1. 原子吸收光譜法(AAS)
原理:原子吸收光譜法是20世紀50年nian代dai創chuang立li的de一yi種zhong新xin型xing儀yi器qi分fen析xi方fang法fa,它ta與yu主zhu要yao用yong於yu無wu機ji元yuan素su定ding性xing分fen析xi的de原yuan子zi發fa射she光guang譜pu法fa相xiang輔fu相xiang成cheng,已yi成cheng為wei對dui無wu機ji化hua合he物wu進jin行xing元yuan素su定ding量liang分fen析xi的de主zhu要yao手shou段duan。這zhe種zhong方fang法fa根gen據ju被bei測ce元yuan素su的de基ji態tai原yuan子zi對dui其qi原yuan子zi共gong振zhen輻fu射she的de吸xi收shou強qiang度du來lai測ce定ding試shi樣yang中zhong被bei測ce元yuan素su的de含han量liang。AAS法檢出限低,靈敏度高,精度好,分析速度快,應用範圍廣(可測元素達70多個),儀器較簡單,操作方便等。火焰原子吸收法的檢出限可達到10的負9次方級(10ug/L),石墨爐原子吸收法的檢出限可達到10ug/L,甚至更低。原子吸收光譜法的不足之處是多元素同時測定尚有困難。
分析過程:
1、將樣品製成溶液(空白);
2、製備一係列已知濃度的分析元素的校正溶液(標樣);
3、依次測出空白及標樣的相應值;
4、依據上述相應值繪出校正曲線;
5、測出未知樣品的相應值;
6、依據校正曲線及未知樣品的相應值得出樣品的濃度值。
進展:現在由於計算機技術、化學計量學的發展和多種新型元器件的出現,使原子吸收光譜儀的精密度、準確度和自動化程度大大提高。用微處理機控製的原子吸收光譜儀,簡化了操作程序,節約了分析時間。現在已研製出氣相色譜―原子吸收光譜(GC-AAS)的聯用儀器,進一步拓展了原子吸收光譜法的應用領域。
2. 原子熒光法(AFS)
原理:原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu法fa是shi通tong過guo待dai測ce元yuan素su的de原yuan子zi蒸zheng氣qi在zai特te定ding頻pin率lv輻fu射she能neng激ji發fa下xia所suo產chan生sheng的de熒ying光guang發fa射she強qiang度du來lai測ce定ding待dai測ce元yuan素su含han量liang的de一yi種zhong分fen析xi方fang法fa。原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu法fa雖sui是shi一yi種zhong發fa射she光guang譜pu法fa,但dan它ta和he原yuan子zi吸xi收shou光guang譜pu法fa密mi切qie相xiang關guan,兼jian有you原yuan子zi發fa射she和he原yuan子zi吸xi收shou兩liang種zhong分fen析xi方fang法fa的de優you點dian,又you克ke服fu了le兩liang種zhong方fang法fa的de不bu足zu。原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu具ju有you發fa射she譜pu線xian簡jian單dan,靈ling敏min度du高gao於yu原yuan子zi吸xi收shou光guang譜pu法fa,線xian性xing範fan圍wei較jiao寬kuan幹gan擾rao少shao的de特te點dian,能neng夠gou進jin行xing多duo元yuan素su同tong時shi測ce定ding。原yuan子zi熒ying光guang光guang譜pu法fa的de檢jian出chu限xian比bi原yuan子zi吸xi收shou法fa要yao低di,譜pu線xian清qing洗xi幹gan擾rao少shao,靈ling敏min度du較jiao高gao,線xian性xing範fan圍wei大da,但dan是shi測ce定ding的de金jin屬shu種zhong類lei有you限xian。
適用:原子熒光光譜儀可用於分析汞、砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺、鎘鋅等11種元素。現已廣泛用環境監測、醫藥、地質、農業、飲用水等領域。
進展:現已研製出可對多元素同時測定的原子熒光光譜儀,它以多個高強度空心陰極燈為光源,以具有很高溫度的電感耦合等離子體(ICP)作為原子化器,可使多種元素同時實現原子化。多元素分析係統以ICPyuanzihuaqiweizhongxin,zaizhouweianzhuangduogejiancedanyuan,yukongxinyinjidengyiyichengzhijiaoduiying,chanshengdeyingguangyongguangdianbeizengguanjiance。guangdianzhuanhuanhoudedianxinhaojingfangdahou,youjisuanjichulijiuhuodegeyuansufenxijieguo。
3. 紫外-可見分光光度法(UV)
檢測原理:重金屬與顯色劑―通常為有機化合物,可與重金屬發生絡合反應,生成有色分子團,溶液顏色深淺與濃度成正比。在特定波長下,比色檢測。
適用:分光光度分析有兩種,一種是利用物質本身對紫外及可見光的吸收進行測定;另一種是生成有色化合物,即“顯色”,然ran後hou測ce定ding。雖sui然ran不bu少shao無wu機ji離li子zi在zai紫zi外wai和he可ke見jian光guang區qu有you吸xi收shou,但dan因yin一yi般ban強qiang度du較jiao弱ruo,所suo以yi直zhi接jie用yong於yu定ding量liang分fen析xi的de較jiao少shao。加jia入ru顯xian色se劑ji使shi待dai測ce物wu質zhi轉zhuan化hua為wei在zai紫zi外wai和he可ke見jian光guang區qu有you吸xi收shou的de化hua合he物wu來lai進jin行xing光guang度du測ce定ding,這zhe是shi目mu前qian應ying用yong廣guang泛fan的de測ce試shi手shou段duan。顯xian色se劑ji分fen為wei無wu機ji顯xian色se劑ji和he有you機ji顯xian色se劑ji,而er以yi有you機ji顯xian色se劑ji使shi用yong較jiao多duo。大da多duo數shu有you機ji顯xian色se劑ji本ben身shen為wei有you色se化hua合he物wu,與yu金jin屬shu離li子zi反fan應ying生sheng成cheng的de化hua合he物wu一yi般ban是shi穩wen定ding的de螯ao合he物wu。顯xian色se反fan應ying的de選xuan擇ze性xing和he靈ling敏min度du都dou較jiao高gao。有you些xie有you色se螯ao合he物wu易yi溶rong於yu有you機ji溶rong劑ji,可ke進jin行xing萃cui取qu浸jin提ti後hou比bi色se檢jian測ce。
進展:jinnianlaixingchengduoyuanpeihewudexiansetixishoudaoguanzhu。duoyuanpeihewudezhisangehuosangeyishangzufenxingchengdepeihewu。liyongduoyuanpeihewudexingchengketigaofenguangguangducedingdelingmindu,gaishanfenxitexing。xiansejizaiqianchulicuiquhejiancebisefangmiandexuanzeheshiyongshijinnianlaifenguangguangdufadezhongyaoyanjiuketi。
4. X射線熒光光譜法(XRF)
檢測原理:X射線熒光光譜法是利用樣品對x射線的吸收隨樣品中的成分及其多少變化而變化來定性或定量測定樣品中成分的一種方法。它具有分析迅速、樣品前處理簡單、可分析元素範圍廣、譜(pu)線(xian)簡(jian)單(dan),光(guang)譜(pu)幹(gan)擾(rao)少(shao),試(shi)樣(yang)形(xing)態(tai)多(duo)樣(yang)性(xing)及(ji)測(ce)定(ding)時(shi)的(de)非(fei)破(po)壞(huai)性(xing)等(deng)特(te)點(dian)。它(ta)不(bu)僅(jin)用(yong)於(yu)常(chang)量(liang)元(yuan)素(su)的(de)定(ding)性(xing)和(he)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi),而(er)且(qie)也(ye)可(ke)進(jin)行(xing)微(wei)量(liang)元(yuan)素(su)的(de)測(ce)定(ding),其(qi)檢(jian)出(chu)限(xian)多(duo)數(shu)可(ke)達(da)10-6。與分離、富集等手段相結合,可達10-8。測量的元素範圍包括周期表中從F-U的所有元素。多道分析儀,在幾分鍾之內可同時測定20多種元素的含量。
適用:x射線熒光法不僅可以分析塊狀樣品,還可對多層鍍膜的各層鍍膜分別進行成分和膜厚的分析。
當試樣受到x射(she)線(xian),高(gao)能(neng)粒(li)子(zi)束(shu),紫(zi)外(wai)光(guang)等(deng)照(zhao)射(she)時(shi),由(you)於(yu)高(gao)能(neng)粒(li)子(zi)或(huo)光(guang)子(zi)與(yu)試(shi)樣(yang)原(yuan)子(zi)碰(peng)撞(zhuang),將(jiang)原(yuan)子(zi)內(nei)層(ceng)電(dian)子(zi)逐(zhu)出(chu)形(xing)成(cheng)空(kong)穴(xue),使(shi)原(yuan)子(zi)處(chu)於(yu)激(ji)發(fa)態(tai),這(zhe)種(zhong)激(ji)發(fa)態(tai)離(li)子(zi)壽(shou)命(ming)很(hen)短(duan),當(dang)外(wai)層(ceng)電(dian)子(zi)向(xiang)內(nei)層(ceng)空(kong)穴(xue)躍(yue)遷(qian)時(shi),多(duo)餘(yu)的(de)能(neng)量(liang)即(ji)以(yi)x射線的形式放出,並在外層產生新的空穴和產生新的x射線發射,這樣便產生一係列的特征x射線。特征x射線是各種元素固有的,它與元素的原子係數有關。所以隻要測出了特征x射線的波長λ,就可以求出產生該波長的元素。即可做定性分析。在樣品組成均勻,表麵光滑平整,元素間無相互激發的條件下,當用x射線(一次x射線)做激發原照射試樣,使試樣中元素產生特征x射線(熒光x射線)時,若元素和實驗條件一樣,熒光x射線強度與分析元素含量之間存在線性關係。根據譜線的強度可以進行定量分析。
5. 電化學法―陽極溶出伏安法
檢測原理:電化學法是近年來發展較快的一種方法,它以經典極譜法為依托,在此基礎上又衍生出示波極譜、yangjirongchufuanfadengfangfa。dianhuaxuefadejiancexianjiaodi,ceshilingmindujiaogao,zhidetuiguangyingyong。ruguobiaozhongqiandecedingfangfazhongdediwufahegedecedingfangfadedierfajunweishibojipufa。
yangjirongchufuanfashijianghengdianweidianjiefujiyufuanfacedingxiangjiehedeyizhongdianhuaxuefenxifangfa。zhezhongfangfayicikelianxucedingduozhongjinshulizi,erqielingminduhengao,nengceding10-7~10-9mol/L的(de)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)。此(ci)法(fa)所(suo)用(yong)儀(yi)器(qi)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan),操(cao)作(zuo)方(fang)便(bian),是(shi)一(yi)種(zhong)很(hen)好(hao)的(de)痕(hen)量(liang)分(fen)析(xi)手(shou)段(duan)。我(wo)國(guo)已(yi)經(jing)頒(ban)布(bu)了(le)適(shi)用(yong)於(yu)化(hua)學(xue)試(shi)劑(ji)中(zhong)金(jin)屬(shu)雜(za)質(zhi)測(ce)定(ding)的(de)陽(yang)極(ji)溶(rong)出(chu)伏(fu)安(an)法(fa)國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)。
方法:陽極溶出伏安法測定分兩個步驟。第一步為“電析”,即ji在zai一yi個ge恒heng電dian位wei下xia,將jiang被bei測ce離li子zi電dian解jie沉chen積ji,富fu集ji在zai工gong作zuo電dian極ji上shang與yu電dian極ji上shang汞gong生sheng成cheng汞gong齊qi。對dui給gei定ding的de金jin屬shu離li子zi來lai說shuo,如ru果guo攪jiao拌ban速su度du恒heng定ding,預yu電dian解jie時shi間jian固gu定ding,則zem=Kc,即電積的金屬量與被測金屬離子的濃度成正比。第二步為“溶出”,即在富集結束後,一般靜止30s或60s後,在工作電極上施加一個反向電壓,由負向正掃描,將汞齊中金屬重新氧化為離子回歸溶液中,產生氧化電流,記錄電壓-電dian流liu曲qu線xian,即ji伏fu安an曲qu線xian。曲qu線xian呈cheng峰feng形xing,峰feng值zhi電dian流liu與yu溶rong液ye中zhong被bei測ce離li了le的de濃nong度du成cheng正zheng比bi,可ke作zuo為wei定ding量liang分fen析xi的de依yi據ju,峰feng值zhi電dian位wei可ke作zuo為wei定ding性xing分fen析xi的de依yi據ju。
進展:示波極譜法又稱“單掃描極譜分析法”。一yi種zhong極ji譜pu分fen析xi新xin方fang法fa。它ta是shi一yi種zhong快kuai速su加jia入ru電dian解jie電dian壓ya的de極ji譜pu法fa。常chang在zai滴di汞gong電dian極ji每mei一yi汞gong滴di成cheng長chang後hou期qi,在zai電dian解jie池chi的de兩liang極ji上shang,迅xun速su加jia入ru一yi鋸ju齒chi形xing脈mai衝chong電dian壓ya,在zai幾ji秒miao鍾zhong內nei得de出chu一yi次ci極ji譜pu圖tu,為wei了le快kuai速su記ji錄lu極ji譜pu圖tu,通tong常chang用yong示shi波bo管guan的de熒ying光guang屏ping作zuo顯xian示shi工gong具ju,因yin此ci稱cheng為wei示shi波bo極ji譜pu法fa。其qi優you點dian:快速、靈敏。
6. 電感耦合等離子體法
(1)電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)
高頻感應電流產生的高溫將反應氣加熱、電離,利用元素發出的特征譜線進行測定譜線強度與重金屬量成正比。ICP-AES法靈敏度高,幹擾小,線性範圍寬,可同時或順序測定多種金屬元素(Cd,Hg)。
(2)電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)
將jiang電dian感gan耦ou合he等deng離li子zi體ti與yu質zhi譜pu聯lian用yong,利li用yong電dian感gan耦ou合he等deng離li子zi體ti使shi樣yang品pin汽qi化hua,將jiang待dai測ce金jin屬shu分fen離li出chu來lai,從cong而er進jin入ru質zhi譜pu進jin行xing測ce定ding,通tong過guo離li子zi荷he質zhi比bi進jin行xing無wu機ji元yuan素su的de定ding性xing分fen析xi、半定量分析、定(ding)量(liang)分(fen)析(xi),同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)多(duo)種(zhong)元(yuan)素(su)及(ji)同(tong)位(wei)素(su)的(de)測(ce)定(ding),具(ju)有(you)比(bi)原(yuan)子(zi)吸(xi)收(shou)法(fa)更(geng)低(di)的(de)檢(jian)出(chu)限(xian),是(shi)痕(hen)量(liang)元(yuan)素(su)分(fen)析(xi)領(ling)域(yu)中(zhong)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)方(fang)法(fa),單(dan)價(jia)格(ge)昂(ang)貴(gui),易(yi)受(shou)汙(wu)染(ran)。
7. 高效液相色譜法(HPLC)
高效液相色譜是色譜法的一個重要分支,以液體為流動相,采用高壓輸液係統,將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩(huan)衝(chong)液(ye)等(deng)流(liu)動(dong)相(xiang)泵(beng)入(ru)裝(zhuang)有(you)固(gu)定(ding)相(xiang)的(de)色(se)譜(pu)柱(zhu),在(zai)柱(zhu)內(nei)各(ge)成(cheng)分(fen)被(bei)分(fen)離(li)後(hou),進(jin)入(ru)檢(jian)測(ce)器(qi)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)試(shi)樣(yang)的(de)分(fen)析(xi)。目(mu)前(qian)很(hen)多(duo)研(yan)究(jiu)者(zhe)將(jiang)高(gao)效(xiao)液(ye)相(xiang)色(se)譜(pu)法(fa)用(yong)於(yu)重(zhong)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的(de)檢(jian)測(ce),並(bing)取(qu)得(de)了(le)一(yi)定(ding)的(de)研(yan)究(jiu)進(jin)展(zhan)。痕(hen)量(liang)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)與(yu)有(you)機(ji)試(shi)劑(ji)形(xing)成(cheng)穩(wen)定(ding)的(de)有(you)色(se)絡(luo)合(he)物(wu),然(ran)後(hou)用(yong)高(gao)效(xiao)液(ye)相(xiang)色(se)譜(pu)法(fa)分(fen)離(li),紫(zi)外(wai)可(ke)見(jian)檢(jian)測(ce)器(qi)檢(jian)測(ce),可(ke)實(shi)現(xian)多(duo)元(yuan)素(su)同(tong)時(shi)測(ce)定(ding)。但(dan)是(shi)絡(luo)合(he)劑(ji)選(xuan)擇(ze)有(you)限(xian),給(gei)該(gai)方(fang)法(fa)帶(dai)來(lai)一(yi)定(ding)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)。
8. 酶分析法
meifenxifadejibenyuanlishizhongjinshuliziduiyumouxiemeidehuoxingzhongxinjuyoutebieqiangdeqinheli,yuzhijiehehouhuigaibianmeihuoxingzhongxindejiegouyuxingzhi,yinqimeihuoxingxiajiang,congershidiwu―酶係統產生一係列的變化,諸如試顯色劑的顏色、電導率、pH值和吸光度等發生變化,這些變化可以直接用肉眼加以辨別或者是通過電信號、光信號被檢測到,從而可以判斷重金屬的存在或者測定其濃度。目前已經有多種酶用於重金屬離子的測定,如脲酶、磷酸酯酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶等,最常用的是脲酶。
9. 免疫分析法
免疫分析法是一種特異性和靈敏度都較高的分析方法,在環境分析領域有著較高的應用價值,用其分析重金屬離子要進行兩方麵的工作:一是選擇合適的化合物與重金屬離子結合,獲得一定的空間結構,產生反應原性;二(er)是(shi)將(jiang)與(yu)重(zhong)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)結(jie)合(he)的(de)化(hua)合(he)物(wu)連(lian)接(jie)到(dao)載(zai)體(ti)蛋(dan)白(bai)上(shang),產(chan)生(sheng)免(mian)疫(yi)原(yuan)性(xing)。其(qi)中(zhong)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)與(yu)重(zhong)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)結(jie)合(he)的(de)化(hua)合(he)物(wu)是(shi)能(neng)否(fou)製(zhi)備(bei)出(chu)特(te)異(yi)性(xing)抗(kang)體(ti)的(de)關(guan)鍵(jian)。
10. 生物傳感器
生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)利(li)用(yong)生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)物(wu)質(zhi)與(yu)待(dai)測(ce)物(wu)質(zhi)結(jie)合(he),發(fa)生(sheng)的(de)變(bian)化(hua)通(tong)過(guo)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)轉(zhuan)化(hua)成(cheng)易(yi)於(yu)捕(bu)捉(zhuo)和(he)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)或(huo)者(zhe)光(guang)信(xin)號(hao)等(deng),通(tong)過(guo)檢(jian)測(ce)電(dian)信(xin)號(hao)、光信號或者其它信號等來判斷待測物質的量。酶生物傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器、DNA傳感器、細胞傳感器等在重金屬檢測方麵都有應用。
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