紫外-可見分光光度計

紫外-可見分光光度計的型號很多，按照結構中的光學系統(tǒng)可分為單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和雙波長雙光束分光光度計等。（二）紫外-可見分光光度計的分類二、紫外-可見分光光度計的基本結構第一節(jié)紫外-可見分光光度計圖2-4三類分光光度計的光路示意圖（a：單光束分光光度計光路結構圖；b：雙光束分光光度計光路結構圖；c：雙波長分光光度計光路結構圖）abc三、紫外-可見分光光度計的使用、維護及常見故障處理第一節(jié)紫外-可見分光光度計（一）紫外-可見分光光度計的使用檢查儀器開機預熱調零設置測定樣品復位關機使用記錄圖2-5紫外-可見分光光度計通用基本操作流程三、紫外-可見分光光度計的使用、維護及常見故障處理第一節(jié)紫外-可見分光光度計（二）紫外-可見分光光度計的日常維護

紫外-可見分光光度計是精密儀器由光、機、電等幾部分組成，一些不適當?shù)牟僮骺赡芤鹫`差，為保證儀器測定結果準確可靠，應按操作規(guī)程使用與維護保養(yǎng)，并及時記錄使用情況。三、紫外-可見分光光度計的使用、維護及常見故障處理第一節(jié)紫外-可見分光光度計（三）紫外-可見分光光度計的常見故障處理主要原因有：1.電源指示燈不亮，原因：電源線接觸不良、保險絲壞、電路故障；2.光源不亮，原因：光源燈泡（例如鹵鎢燈或氙燈）已損壞或壽命到期；3.儀器自檢時提示通信錯誤，原因：儀器與電腦之間的數(shù)據(jù)線沒有連接好、自檢中任何一部分都有可能出錯，根據(jù)提示一一排除故障，等四、紫外-可見分光光度計的臨床應用第一節(jié)紫外-可見分光光度計1.使用紫外-可見分光光度計進行定性分析2.使用紫外-可見分光光度計進行定量分析（一）紫外-可見分光光度計的臨床應用四、紫外-可見分光光度計的臨床應用第一節(jié)紫外-可見分光光度計波長范圍波長準確度光度重復性雜散光（二）紫外-可見分光光度計的評價第二節(jié)高效液相色譜儀

第二章臨床分析化學儀器

第二節(jié)高效液相色譜儀高效液相色譜（highperformanceliquidchromatography，HPLC）儀，是利用高效液相色譜原理，主要用來分析高沸點不易揮發(fā)、受熱不穩(wěn)定和分子量大的有機化合物的儀器設備。（圖2-21）圖2-21高效液相色譜儀外觀一、高效液相色譜儀的工作原理儲液器中的流動相被高壓輸液泵泵入檢測系統(tǒng)，樣品液經(jīng)進樣器進入流動相，被流動相載入色譜柱（固定相）內，由于樣本液中的各組分在兩相中分配系數(shù)不同，在兩相中作相對運動時，經(jīng)歷反復多次“吸附-解吸附”的分配過程，各組分在移動速度上差別很大，被分離成單個組分順次從柱內流出，通過檢測器時，樣品濃度被轉換為電信號傳送至記錄儀，數(shù)據(jù)以圖譜形式輸出檢測結果。（圖2-22）第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-22高效液相色譜儀的工作原理示意圖

依據(jù)分離機制不同，HPLC原理可分為：液固吸附色譜法液液分配色譜法（正相與反相）離子對色譜法離子交換色譜法分子排阻色譜法第二節(jié)高效液相色譜儀

1.液固吸附色譜法液固吸附色譜法中，固定相為固體吸附劑，依據(jù)各組分吸附能力不同而使組分得以分離。常用的吸附劑為氧化鋁或硅膠，多數(shù)用于非離子型化合物。吸附色譜固定相可分為極性和非極性兩大類。對流動相的要求為：1)所選溶劑應與固定相不相溶，并能夠保持色譜柱的穩(wěn)定性。2)所選溶劑應有高純度，以防所含微量雜質在柱中累積，引起柱性能改變。3)所選溶劑的性能應與使用的檢測器相互匹配，若使用紫外吸收檢測器，則不能選用在檢測波長下有紫外吸收的溶劑；如果使用示差折光檢測器，則不能用梯度洗脫。4)所選溶劑應對樣品有充足的溶解能力，以提高檢測靈敏度。5)所選溶劑應具有低黏度、適當?shù)偷姆悬c。6)盡量避免使用毒性顯著的溶劑，以確保工作人員的人身安全。第二節(jié)高效液相色譜儀

2.液液分配色譜法固定相為特定液態(tài)物質涂在擔體表面或化學鍵合在擔體表面。依據(jù)被分離組分在流動相與固定相中溶解度的不同而進行分離。依據(jù)固定相與流動相極性的不同分為正相色譜法、反相色譜法。正相色譜法選取極性固定相，流動相是相對非極性的疏水性溶劑，常用來分離中等極性與極性較強的化合物；反相色譜法多采用非極性的固定相，流動相是水或緩沖溶液，適用于分離極性較弱和非極性的化合物。其中，反相色譜在現(xiàn)代液相色譜中應用最廣。第二節(jié)高效液相色譜儀

3.離子交換色譜法固定相為離子交換樹脂。樹脂上的可電離離子與流動相內有著相同電荷的離子及被測組分的離子進行交換，依據(jù)離子交換基團與各離子具有不同電荷吸引力而分離。（圖2-23）圖2-23離子交換色譜法原理第二節(jié)高效液相色譜儀

4.離子對色譜法為液液色譜法分支。被測組分的離子和離子對試劑離子形成中性離子對化合物，在非極性的固定相中溶解度大大增加，從而使其分離效果提高。主要用來分析離子強度大的酸堿物質。（圖2-24）圖2-24離子對色譜法原理第二節(jié)高效液相色譜儀

5.分子排阻色譜法又稱凝膠色譜法。它是依據(jù)分子尺寸的大小順序進行分離的一種色譜方法。固定相凝膠是一種多孔性的聚合材料，有一定形狀與穩(wěn)定性，利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力差異而完成分離。根據(jù)所用流動相不同，該法可以分為兩類：用水溶劑做流動相的凝膠過濾色譜法(GFC)、用有機溶劑如四氫呋喃做流動相的凝膠滲透色譜法(GPC)。（圖2-25）圖2-25分子排阻色譜法原理第二節(jié)高效液相色譜儀二、高效液相色譜儀的基本結構高效液相色譜儀一般由高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與記錄系統(tǒng)等五大部分組成（圖2-26）。第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-26高效液相色譜儀基本結構二、高效液相色譜儀的基本結構具體包括溶液貯存器、輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀或數(shù)據(jù)工作站等。其中輸液泵、色譜柱及檢測器為高效液相色譜儀的關鍵部件。（圖2-27）第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-27高效液相色譜儀結構圖

1.高壓輸液系統(tǒng)高壓輸液系統(tǒng)由貯存器、輸液泵、梯度洗脫裝置、流量控制器和脫氣裝置等組成。脫氣裝置用于去除溶解在溶劑中的空氣和其他氣體。對溶劑的預處理還包括去雜質，一般是通過蒸餾、真空抽濾的方法進行。(1)貯存器。貯存器材質一般由玻璃、不銹鋼或氟塑料制成，容量1～2L，用來存納足夠數(shù)量、符合要求的流動相。(2)輸液泵。高壓輸液泵（圖2-29）是高效液相色譜儀中關鍵部件之一，其功能是將儲液器中的流動相以高壓形式連續(xù)不斷地送入液路系統(tǒng)，使樣品在色譜柱中完成分離過程。常使用柱塞往復泵。（圖2-28）圖2-29高壓輸液泵外觀第二節(jié)高效液相色譜儀

柱塞往復泵的特點：1）液缸容積小，易于清洗與更換流動相，適合再循環(huán)與梯度洗脫。2）改變電機轉速能方便的調節(jié)流量，流量不受柱阻影響；泵壓可達4×107pa。3）主要缺點是輸出的脈沖性較大，現(xiàn)多采用雙泵系統(tǒng)來克服。。圖2-28柱塞往復泵的工作原理第二節(jié)高效液相色譜儀(3)梯度洗脫裝置。高效液相色譜儀共兩種洗脫方式：等強度與梯度。等強度適用于組分較少、性質差別不大樣品；梯度適用于分析組分較多、性質差別顯著的復雜樣品。梯度洗脫是在分離過程中使兩種或兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例，從而使流動相的強度、極性、pH值或離子強度相應地變化，達到提高分離效果，縮短分析時間的目的。梯度洗脫裝置分為兩類：（圖2-210）。圖2-210梯度洗脫裝置原理示意圖第二節(jié)高效液相色譜儀一類是外梯度裝置（又稱低壓梯度），流動相在常溫常壓下混合，用高壓泵壓至柱系統(tǒng)，僅需一臺泵即可。另一類是內梯度裝置（又稱高壓梯度），將兩種溶劑分別用泵增壓后，按電器部件設置的程序，注入梯度混合室混合，再輸至柱系統(tǒng)。梯度洗脫的實質是通過不斷地變化流動相的強度，來調整混合樣品中各組分的k值，使所有譜帶都以最佳平均k值通過色譜柱。它在液相色譜中所起的作用相當于氣相色譜中的程序升溫，所不同的是，在梯度洗脫中溶質k值的變化是通過溶質的極性、pH值和離子強度來實現(xiàn)的，而不是借改變溫度（溫度程序）來達到。第二節(jié)高效液相色譜儀(4)流量控制器。高壓的流動相流經(jīng)色譜柱時，與固定相產(chǎn)生相互作用，形成與流動相流動方向相反的作用力，即構成一個與流向相反的壓力，稱為柱反壓，它阻礙流動相的正常流動。流量控制器是為消除色譜柱反壓過高對分離造成的不良影響而設計的，主要是一個彈性開口，當色譜柱柱頭流動相壓力低于最高工作壓力時，此彈性開口閉合，流動相全部在色譜系統(tǒng)內部流動。而當柱反壓過高，色譜柱柱頭流動相壓力高于最高工作壓力時，彈性開口打開，排出一部分流動相以降低柱壓，保證流動相的正常流動。第二節(jié)高效液相色譜儀2.進樣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)包括進樣口、注射器、進樣閥等，它的作用是把分析試樣有效送入色譜柱進行分離?，F(xiàn)在多使用六通進樣閥（其結構如圖2-211）或自動進樣器（圖2-212）。第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-211六通進樣閥的工作原理圖2-211六通進樣閥的工作原理3.分離系統(tǒng)分離系統(tǒng)包括色譜柱、恒溫器和連接管等部件。色譜柱一般用內部拋光的不銹鋼制成，如圖2-213。其內徑為2~6mm，柱長為10~50cm，柱形多為直形，內部充滿微粒固定相，柱溫一般為室溫或接近室溫。第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-213色譜柱構造圖4.檢測器檢測器是高效液相色譜儀關鍵部件之一。對檢測器的要求是：靈敏度高，重復性好、線性范圍寬、死體積小以及對溫度和流量的變化不敏感等。在高效液相色譜中，有兩種類型的檢測器，一是溶質性檢測器，它僅對被分離組分的物理或物理化學特性有響應。屬于此類檢測器的有紫外、熒光、電化學檢測器等；另一類是總體檢測器，它對試樣和洗脫液總的物理和化學性質響應。屬于此類檢測器有示差折光檢測器等。（1）紫外檢測器（ultravioletdetector,UVD）是高效液相色譜儀中最常用的檢測器，當檢測波長范圍包括可見光時，又稱紫外-分光檢測器。（圖2-216）UVD靈敏度高，噪聲低，線性范圍寬，對流速、溫度均不敏感，適于梯度洗脫，不破壞樣品，可進行連續(xù)的檢測。第二節(jié)高效液相色譜儀第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-215紫外檢測器外觀圖2-216紫外-分光檢測器外觀圖2-214紫外檢測器典型結構（2）熒光檢測器（luorescencedetector,FD）是應用激發(fā)光照射樣本，通過光電倍增管檢測樣本發(fā)出的熒光，并記錄色譜圖。FD依據(jù)單色器的不同，分為多波長熒光檢測器（由多個濾光片構成單色器）和熒光分光檢測器（由光柵構成單色器）。熒光檢測器在選擇性、靈敏度兩方面好于紫外檢測器，但其多適用于能被激發(fā)產(chǎn)生熒光的樣品。而對本身無熒光的物質也可通過衍生化反應產(chǎn)生熒光而進行測定。（3）電化學檢測器(electrochemicaldetectorECD）依據(jù)電化學原理、物質的電化學性質進行檢測。高效液相色譜中，對沒有紫外吸收或不能發(fā)出熒光但有電活性的物質，可采取電化學檢測法。若在分離柱后采取衍生技術，也可將它擴展到非電活性物質的檢測。第二節(jié)高效液相色譜儀（4）示差折光檢測器(differentialrefractiveindexdetector,DRID)檢測不同物質折射率變化而進行樣品各組分分析。DRID為一種非選擇性檢測器，幾乎對所有被測對象均有響應，而且不破壞被測物質性質。但其靈敏度較低，不適用于痕量分析，不適用于梯度洗脫。第二節(jié)高效液相色譜儀（一）高效液相色譜儀的使用1.流動相的選擇：穩(wěn)定性好，柱的效率長期不變；與檢測器相適應，溶劑在檢測器中不產(chǎn)生干擾信號；能夠溶解待分離樣品；清洗方便；黏度小。2.流動相的流量：提高流量可縮短分析時間，但降低了分離度，增加了柱壓。分析時一般選10ml/min以下流量，制備時流量可選大些。3.柱溫：大多數(shù)都是在室溫下進行的。提高溫度可提高分析速度，但降低了分離度，對固定相有不利影響。因此一般通過流動相的選擇來提高分離能力。4.壓力：目前高壓是該技術分析速度提高的原因之一。一般在3.43-34.32MPa之間，最高不超過49.03MPa。第二節(jié)高效液相色譜儀三、高效液相色譜儀的使用、日常維護與常見故障處理（一）高效液相色譜儀的使用進樣量：該技術追求分析速度與分離能力，故常應用極小進樣量。常用進樣量為1-25ug第二節(jié)高效液相色譜儀（二）高效液相色譜儀的日常維護高效液相色譜儀由貯液器、輸液泵、進樣器、色譜柱、檢測器、工作站等幾部分組成。因此，日常維護工作主要從這幾個主要部件展開。1.貯液器1）保持貯液瓶清潔，定期清洗、更換；2）盡量應用色譜級溶劑和試劑；3）含有緩沖鹽、非色譜級的流動相一定要過濾；4）流動相要現(xiàn)用現(xiàn)配，以防微生物生長及組分改變。2.輸液泵輸液泵的密封圈與柱塞桿為最容易磨損部件，故在使用中要注意：1）儀器使用后，將泵中的緩沖鹽沖洗干凈，以防鹽沉積；2）定期清洗泵頭，使用10%異丙醇清洗，再使用甲醇清洗。第二節(jié)高效液相色譜儀3.進樣器1）樣品進樣前過濾；2）手動進樣器，要用液相專用平頭針，而不能用氣相色譜用的尖頭針替代，以免損傷轉子；盡量用原廠原配進樣瓶，以免損傷自動進樣針。4.色譜柱1）在使用新柱前，最好應用適宜溶劑在低流量下（0.2～0.3mL/min）沖洗30分鐘，長時間未使用的分析柱也要同樣處理；2）定期用強溶劑沖洗柱子；3）用緩沖鹽時，要先用95%水沖洗，再用有機溶劑沖洗；4）卸下保存時，要蓋上蓋子，以免固定相干枯；5）避免壓力脈沖劇烈變化。第二節(jié)高效液相色譜儀5.檢測器1）保持檢測器清潔，每日與色譜柱一并清洗；2）防止空氣進入檢測池內；3）檢測器燈有一定壽命，不用時不要打開，但亦不能頻繁開關燈；4）避免手直接接觸氘燈表面。第二節(jié)高效液相色譜儀（三）高效液相色譜儀常見故障處理1.流動相內有氣泡，關閉泵，打開泄壓閥，打開purge鍵，清洗脫氣，氣泡不斷從過濾器冒出，進入流動相，無論打開purge鍵幾次，都無法清除不斷產(chǎn)生的氣泡。原因：過濾器長期浸于乙酸銨等緩沖液內，過濾器內部由于霉菌生長繁殖，形成菌團，阻塞了過濾器，緩沖液難以流暢通過過濾器，空氣在泵的壓力作用下經(jīng)過濾器進入流動相。處理：過濾器浸泡于5%硝酸溶液中，超聲清洗幾分鐘即可；亦可將過濾器浸泡在5%硝酸溶液中12～36小時，輕輕震蕩幾次，再將過濾器用純水清洗幾次，打開泄壓閥，打開purge鍵，清洗脫氣。第二節(jié)高效液相色譜儀2.柱壓高原因：(1)緩沖液鹽分如(乙酸銨等)沉積于柱內；(2)樣品污染沉積。處理：對于情況（1）先用40～50℃的純水，低速正向沖洗柱子，待柱壓逐漸下降后，相應提高流速沖洗，柱壓大幅度下降后，用常溫純水沖洗，之后用純甲醇沖洗柱子30分鐘；對于情況（2），由樣品的沉積引起污染的C18柱和純水反向沖洗柱子，然后換成甲醇沖洗，接著用甲醇+異丙醇(4+6)沖洗柱子，再用換成甲醇沖洗，然后用純水沖洗，最后甲醇沖洗正向沖洗柱子30分鐘以上。第二節(jié)高效液相色譜儀3.既無壓力指示，又無液體流過原因：(1)泵密封墊圈磨損；(2)大量氣泡進入泵體。處理：對于情況（1），更換密封墊圈；對于情況（2），泵作用的同時，用一50ml玻璃針筒在泵的出口處幫助抽出空氣。4.壓力波動大，流量不穩(wěn)定原因：系統(tǒng)中有空氣或單向閥的寶石球和閥座之間夾有異物，使二者不能密封。處理：工作中注意觀察流動相的量，保證玻璃過濾頭沉入儲液器瓶底，避免吸入空氣，流動相要充分脫氣。如為單向閥和閥座之間夾有異物，拆下單向閥，放入盛有丙酮的燒杯用超聲波清洗。第二節(jié)高效液相色譜儀5.出峰不佳，峰分叉原因：(1)色譜柱被污染；(2)柱頭填料塌陷。處理：對于情況（1），先用純水反向沖洗柱子，然后換成甲醇沖洗，接著用甲醇+異丙醇(4+6)沖洗柱子，再換成甲醇沖洗，然后用純水沖洗，最后甲醇沖洗正向沖洗柱子30分鐘以上。如沖洗后依然出峰不佳，則考慮情況（2）。擰開柱頭，檢查柱填料是否硬結或塌陷。去除硬結部分(污染的填料)，裝入新填料，滴一滴甲醇，填料下陷，再填，用與柱內徑相同的頂端平滑的不銹鋼桿壓緊，再填平，滴甲醇，再壓緊反復幾次，直至裝滿填平。柱頭用甲醇沖洗干凈，擦凈柱外壁的填料，擰緊柱頭，用純甲醇沖洗30分鐘以上。第二節(jié)高效液相色譜儀

高效液相色譜法只要求樣品能制成溶液，不受樣品揮發(fā)性的限制，流動相可選擇的范圍寬，固定相的種類繁多，因而可以分離熱不穩(wěn)定和非揮發(fā)性的、離解的和非離解的以及各種分子量范圍的物質。與試樣預處理技術相配合，HPLC所達到的高分辨率和高靈敏度，使分離和同時測定性質上十分相近的物質成為可能，能夠分離復雜相體中的微量成分。隨著固定相的發(fā)展，有可能在充分保持生化物質活性的條件下完成其分離。第二節(jié)高效液相色譜儀四、高效液相色譜儀的臨床應用

HPLC成為解決生化分析問題最有前途的方法。由于HPLC具有高分辨率、高靈敏度、速度快、色譜柱可反復利用，流出組分易收集等優(yōu)點，因而被廣泛應用到生物化學、食品分析、醫(yī)藥研究、環(huán)境分析、無機分析等各種領域。高效液相色譜儀與結構儀器的聯(lián)用是一個重要的發(fā)展方向。液相色譜-

質譜聯(lián)用技術受到普遍重視，如分析氨基甲酸酯農(nóng)藥和多核芳烴等;液相色譜-紅外光譜聯(lián)用也發(fā)展很快，如在環(huán)境污染分析測定水中的烴類，海水中的不揮發(fā)烴類，使環(huán)境污染分析得到新的發(fā)展。第二節(jié)高效液相色譜儀四、高效液相色譜儀的臨床應用第三節(jié)其他臨床分析化學儀器

第二章臨床分析化學儀器一、原子吸收光譜儀用原子吸收光譜儀測定元素含量的方法稱原子吸收光譜法(atomicabsorptionspectrometry,AAS),又稱原子吸收分光光度法,簡稱原子吸收法(圖2-31)。它有著測定準確、簡便快速、靈敏等優(yōu)點，應用于臨床檢驗、衛(wèi)生食品檢驗、環(huán)境藥物分析等。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器圖2-31原子吸收光譜儀外觀一、原子吸收光譜儀1.原子吸收光譜儀的分類：根據(jù)原子化方法的不同，原子吸收光譜儀分為三類：火焰原子吸收光譜儀非火焰原子吸收光譜儀低溫原子吸收光譜儀第三節(jié)其他臨床分析化學儀器一、原子吸收光譜儀2.原子吸收光譜儀的工作原理原子吸收光譜法是光源發(fā)射的待測元素特征譜線經(jīng)過氣態(tài)原子蒸氣時，被其中的待測元素基態(tài)原子吸收，依據(jù)特征譜線透射光強度減弱建立的分析方法。（1）原子吸收光譜的產(chǎn)生（2）原子吸收譜線的輪廓（3）原子吸收光譜儀定量分析基礎第三節(jié)其他臨床分析化學儀器（1）原子吸收光譜的產(chǎn)生原子吸收是原子受激后吸收躍遷的過程。在高溫（火焰或非火焰）作用下，試樣產(chǎn)生氣態(tài)原子蒸氣（主要為基態(tài)原子），入射光源經(jīng)過原子蒸氣時，基態(tài)原子吸收光源中能量，其外層的電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生共振吸收，繼而產(chǎn)生原子吸收光譜。原子外層的電子由基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時，產(chǎn)生的吸收譜線為共振吸收線，反之為共振發(fā)射線。共振吸收線所需能量為最低，最容易發(fā)生，產(chǎn)生共振吸收最強。每種元素的原子結構及外層電子排布各不相同，由基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時，所需能量不同，產(chǎn)生的共振吸收線亦不同，故共振吸收線為多數(shù)元素所有吸收譜線中靈敏度最高的譜線，它為元素的特征譜線，該方法常用元素特征譜線為分析線進行定量分析。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器（2）原子吸收譜線的輪廓原子吸收譜線不是嚴格幾何意義的線，有一定寬度，但寬度很窄。原子吸收（或發(fā)射）譜線的輪廓，用中心頻率及半寬度表示。

吸收系數(shù)（K）作縱坐標，頻率（v）作橫坐標，作圖所得的曲線構成原子吸收譜線輪廓。如圖2-32中吸收線所示。曲線中，吸收系數(shù)極大值對應的頻率作為中心頻率（v0），取決于原子能級分布特征；中心頻率處的吸收系數(shù)作為峰值吸收系數(shù)（K0）；峰值吸收系數(shù)一半處的吸收曲線寬度作為半寬度(△u)。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器

以發(fā)射系數(shù)（Iv）作為縱坐標，頻率（v）作為橫坐標，作圖所得曲線構成原子發(fā)射譜線輪廓。如圖2-32中發(fā)射線所示。曲線中，發(fā)射系數(shù)的極大值對應頻率作為中心頻率（v0），中心頻率處的吸收系數(shù)稱為峰值吸收系數(shù)(I0);峰值吸收系數(shù)一半處吸收曲線的寬度作為半寬度(△v)。比較原子吸收譜線和原子發(fā)射譜線的輪廓得知，2個譜線中心頻率重合，而且發(fā)射譜線半寬度比吸收譜線半寬度小得多。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器圖2-31原子吸收譜線輪廓（3）原子吸收光譜儀定量分析基礎實驗條件一定時，原子吸收光譜法常用定量公式：A=Kc，即吸光度（A）與待測元素濃度（c）呈線性關系。K為常數(shù)。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器二、氣相色譜儀氣相色譜儀是應用色譜分離技術與檢測技術，對多種組分的復雜混合物進行定性、定量分析的儀器。主要用來分析分離易揮發(fā)物質。氣相色譜儀的基本結構：氣路系統(tǒng)進樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)（色譜柱系統(tǒng)）檢測及溫控系統(tǒng)記錄系統(tǒng)第三節(jié)其他臨床分析化學儀器（1）氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)包含氣源、凈化干燥管、載氣流速控制和氣體化裝置，為一載氣連續(xù)運行的密閉管路系統(tǒng)。經(jīng)由該系統(tǒng)可獲得流速穩(wěn)定的、純凈的載氣。它的流量測量準確性、載氣流速穩(wěn)定性及氣密性，都為影響氣相色譜儀性能的重要因素。（2）進樣系統(tǒng)1）進樣器：依據(jù)試樣狀態(tài)不同，應用不同進樣器。液體樣品的進樣多應用微量注射器。氣體樣品的進樣多用色譜儀本身配置的旋轉式六通閥或推拉式六通閥。固體試樣多先溶于適當試劑中，之后用微量注射器進樣。2）氣化室：氣化室多由一根不銹鋼管制成，管外面繞有加熱絲，它的作用是將固體或液體試樣瞬間氣化為蒸氣。為了讓樣品在氣化室內瞬間氣化但不分解，要求氣化室熱容量大，且無催化效應。3）加熱系統(tǒng)：用來保證試樣氣化，它的作用是將固體或液體試樣在進入色譜柱前瞬間氣化，之后快速定量轉入色譜柱中。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器（3）分離系統(tǒng)分離系統(tǒng)為色譜儀的心臟。它的作用是將樣品中各組分分離開來。分離系統(tǒng)由柱室、色譜柱、溫控部件三部分構成。其中色譜柱為色譜儀核心部件。（4）檢測系統(tǒng)檢測器是將經(jīng)過色譜柱分離出來的各組分的質量（含量）或濃度轉變?yōu)橐妆粶y量的電信號（如電壓、電流等），并進行信號處理的一種裝置，為色譜儀的眼睛。通常由檢測元件、放大器、數(shù)模轉換器組成。色譜柱分離后的各組分依次進入檢測器，依據(jù)其質量或濃度隨時間變化，轉化成相應電信號，經(jīng)放大后記錄與顯示，繪出相應色譜圖。檢測器性能好壞直接影響色譜儀分析結果的準確性。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器（5）溫度控制系統(tǒng)氣相色譜測定中，溫度控制為重要指標，直接影響柱的分離效能、檢測器靈敏度與穩(wěn)定性。該系統(tǒng)主要指對色譜柱、氣化室、檢測器的溫度控制。色譜柱室要準確地控制分離所需溫度，當試樣較復雜時，分離室溫度需按一定的程序控制溫度的變化，各組分在最佳溫度下進行分離；氣化室要保證液體試樣瞬間氣化；檢測器確保被分離后的組分經(jīng)過時不在此冷凝。（6）記錄系統(tǒng)記錄系統(tǒng)為記錄檢測器的檢測信號，并進行定量的數(shù)據(jù)處理。多應用自動平衡式電子電位差計記錄，并繪制色譜圖。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器2.氣相色譜儀的工作原理氣相色譜儀以氣體為流動相（載氣）。當樣品從微量注射器“注射”入進樣器后，被載氣攜帶進入毛細管色譜柱或填充柱。因樣品中各個組分在色譜柱內的流動相（氣相）與固定相（固相或液相）間吸附系數(shù)或分配有差異，在載氣沖洗下，各個組分在兩相間多次反復分配，各組分在柱內得到分離，后用接在柱后的檢測器依據(jù)組分物理化學特性將各組分按照順序檢測出來。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器三、熒光光譜儀熒光光譜儀（fluorescentspectrumanalyzer）又稱熒光分光光度計，是一種定性、定量分析的儀器。通過熒光光譜儀的檢測，可以獲得物質的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、量子產(chǎn)率、熒光強度、熒光壽命、斯托克斯位移、熒光偏振與去偏振特性，以及熒光的淬滅方面的信息。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器熒光光譜儀的工作原理1）熒光的產(chǎn)生構成物質的原子或分子中存在電子，多數(shù)情況下電子處在能量最低能級（基態(tài)）。當某種波長入射光（X線或紫外線）照射常溫物質時，物質吸收光能進入激發(fā)態(tài)，隨后立刻退激發(fā)由高能級狀態(tài)回到基態(tài)，同時發(fā)出比入射光波長長的出射光，一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象亦隨之消失。擁有該性質的出射光稱之為熒光(fluorescence)。第三節(jié)其他臨床分析化學儀器2）激發(fā)光譜和發(fā)射光譜能夠發(fā)射熒光的物質都有兩個特征光譜：激發(fā)光譜、熒光光譜。熒光為一種光致發(fā)光現(xiàn)象，只有選擇了合適激發(fā)光，才能得到合適熒光光譜。如果固定測量波長為熒光最大的發(fā)射波長，改變激發(fā)波長同時記錄相應熒光強度，繪制出熒光強度與激發(fā)波長關系圖，即為激發(fā)光譜。在激發(fā)光譜圖上可以找到某熒光物質的最強激發(fā)波長。熒光光譜為發(fā)射光譜，是用固定強度最強激發(fā)波長所激發(fā)的不同波長的發(fā)射熒光強度，熒光的強度與波長關