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1、绪论什么是仪器分析？指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。仪器分析分类根据用以测量的物质性质，仪器分析方法主要分为以下几类:光谱分析 电化学分析 色谱分析 热分析 质量分析 仪器分析的主要优点如下：1、灵敏度极高；2 、选择性好，适于复杂组分试样的分析；3 、分析迅速，适于批量试样的分析；4、 适于微量、超痕量组分的测定；5、 能进行无损分析；6 、组合能力和适应性强，能在线分析；7、数据的采集和处理易于自动化和智能化。缺点：1、相对误差大。化学分析的
2、相对误差一般都小于0.2%，但仪器分析的相对误差都在1%以上，有的甚至高达10%。2、仪器分析所用的仪器设备一般都比较复杂，价格昂贵，所以普及度有限。第一章 样品处理及数据分析食品检验通常按其检验目的分为三类：筛选性检验、常规分析检验、确证性检验、阴性阳性食品检验的程序：1.文献检索2.测定方法确定3.样品处理方法确定（取样、预处理等。）4.分析方法的评价（准确度、灵敏度、精密度等）检验技术基本原则和要求：准确、安全、快速、可操作、经济的原则。 采样的基本程序：需检验的批量食品试验样本0.5kg保留样本0.5kg复检样本0.5kg平均样本原始样本采样混合、处理、缩分采样原则：1.代表性原则2.
3、典型性原则3.适时性原则4.适量性原则5.程序原则样品的预处理：1.粉碎2.提取3.净化4.浓缩检验结果的评价 准确度与精密度是对某一检验结果的可靠性进行科学的综合性评价常用的指标。而准确度通常又通过测定回收率的方法来进行确定。 准确度（accuracy）：准确度是指测定值与真实值的符合程度，这主要反映测定系统中存在的系统误差及偶然误差的综合性指标，它决定了检验结果的可靠程度。而对某一未知样品的测定来说，实际上真实值是不可能知道的，通常通过回收率的测定来确定真实值。 绝对误差Ea=x-xt相对误差Er=(x-xt )100%/ xt回收率：在实际工作中，常用加入法来测回收率。在未知样品中加入已
4、知量的标准物质，称为加标样品，同时测定未知样品和加标样品，可测出加入的标准物质的回收率。 加入的标准物质的回收率，可按下式计算：式中RA加入的标准物质回收率； m加入标准物质的量； x1加标样品的测定值； x0 未知样品的测定值一般情况下，对质量分数大于1%的组分，回收率应大于99.9%；对质量分数为0.01%1%的组分，回收率应大于99；质量分数低于0.01%的痕量组分，回收率应大于90%95%，有时允许更低一些。 精密度是指在相同条件下进行多次测定，每一次测定结果相互接近的程度。精密度通常用偏差来表示.准确度和精密度的关系 准确度越高说明测定结果与真实值越接近，精密度高说明测定结果稳定，重
5、复性好。精密度高不一定准确度高，而准确度高一定需要精密度高。 置信度与平均值的置信区间 在多次测定中，测定值x将随机地分布在其平均值x 的两边，若以测定值的大小为纵坐标作图，可得到一个正态分布曲线；曲线与横坐标从-+之间所包围的面积，代表了具有各种大小误差的测定值出现的几率的总和，设为100%。由数学计算可知：测定值在 x 区间的占68.27%； 测定值在 x2区间的占95.45%；测定值在 x 3 区间的占99.73%。由此可见，测定值偏离平均值x 越大的，出现的几率越小，这个几率称之为置信度，而测定值所处的区间，称之为置信区间。 可疑数据的处理 Q检验法 检测一组数据当中的可疑数据 样本平
6、均值与真值的比较（t检验法）t检验法用来检验样本平均值与标准值或两组数据的平均值之间是否存在显著性差异，从而对分析方法的准确度作出评价，其根据是样本随机误差的t分布规律。 Q检验法 ：个别数据偏离其他数据较远，数值特大或特小，这一数据称为异常值或可疑值。.样本平均值与真值的比较（t检验法）：用来检验样本平均值与标准值或两组数据的平均值之间是否存在显著性差异。两组平均值的比较（t检验法） 先用F 检验法检验两组数据精密度 S1（小）、S2（大） 有无显著性差异（方法之间）,再用 t 检验法检验两组平均值之间有无显著性差异两组精密度的的比较（F检验法）通过比料两组数据的方差，以确定它们的精密度是否
7、有显著性差异的方法。减少或消除误差的方法 1.适宜的样品量。2.计量器具、试剂、仪器具的检定、标定或校正。3.增加测定次数4.做空白试验 5.做对照试验 6.做回收试验 7.标准曲线的回归 8.合适的分析方法仪器分析方法的校正（书P28各自原理及特点）一、工作曲线工作曲线法又称外标法。首先用分析物的纯样品准确配制一系列已知浓度的标准试样，测得每一浓度对应的净响应S后，以S对浓度C或B作图，即校正后的响应与分析物浓度的关系曲线。 二、标准加入法标准加入法又称添加法和增量法。为了减小试样中基体效应带来的影响，不仅标准试样的浓度应与试样浓度相近，而且在基体组成上应尽量与试样相似。常采用标准加入法来减
8、小或消除基体效应的影响。总的来说，标准加入法是将已知量的标准试样加入到一定量的待测试样中后，测得试样量和标准试样量的总响应值（或其函数）后，进行定量分析。三、内标法内标法是在试样各含量不同的一系列标准试样中，分别加入固定量的纯物质，即内标物。当测得分析物和内标物对应的响应后，以分析物和内标物的响应比（或其函数）对分析浓度（或含量）作图，即可得到相应的校正曲线。最后用测得的试样与内标物的响应比（或其函数）在校正曲线上获得对应于试样的浓度（或含量）。内标法实际上外标法的一种改进。第二章 色谱法导论色谱法的发展简史 ：1903年，德国，M。S。Tswett 把 CaCO3装在玻璃瓶中，加入石油醚洗涤
9、，分离分离的基本原理色谱法是利用混合物中各组分在两相间分配系数的差异，在两相相对移动过程中，各物质在两相间反复多次分配，从而使各组分得到分离的方法。色谱法的共同点；两相 相对移动 组分与两相的作用力不同组分移动的特点：差速移动- 平衡分布，热力学的问题；同种分子分布离散-动力学问题色谱法的流程：流动相进样系统色谱分离系统检验系统记录及数据处理系统色谱分析法的特点集富集、分离和检测于一体的高自动化、高选择性和高灵敏度的分析方法色谱法的优点 分离效率高。几十种甚至上百种性质类似的化合物可在同一根色谱柱上得到分离，能解决许多其他分析方法无能为力的复杂样品分析。分析速度快。一般而言，色谱法可在几分钟至
10、几十分钟的时间内完成一个复杂样品的分析。检测灵敏度高。随着信号处理和检测器制作技术的进步，不经过预浓缩可以直接检测 10-9g 级的微量物质。如采用预浓缩技术，检测下限可以达到 10-12g数量级。样品用量少。一次分析通常只需数纳升至数微升的溶液样品。选择性好。通过选择合适的分离模式和检测方法，可以只分离或检测感兴趣的部分物质。多组分同时分析。在很短的时间内（20min左右），可以实现几十种成分的同时分离与定量。易于自动化。现在的色谱仪器已经可以实现从进样到数据处理的全自动化操作。 色谱法的缺点定性能力较差。为克服这一缺点，已经发展起来了色谱法与其他多种具有定性能力的分析技术的联用。 色谱法的
11、流出曲线及有关术语0.有关术语1.基线2.峰高3. 保留值4.色谱峰的区域宽度5.色谱峰所能提供的重要信息1.基线 当色谱柱中仅有流动相通过时，检测器响应讯号的记录值 稳定的基线应该是一条水平直线2.峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离 h3、保留值 a 、 死时间t0 不在固定相中分配的物质进入色谱柱时，从进样到出 现峰极大值所需的时间为死时间。b 保留时间tR 试样（某一组分）从进样开始到柱后出现峰极大点时 所经历的时间为试样中某一组分的保留时间。c 调整保留时间 应于组分在固定相中停留的总时间4.色谱峰的区域宽度 组分在色谱柱中谱带扩展的函数，反映了色谱操作条件的动力学因素色谱峰所能提供
12、的重要信息(1) 样品中所含组分的最少个数(2) 保留值-定性分析(3) 色谱峰面积（或峰高）-定量分析(4) 色谱峰的保留值和区域宽度-评价色谱柱的分离效能(5) 根据相邻色谱峰之间的距离来选择合适的色谱分离条件分配系数(K)：K 只与组分、流动相、固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。样品一定时，K 主要取决于固定相性质。一定温度下，组分的分配系数 K 越大，出峰越慢；每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。分配比 k：在一定温度和压力下，组份在两相间
13、的分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比，称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保留因子。也叫容量因子或容量比。k可通过实验测得。由此也可知道，k可表示出组分在柱中停留时间的长短。k越大，停留时间也就越长选择因子a （A为先流出的组分，B 为后流出的）组分分配系数，分配比和选择因子三者的关系：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配；而 a 是反映两组分间的分离情况！当两组分 K 或 k 相同时，a =1 时，两组分不能分开；当两组分 K 或 k 相差越大时，a 越大，分离得越好。也就是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件。a 和 k 是计算色谱柱分离效能的重
14、要参数.塔板理论（计算题）P书42是把色谱柱假想为一个精馏塔，塔内存在许多塔板，组分在每个塔板的气相和液相间进行分配，达成一次分配平衡。 然后随着流动相按一个塔板、一个塔板的方式向前移动。经过多次分配平衡后，分配系数小的组分，先离开蒸馏塔（色谱柱），分配系数大的组分后离开蒸馏塔（色谱柱），从而使分配系数不同的组分彼此得到分离。理论塔板数n：对于一个柱子下说，其理论塔板数可由下式计算：由式可见，柱子的理论塔板数与峰宽和保留时间有关。保留时间越大，峰越窄，理论塔板数就越多。柱效能也就越高。（计算题）有效塔板数：速率理论范弟姆特方程式 H=A+B/ u +Cu(A涡流扩散 / B分子扩散 /C 传质
15、阻力/流速u)当u一定时，仅在A、B、C 较小时，H 较小，柱效较高；反之则柱效较低，色谱峰将展宽。A 与流动相的性质、线速度和组分的性质无关；与填料的粒度、均匀性及色谱柱的均匀填充程度有关。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即A=0。选择相对分子质量大的载气、较高的流速、较低的柱温 。B/u 对于液相色谱，因Dm 较小，B 项可勿略固定相颗粒大小对板高的影响：实验表明，颗粒越细，板高越小，受线速影响越小。即，在HPLC分析中采用细粒作固定相的理论根据.但颗粒细导致柱流速慢，当采用高压技术，才能实现HPLC的分析要求分离度(Resolution, R)同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。其定义为：（计算题）一般地，R=1时，相邻的两组分能实现“很好”的分离，此时两色谱峰之间的距离为2s，重叠部分2%。
