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色質譜分析化學怎麼樣

發布時間:2022-08-18 16:44:32

A. 分析化學是學什麼的

分析化學以化學基本理論和實驗技術為基礎,並吸收物理、生物、統計、電子計算機、自動化等方面的知識以充實本身的內容,從而解決科學、技術所提出的各種分析問題。

分析化學是化學的一個重要分支。其主要任務是研究下列問題:①物質中有哪些元素和(或)基團(定性分析);②每種成 分的數量或物質純度如何(定量分析);③物質中原子彼此如何聯結而成分子和在空間如何排列(結構和立體分析)。研究對象從單質到復雜的混合物和大分子化合物,從無機物到有機物,從低分子量到高分子量(如10原子質量單位)。樣品可以是氣態、液態和固態。稱樣重量可由 100克以上以至毫克以下。1931年E.威森伯格提出的殘渣測定,只取10微克樣品,便屬於超微量分析。所用儀器從試管直到高級儀器(附自動化設備並用電子計算機程序控制、記錄和儲存)。 分析化學以化學基本理論和實驗技術為基礎,並吸收物理、生物、統計、電子計算機、自動化等方面的知識以充實本身的內容,從而解決科學、技術所提出的各種分析問題。

分析化學的主要任務是鑒定物質的化學組成(元素、離子、官能團、或化合物)、測定物質的有關組分的含量、確定物質的結構(化學結構、晶體結構、空間分布)和存在形態(價態、配位態、結晶態)及其與物質性質之間的關系等。

分析化學的任務

(1)確定物質的化學組成——定性分析

(2)測量各組成的含量——定量分析

(3)表徵物質的化學結構、形態、能態——結構分析、形態分析、能態分析

(4)表徵組成、含量、結構、形態、能態的動力學特徵——動態分析

分析化學主要任務是研究下列問題:①物質中有哪些元素和(或)基團(定性分析);②每種成 分的數量或物質純度如何(定量分析);③物質中原子彼此如何聯結而成分子和在空間如何排列(結構和立體分析)。研究對象從單質到復雜的混合物和大分子化合物,從無機物到有機物,從低分子量到高分子量(如10原子質量單位)。樣品可以是氣態、液態和固態。稱樣重量可由 100克以上以至毫克以下。1931年E.威森伯格提出的殘渣測定,只取10微克樣品,便屬於超微量分析。所用儀器從試管直到高級儀器(附自動化設備並用電子計算機程序控制、記錄和儲存)。 分析化學以化學基本理論和實驗技術為基礎,並吸收物理、生物、統計、電子計算機、自動化等方面的知識以充實本身的內容,從而解決科學、技術所提出的各種分析問題。

當代分析化學將研究分為兩個范疇,一是分析的對象,一是分析的方法。<分析化學期刊>(Analytical Chemistry)每年在第12期會在兩個范疇輪流做一次回顧評述。

分析的對象

生物分析化學(Bioanalytical chemistry)

材料分析(Material analysis)

化學分析(Chemical analysis)

環境分析(Environmental analysis)

鑒識化學/鑒識科學(Forensic chemistry|Forensics)

分析的方法

光譜學

質譜學

分光度和比色法

層析和電泳法

結晶學

顯微術

電化學分析

古典分析

雖說當代分析方法絕大部分為儀器分析,但有些儀器最初的設計目的,是為了簡化古典方法的不便,基本原理仍來自於古典分析。另外,樣品配置等前置處理,仍需要藉由古典分析手法的協助。以下舉一些古典分析方法: 滴定法

重量分析

無機定性分析

儀器分析

原子吸收光譜法(Atomic absorption spectros, AAS)

原子熒光光譜法(Atomic fluorescence spectros, AFS)

α質子-X射線光譜儀(Alpha particle X-ray spectrometer, APXS)

毛細管電泳分析儀(Capillary electrophoresis, CE)

色譜法(Chromatography)

比色法(Colorimetry)

循環伏安法(Cyclic Voltammetry, CV)

差示掃描量熱法(Differential scanning calorimetry, DSC)

電子順旋共振儀(Electron paramagnetic resonance, EPR)

電子自旋共振(Electron spin resonance, ESR)

橢圓偏振技術(Ellipsometry)

場流分離法(Field flow fractionation, FFF)

傳式轉換紅外線光譜術(Fourier Transform Infrared Spectros, FTIR)

氣相色譜法(Gas chromatography, GC)

氣相色譜-質譜法(Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)

高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)

離子微探針(Ion Microprobe, IM)

感應耦合電漿(Inctively coupled plasma, ICP)

Instrumental mass fractionation (IMF)

選擇性電極(Ion selective electrode, ISE)

激光誘導擊穿光譜儀(Laser Inced Breakdown Spectros, LIBS)

質譜儀(Mass spectrometry, MS)

穆斯堡爾光譜儀系統(Mossbauer spectros)

核磁共振(Nuclear magnetic resonance, NMR)

粒子誘發X-射線產生(Particle inced X-ray emission spectros,PIXE)

熱裂解-氣相色譜-質譜儀(Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry, PY-GC-MS)

拉曼光譜(Raman spectros)

折射率

共振增強多光子電離譜(Resonance enhanced multi-photon ionization, REMPI)

掃瞄穿透X射線顯微鏡(Scanning transmission X-ray micros, STXM)

薄板層析(Thin layer chromatography, TLC)

穿透式電子顯微鏡(Transmission electron micros, TEM)

X射線熒光光譜儀(X-ray fluorescence spectros, XRF)

X射線顯微鏡(X-ray micros, XRM)

分析化學是研究物質組成的科學,它包括化學分析、儀器分析兩部分。

化學分析包括滴定分析和稱量分析,它是根據物質的化學性質來測定物質的組成及相對含量。

儀器分析的方法很多,它是根據物質的物理性質或物質的物理化學性質來測定物質的組成及相對含量。儀器分析根據測定的方法原理不同,可分為電化學分析、光學分析、色譜分析、其他分析法等4大類。如右圖。

化學分析是基礎,儀器分析是目前的發展方向。

B. 西安交大分析化學有色譜專業嗎

分析化學是涵蓋所有類型的分析,包括光譜,色譜,質譜,波譜,能譜,極譜還有形態分析,西安交大這么大的高校不可能沒有色譜專業方向的分析化學的,這些都是跟你選的導師有很大的關系,有的導師是做定量分析的,有的導師是做形態分析的,你想學色譜分析,就先去看導師的研究方向,然後在選擇他就是了,所以你大可不必擔心。

C. 儀器分析,像質譜,色譜這樣的專業,目前就業市場怎麼樣再三四年呢有沒有比較清楚這方面情況的……

看你是學什麼專業的。如果想在儀器行業有作為,你需要工程師背景。質譜儀的維修在美國和歐洲都是非常搶手的。在中國,是說話現在水平還很落後。如果你可以維修使用儀器,是非常不一樣的水準。在國內的很多大學,我知道很多教授是不讓學生動手拆卸儀器的。都會請專人去修理。質譜儀市場不僅沒有飽和,而且空間還很大。
質譜儀的離子化過程,氣流設計,電路設計,實際上更加偏向物理。我們實驗室的化學專業背景的博士後,明顯不如有物理和工程背景的人上手快。遇到問題也沒有辦法維護。目前有很多年輕的質譜儀廠商正在崛起,到現在,也沒有單獨的一家把這個行業敢說怎麼樣的。
我認為這是非常有前途的方向。

D. 質譜分析法的基本原理

目前,質譜分析法 ( mass spectrometric method) 是測量同位素豐度最有效的方法。質譜儀根據帶電原子和分子在磁場或電場中具有不同的運動,將它們相互分離。由於質譜儀的種類多樣,用途又非常廣泛,因此,就不一一進行介紹下面僅簡單介紹一下質譜分析的基本原理,詳細論述可參考 Brand ( 2002) 。

質譜儀一般可分為四個重要的組成部分: ① 進樣系統; ② 離子源; ③ 質量分析器; ④ 離子檢測器 ( 圖 1. 8) 。

圖 1. 8 用於穩定同位素測量的氣源質譜儀示意圖

( 1) 進樣系統 ( inlet system) : 這一特殊裝置需要在幾秒鍾內迅速、連續地分析兩個氣體 ( 樣品和標准氣) ,所以安裝較為特殊,包括一個轉換閥( changeover valve) 。這兩種氣體由直徑約 0. 1mm、長約 1m 的毛細管從儲樣室( reservoir) 中引入,其中一種氣體流向離子源 ( ion source) ,另一種氣體流向廢氣泵 ( waste pump) ,從而保持毛細管中的氣流連續不斷。為避免質量損失( mass discrimination) ,氣體物質的同位素豐度測量利用黏性的氣體流。在黏性氣流狀態下,分子的自由路徑長度非常小,因此分子經常發生碰撞,氣體混合均勻,從而不會發生質量分離 ( mass separation) 。在黏性流進樣系統的末端,有一個泄漏口 ( leak) ,使得流線收縮。應用雙路進樣系統 ( al inlet system)可以對非常少量的樣品進行高精度分析,同時,樣品分析受黏性氣流保持狀態的限制。這一過程一般在 15 ~ 20mbar ( 100Pa) 的壓力下進行 ( Brand,2002) 。如要減小樣品量,則必須在毛細管之前將氣體濃縮為很小的體積。

( 2) 離子源 ( ion source) : 是質譜儀中離子形成、加速、聚焦成為狹窄的離子束的部位。在離子源中,氣體流總是呈分子狀態。氣體樣品的離子多由電子轟擊 ( electron bombardment) 產生。電子束,一般由加熱的鎢絲或錸絲發出,在靜電場中進行加速,在進入電離室 ( ionization chamber) 之前的能量達到 50 ~150eV 之間,以便使一次電離效率最大化。電離之後,根據離子獲得的能量,帶電分子被進一步分成若干分子碎片,從而產生特定化合物的質譜。

為了增加電離的幾率,採用同性質的弱磁場使電子保持螺旋軌道 ( spiral path) 。電子在電離室的末端由帶正電的捕集器收集,對電子流進行測量,並由電子發射調節器電路 ( emission regulator circuitry) 將其保持在恆定狀態。

電離的分子在電場的作用下脫離電子束,隨後由高達數千伏的電壓進行加速,其路徑形成離子束,該離子束通過出口狹縫進入分析器。因此,進入磁場的正離子在本質上都是單能的,即它們擁有相同的動能,其表達式如下:

穩定同位素地球化學( 第六版)

電離效率決定了質譜儀的靈敏度,其值約為 1000 ~2000 個分子產生一個離子( Brand,2002) 。

( 3) 質量分析器 ( mass analyzer) : 可根據其 m/e ( 質量/電荷) 比,將離子源發出的離子束分離開來。當離子束通過磁場時,離子發生偏轉,形成圓周軌跡,其圓周半徑與 m/e 的平方根成比例。通過這一過程,離子被分離並形成離子束,每個離子束都具有特定的 m/e 值。

1940 年,Nier 提出了扇形磁分析器 ( sector magnetic analyzer) 。在這種分析器中,離子束發生偏轉的磁場呈楔形。離子束以與磁場邊界呈直角的角度進入和離開磁場,因此其偏轉角度等於楔形角 ( 如可以是 60°) 。扇形磁分析器的優勢在於其離子源和檢測器相對來說,不受分析器磁場質量損失的影響。

( 4) 離子檢測器 ( ion detector) : 離子通過磁場後,被離子檢測器所收集。離子檢測器將輸入的離子轉換為電脈沖 ( electrical impulse) ,電脈沖隨後被輸入放大器。Nier et al. ( 1947) 提出,利用多個檢測器同時聚集離子流。這種同時利用兩個單獨放大器的優勢在於,對於所有 m/e 離子束,作為時間函數的離子流波動都是相同的。每一個檢測器通道都安裝有一個適合於所測離子流天然豐度的高電阻的電阻器。

現代同位素比質譜儀具有至少裝有三個法拉第杯 ( Faraday collector,Faraday cup) ,它們位於質譜儀的焦平面 ( focal plane) 上。這是由於相鄰峰值的間距隨質量變化,並且范圍是非線性的,因此,每組同位素往往都需要有一套單獨的法拉第杯。

連續流: 同位素比值監測質譜儀

20 世紀 50 年代早期,Nier 提出了雙黏性流質譜儀 ( al viscous-flow mass spectrometer) ,20 世紀 80 年代中期對商業質譜儀的硬體做了極小的修改。在過去的幾年裡,人們為減小用於同位素測量的樣品大小而進行了艱苦的嘗試。將傳統的雙路進樣技術改為連續流同位素比值監測質譜儀 ( continuous-flowisotope ratio monitoring mass spectrometer) 。使用這種質譜儀時,被分析的氣體混合於載氣流中的微量的氣體中,從而達到黏性流狀態。現今,市場在售的大多數氣體質譜儀都帶有連續流系統,而非雙路進樣系統。

傳統的離線樣品制備程序非常耗時,並且分析精度也取決於研究者的技能。而利用在線樣品制備技術,可將元素分析器和質譜儀直接結合,從而解決和最大程度地減少很多離線樣品制備導致的問題。這兩種技術的區別參看錶 1. 5。

表 1. 5 離線和在線測量技術之間的對比

這種新型的質譜儀往往結合有色譜技術 ( chromatographic technique) 。同位素測量所需的樣品量大小已經急劇減小到十億分之一摩爾甚至萬億分之一摩爾范圍 ( Merritt & Hayes,1994) 。氣相色譜-同位素比質譜儀技術 ( GC -IRMS) 的重要特性如下 ( Brand,2002) :

( 1) 按照分子在氣相色譜柱 ( GS column) 上流出的順序對離子流進行測量,但其相對於參比氣體的強度將不會發生明顯改變。色譜不但能夠分離不同的化學物質種類,還可分離不同的同位素種類。也就是說,從色譜柱流出後,隨色譜峰上位置的不同,該化合物的同位素組成發生變化。因此,必須對每個色譜峰的整體寬度進行積分,才能獲得該化合物真實的同位素比值。

(2)同位素信號的測量時間受色譜峰寬度的限制。對於陡峭的尖峰來說,這一時間可能不超過5s。

(3)在線分析儀器的絕對靈敏度與雙路進樣系統的儀器相比更為重要。由於色譜法所需的樣品量非常小,因此採用大量的樣品組以獲得有效的統計資料庫往往非常重要。

通過採用加入內標樣方法,可以實現樣品分析標准化。內標樣的同位素組成利用傳統技術確定。

質譜分析技術有幾個獨立的發展途徑,這些途徑均具有兩個發展方向:元素分析儀→同位素比質譜儀,毛細管氣相色譜→同位素比質譜儀。在元素分析儀中,樣品燃燒生成CO2、N2、SO2和H2O,這些氣體以化學法捕集,或者在氣相色譜柱上被分離。這些技術的優勢有:①自動化制備樣品;②每個樣品的成本較低;③能夠進行大量的樣品分析。

E. 請問 氣相色譜質譜 液相色譜質譜 還有離子色譜 幾者之間的區別

色譜法,又稱色層法或層析法,是一種物理化學分析方法,它利用不同溶質(樣品)與固定相和流動相之間的作用力(分配、吸附、離子交換等)的差別,當兩相做相對移動時,各溶質在兩相間進行多次平衡,使各溶質達到相互分離。它的英文名稱為:chromatography這個詞來源於希臘字
chroma和
graphein,直譯成英文時為
color和writing兩個字;直譯成中文為色譜法。但也有人意譯為色層法或層析法。
在色譜法中,靜止不動的一相(固體或液體)稱為固定相(stationary
phase)
;運動的一相(一般是氣體或液體)稱為流動相(mobile
phase)。
流動相是氣體的稱為氣相色譜,流動相是液體的稱為液相色譜。
離子色譜:
狹義定義:
以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對離子性物質進行分離,用電導檢測器連續檢測流出物電導變化的一種液相色譜方法。
廣義定義:
利用被測物質的離子性進行分離和檢測的液相色譜法。
所以離子色譜實際上是液相色譜的一種。
質譜分析法是通過對被測樣品離子的質荷比的測定來進行分析的一種分析方法。被分析的樣品首先要離子化,然後利用不同離子在電場或磁場的運動行為的不同,把離子按質荷比(m/z)分開而得到質譜,通過樣品的質譜和相關信息,可以得到樣品的定性定量結果。
簡單來說色譜是是物質的分離方法,質譜是檢測方法。
一般的色譜用電導檢測器或UV檢測,牛B的用質譜檢測。

F. 色譜與質譜的聯系與差別

聯系是都可以對樣品進行定量和定性分析,但定性的話,質譜是最准確的;區別就是色譜是通過樣品裡面的物質在不同溶劑裡面的分配比不一樣兒道道分離的效果,而質譜是將物質打成質子碎片,從而得到數據;一般色譜和質譜是連用的,如氣質,液質。

G. 化學分析方法和色譜光譜分析法,哪個更好一些

化學分析法的操作相對復雜,精確度高(相比色譜光譜) 適合常量分析 很多結構復雜的物質不能用化學分析法。
色譜光譜的准確度高 但精確度不及化學分析法 (只有1%)因此適合微量分析。
另外色譜可以分離 而光譜更多的用來確定結構。

現在NB的都是聯用技術,比如液相色譜質譜聯用,等等

H. 各位朋友,我大學學的是生物,研究生做色譜質譜分析 請問就業前景如何

不是很好。看你的課題和你老闆的底子硬不硬。當然還有你工作的地方,如果想畢業後繼續干這行的話,多參加這方面的技能培訓(看你老闆給不給錢),拿了證書很有用。Thermo fisher的氣質培訓,在你面試的時候,誰用誰知道。

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