《食品卫生与检验》复习纲要

《食品卫生与检验》复习纲要

第一章绪论

食品快速检测方法的体现

1.实验准备简化，使用的试剂较少，而且容易得到，配好后的试剂保存期较长；

2.样品经简单前处理后即可测试，或采用先进快速的样品处理方式，如重金属检测中的微波

消解、黄曲霉毒素的亲和层析法等；

3.简单、快速和准确的分析方法，能对处理好的样品在很短的时间内测试出结果，如硝酸盐

试纸、酶联免疫试剂盒等。

食品污染的类型：生物性污染；化学性污染；物理性污染。

GMP（goodmanufacturepractice）食品的良好操作规范

SSOP（sanitationstandardoperationprocedure）卫生标准操作程序

HACCP（hazardanalysisandcriticalcontrolpoint）食品危害分析和关键控制点

三者关系：GMP和SSOP是制定和实施HACCP计划的基础和前提条件。如果企业没有达

到GMP法规的要求，或者没有制定有效的SSOP并有效实施，那么HACCP计划就是一句

空话。（此部分详细内容在第十一章食品质量管理）

ISO下设27个国际组织，与食品有关的是：

FAO（联合国粮农组纲、WHO（世界卫生组织）、CAC（食品法典联合委员会）、CCPR（国

际农药残留法典委员会）、AOAC（美国官方分析化学师协会）

第二章检验技术基础知识

GLP（GoodLaboratoryPractice）,良好实验室规范或标准实验室规范。

GLP是就实验室实验研究的实施从计划、实验、监督、记录到实验报告等一系列管理而制

定的法规性文件，涉及到实验室工作的可影响到结果和实验结果解释的所有方面。

GLP规范的建设、实施和检查的全过程，可分为软件管理和硬件管理。

软件管理：人员组织机构、实验方案、实验操作规程、记录档案

硬件管理：实验设施，仪器、设备，特别重要的是实验动物的设施

GLP对硬件管理的要求：对实验设施、仪器设备、实验材料的要求

GLP的人员管理：

GLP人员组成包括三类：实验室负责人、实验（研究）人员和质量保障部门的监督人员。

GLP的特点

LGLP能使实验工作有章可循、严密有序、相互衔接、紧密配合，保证实验数据和结论的科

学性、可信性和重复性；

2.标准操作规程是安全检测机构建设的重要组成部分，是保持实验过程有机联系、工作有序

-1-

的运行规范，是安全检测机构内部的法规性文件；

3.强调软硬件结合，硬件需要领导重视和一定力度的经济投入，而软件则依靠科学管理和人

员的素质，尤其强调软件的执行管理；

4.GLP可操作性强，简单明确，便于理解和掌握。

标准操作（standardoperationprocedures,SOP）:实施GLP的重点，主要内容有：

1被检物及对照物的领取、标记、保管、处理、溶剂和混合抽样；

2设备及器材的维修管理；

3微生物菌种的保存，培养；

4试验的操作、测定、检查及分析；

5样本的取样及识别；

6数据资料的处理、保管及检索等。

检验技术基本原则：质量原则、安全原则、快速原则、可操作原则、经济原则。

检验技术的一般要求

1.检验方法中所采用的名词及单位制，均应该符合国家规定的标准要求；

2.检验方法中所使用试剂均为分析纯；

3.检验中所用计量器具必须按国家规定及规程计量和校正；

4.称取量取精度要求用数值的有效数位表示；

5.检验时必须做空白试验及平行试验；

6.检验方法的选择，以国家标准（GB）方法的第一法为仲裁方法；

7.采样必须注意样品的生产日期、批号、代表性和均匀性：

8.一般样品在检验结束后，应保留1个月，以备需要时复查。

采样要求：

1.采集的样品要有代表性和均匀性,能反应全部被测食品的组分，质量和卫生状况；

2.采样过程中要设法保持原有的理化指标,防止成分逸散或带入杂质。

样品的前处理方法：挥发法、沉淀法、蒸储法、吸附法、透析法、提取法、有机质破坏法。

（具体请参考书P18~P23）

采样数量和方法

采样数量应一式三份，供检验、复验、备查或仲裁，一般散装样品每份不少于0.5kg。

1.液体、半流体饮食品

用大桶盛放者应先搅拌后取样，样品分别盛放在3个干净的容器中，盛放样品的容器不得含

有待测物质及干扰杂质。

2.粮食及固体食品

应自每批食品的上、中、下三层中不同部位分别采取部分样品混合后按四分法对角取样，在

进行几次混合，最后取有代表性的样品。

3.肉类、水产品

应按分析项目要求分别采取不同部位的样品或混合后采样。

4.罐头、瓶装食品或其它小包装食品

应根据批号随机取样。同一批号取样件数，250g以上的包装不得少于6个，250g一下的包

装不得少于10个。掺伪食品和食物中毒的样品采集，要具有典型性。

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第三章食品安全检验的分析方法

一、物理分析法

（―）感官检验法（参考P44〜P49）

类型分析型偏爱型

分析工具评价基准感官/标准化感官/个人反应

分析的特性区别性、描述性、定量化接受、偏爱

评价员结果必须选择及培训/客观无需培训/主观

应用分析及描述性检验市场调查

（-）物性检测法（补充内容）

根据食品的相对密度、折射率、旋光度、粘度等物理常数与食品的组分及含量之间的关

系进行检测的方法也称为物理检测法。分为相对密度法、折光法、旋光法。

二、化学分析与层析法

（―）化学分析法（P49〜P51）

,定性分析

「挥发法

萃取法

化学分析法《z重量分析”

、沉淀法

、定量分析《

（中和法

络合滴定法

'容量分析＜

氧化还原法

（二）层析法（P72〜P93）“.体

层析法的基本原理

层析法是利用混合物中各组分物理化学性质的差异（如吸附力、分子形状及大小、分子

亲和力、分配系数等），使各组分在两相（-相为固定的，称为固定相；另一相流过固定相,

称为流动相）中的分布程度不同，从而使各组分以不同的速度移动而达到分离的目的。

一、吸附层析技术（液-固色谱法）

原理：利用固定相的固体吸附剂表面对不同组分吸附力的大小及洗脱液对它的溶解作用（解

吸作用）的差异进行分离。

吸附剂：吸附是溶质在液-固或气-固两相的交界面上集中浓缩的现象，它发生在固体表面上;

吸附剂是具有大表面积的活性多孔固体。

常用的吸附剂有活性炭、硅胶、氧化铝、羟基磷灰石等。

-3-

洗脱剂的选择：当被分离物质为弱极性物质，一般选用弱极性溶剂为洗脱剂；被分离物质为

强极性成分，则须选用极性溶剂为洗脱剂。

常用洗脱剂的极性按如下次序递增：

己烷和石油酸<环己烷<四氯化碳<三氯乙烯〈二硫化碳〈甲苯〈苯〈二氯甲烷

<氯仿〈乙酸<乙酸乙酯<丙酮〈丙醇〈乙醇<甲醇<水<毗嘘<乙酸

二、分配层析技术

原理：利用混合物在两种不相混溶的液相（固定相和流动相）之间的分配系数的不同而达到

分离各组分的目的，固定相液体均匀覆盖于载体表面，流动相流过固定相。

三、凝胶层析技术

原理：凝胶颗粒内部具有多孔网状结构，被分离的混合物流过层析柱时，比凝胶孔径大的分

子不能进入凝胶孔内，在凝胶颗粒之间的空隙向下移动，并最先被洗脱出来；比网孔小的分

子能不同程度的自由出入凝胶孔内外，在柱内经过的路程较长移动速度较慢，最后被洗脱出

来。

四、离子交换层析法

原理：样品进入离子交换柱后，与离子交换剂无亲和力的样品被洗脱下来，余下的样品均结

合在交换剂匕利用其样品表面电荷性质的不同，与交换剂的亲和力也各不相同，利用不同

强度的离子溶液，将其分别洗脱下来达到分离、纯化样品的目的。

五、亲和层析法

原理：将待纯化物质的特异配体通过适当的化学反应共价的连接到载体上，待纯化的物质可

被配体吸附，杂质则不被吸附，通过洗脱杂质即可除去。被结合的物质再用含游离的相应配

体溶液把它从柱上洗脱下来。

六、纸层析法

原理：层析过程中，在毛细拉力作用下，展开剂能不断由下向上流动，经过试样点时，带动

试样向上运动，并发生在分配，直到平衡。由于分配系数k的不同，那些k小的组分，随展

开剂向上移动得快，集中在滤纸的上部；而k大的组分，向上移动得慢，集中在滤纸的下面。

纸层析可以看做是溶质在固定相和流动相之间连续萃取的过程，根据溶质在两相间分配系数

的不同而达到分离的目的。

操作方法：点样一展开一显色T定性一定量（书上有详细过程，P87-P89）

七、薄层层析法（请结合试验二、三复习）

原理：把吸附剂（或称担体），均匀涂抹在一块玻璃板或塑料板上形成薄层，在此薄层上进行

色层分离，称为薄层层析。把吸附剂（或称担体），均匀涂抹在一-块玻璃板或塑料板上形成薄

层，在此薄层上进行色层分离，称为薄层层析。按分离机制，可分为吸附、分配、离子交

换、凝胶过滤等法。

吸附薄层层析法的操作原理：

将待分离的样品溶液点在薄层的一端，在密闭容器中，用适宜的溶剂（展开剂）展开。

由于吸附剂对不同物质的吸附力大小不同，当溶剂流过时，不同物质在吸附剂和溶剂之间发

生连续不断地吸附、解吸、再吸附，再解吸。易被吸附的物质，相应地移动得慢一些，而

较难吸附的物质，则相对地移动得快一些。经过一段时间展开，形成互相分离的斑点。

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根据比移值（Rf）可对化合物作出初步鉴定。

操作方法：制板一点样一展开一显色T分析（书上有详细过程，P90-P93）

三、气相色谱法GC、高效液相色谱法HPLC

色谱分析法概论（此部分书上没有）

（-）色谱过程和基本原理

一、色谱过程

色谱过程是组分分子在流动相和固定相间多次“分配”的过程。

原理：组分的结构和性质微小差异一与固定相作用差异一随流动相移动的速度不等一差

速迁移一色谱分离。

图17-1色逋过程示废图

l.iKI*2.MUS如3.MKM

二、色谱流出曲线和有关概念

1.流出曲线和色谱峰

色谱流出曲线，又称为色谱图。

基线：没有组分流出时的流出曲线。反映检测器的噪音随时间的变化。

色谱峰：是流出曲线上的突起部分。（正常色谱峰、拖尾峰和前延峰）

对称因子人衡量色谱峰的对称性

2.定性参数

保留时间（小）：从进样到某组分在柱后出现浓度最大时的时间间隔。

死时间（幻：分配系数为零的组分，即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。

调整保留时间（％）：某组分由于溶解（或被吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）的组

分在柱中多停留的时间。

保留体积（％）：从进样开始到某个组分在柱后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动相体

积。

死体积（%）：由进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空间。固定相颗粒间间隙、导管

的容积、检测器内腔容积的总和。匕='。£

调整保留体积（adjustedretentionvolume）:由保留体积扣除死体积后的体积匕=卜匕="

网’与流速无关，与丘成反比

相对保留值（r）：两组分的调整保留值之比

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保留指数（lx）

正构烷烽的保留指数=含C数X100,把其他化合物的保留行为与正构烷煌比较。

3.定量参数

峰高（h）：组分在柱后出现浓度极大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的距离。

峰面积（A）：色谱曲线与基线间包围的面积。

4.柱效参数

标准差9）：即0.607倍峰高处的峰宽之半。。越大，组分越分散。

半峰宽（电/2）：峰高一半处的峰宽。W|/2=2.355Q

峰宽（W）：色谱峰两侧拐点作切线在基线上所截得的距离。

W=4c或W=1.699W1/2

图17-2色谱源出曲&（色现肥）和区S*度

5.分离效能指标

分离度（resolution；R）

R__2（k-仆）

（%+%）/2W,+W2

三、分配系数与色谱分离

（-）分配系数和容量因子

1.分配系数（用：组分在固定相⑸与流动相（m）的浓度（C）之比。

K=幺

C„,

影响K因素：组分，固定相和流动相的性质，温度（和压力）。一定条件下K为常数

2.容量因子K

组分在固定相（s）和流动相（m）中的质量之比。

k=Ad=K"

mmCVV

容量因子：与K、匕、％有关

3.分离度

设正常峰，W产印2=4。,则R=1.5时，99.7%面积（tR±3G）被分开，△tR=6◎,称6G分

离。

-6-

tR2

（二）基本类型色谱方法及其分离机制

一、色谱法的分类

1.按流动相和固定相聚集状态分类

/气相色谱GC一按固定相分一

色谱法f按流动相分一<超临界色谱

「液-液

I液相色谱LC-按固定相分一］

I液-固

2.按操作形式分类：

柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等

3.按色谱过程的分离机制分类：

分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、空间排阻色谱法、毛细管电泳法等

二、分配色谱法

分离原理：利用被分离组分在固定相和流动相中的溶解度差别而实现分离。

在HPLC中K与流动相的性质（种类与极性）有关；在GC中K与固定相极性和柱温有关

固定相：化学键合相

流动相：气液分配色谱法：气体，常为氢气或氮气

液液分配色谱法：与固定相不相溶的液体。

三、吸附色谱法

分离原理：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别而实现分离。

吸附系数与吸附剂的活性、组分的性质和流动相的性质有关。

固定相多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。硅胶表面硅醇基为吸附中心。

经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶

高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅胶和堆积硅珠。

气相色谱：高分子多孔微球等

四、离子交换色谱法

五、空间排阻色谱法

（三）色谱法的基本理论

塔板理论——热力学理论，组分分离与热力学过程有关，与K,k有关

解释组分在色谱柱内的分离过程。

速率理论——动力学理论，色谱峰扩散与动力学过程有关。

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解释影响柱效（n,H）的因素。

气相色谱法GC（请结合书P93-P99复习）

（-）气相色谱法的分类和一般流程

一、分类

柱色谱法：气固吸附、气液分配

二、气相色谱法的特点

高效能：n可达IO3—106

高选择性：特别复杂试样

高灵敏度：可以检测物质

分析速度快、操作简单：色谱操作及数据处理自动化

应用广泛：气体和易挥发或可衍生化为气体

三、气相色谱法的一般流程、组成（P94）

（二）气相色谱固定相和载气

一、气液色谱固定相（固定相：载体+固定液）

（-）固定液

1.对固定液的要求：蒸气压低、稳定性好、选择性高、对试样有足够溶解能力

2.固定液的分类

（1）化学分类：依据结构分类

烧类：烷煌与芳煌，角鲨烷（异卅烷、C30%2），标准非极性固定液。

硅氧烷类：甲基（SE-30）,苯基（0V-17）、鼠基、氟硅氧烷等

聚醇：如聚乙二醇PEG20M,氢健型

聚酯：丁二酸二乙二醇聚酯（PDEGS或DEGS）

懵类：p.P'，氧二丙脑

（2）极性分类

（3）麦氏常数分类法

3.固定液的选择—相似性原则

被分离物质固定液主要作用力出峰顺序

*»性兼极性色敢力按沸点顺序，沸点低者

先出柱。相同沸点的极

性细分先出.

中警极性中等极性诱牛力和色散按沸点呦咒相同沸点

力的极性组分后出柱.

极性极性■电力按极性删词:柱"『极

性组分先出朴。

舲形成履键的应健型笈键力按形成@键的能力大小

出柱.

固定液的选择——主要差别

组分极性差别较大：选用极性固定液。

-8-

沸点差别较大：选用非极性固定液。

（-）载体（担体）

载体+固定液=固定相

红色载体常与非极性固定液配伍

白色载体常与极性固定液配伍

二、气固色谱固定相

三、载气

氢气分子量小，热导系数大，粘度小。常用于热导检测器。

氮气扩散系数小，柱效比较高。除热导检测器以外的其它几种检测器中，多采用氮气作载

气。

要求：纯度在99.99%以上、净化

选择：主要取决于检测器

（三）气相色谱检测器（请见书P96）

（四）分离条件的选择

一、气相色谱速率理论

塔板理论不能解释H受哪些因素影响，用速率理论讨论影响H的因素

实验条件的选择：

分离方程式：

4na-1k,

KD=-----------

4

a\+k2,a分离因子

柱效项：n

柱选择性项：a=K2/K1=k2/k|

柱容量项：k

a,k受固定相、流动相及柱温影响

（二）提高n

载气流速和种类

柱温选择原则

1.根据沸点选择柱温

2.不能超过固定液最高使用温度；

3.柱温低于沸点。

4.尽可能采用低柱温。

5.程序升温及特点：宽沸程试样采用。

适丁•宽沸程样品

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程序升温，改善分离效果，缩短分析时间，提高灵敏度。

W1/2与tR无关

（三）柱长选择

（旦）2=2_=4.

&n2L2

（四）其他条件选择

气化室温度：等于或稍高于试样的沸点，不超过沸点50℃以上，高于柱温30℃~50℃。

检测室温度：高于至少等于柱温。

进样时间和进样量：进样速度快，在1s以内。试样不超载。

（五）定性与定量分析

一、定性分析方法

二、定量分析方法★定量依据：m=/,A,/=m/A

（一）定量校正因子

m

绝对（重量）校正因子:A单位峰面积代表的物质的质量。

相对（重量）校正因子：力或人

九一工厂A屈

物质i和标准物质s的绝对校正因子之比"£

标准物质:苯（TCD）、正庚烷（FID）；人与物质本身、标准物质、检测器有关

（二）定量方法

1.归一化法

样品所有组分都产生色谱峰

C.%=xlOO

AZ++AJ+...A/

校正因子相等时，直接用峰面积。

优点：简便、定量结果与进样量无关、受操作条件变化影响较小。

缺点：所有组分都出峰。不适用于微量杂质的测定。

2.外标法：

（1）校正曲线法

用对照品配成不同浓度的对照液，定量进样，用峰面积对对照品的量（或浓度）作线性

回归，求出斜率、截距。

校正曲线截距近似零时，用：

（2）外标一点法

用一种浓度对照溶液。

优点：简便，不用校正因子，不必加内标物

缺点：准确度与进样量准确及操作条件稳定性有关。

3.内标法

以一定量的纯物质（内标物），加入到准确称定的试样中。

「Afm

m\-A'-m,f'—tJI___£XlOO

4A

-10-

内标法：

优点：操作条件变化引起的误差小。

缺点：内标物难选

内标物的选择：

试样中不存在的纯物质；色谱峰位置；纯度

(1)内标校正曲线法

一系列不同浓度的对照液，并加入相同量的内标物，测Ai和A，以A/As对对照溶液浓度

作图。求出斜率、截距。

试样液也加入与对照液相同量的内标物，测得A/A,。计算试样的含量。

(2)内标对比法(内标一点法)

(A/A)„C,,.〃(A/A)."

—^1=3c„=^^-xC,

(A/AlC,(A/A),

高效液相色谱法HPLC(请看书P99〜P109复习)

书上很全面，此部分详细看书。

HPLC分类：

1.液-固吸附色谱

2.液-液分配色谱(正相色谱法/反向色谱法)

3.离子交换色谱

4.离子对色谱法

5.凝胶色谱

高效液相色谱仪构造：1.高压输液泵；2.梯度洗提装置；3.进样装置；4.色谱柱；5.检测器

HPLC与经典液相色谱法比

I.颗粒极细、柱效高，分离效率高

2.高压输液泵输送流动相

3.高灵敏度检测器(紫外，荧光)

HPLC与GC比

1.能测高沸点有机物

2.柱效、柱压高于气相色谱

3.在室温下分离

4.分析速度、灵敏度和GC相似

-II-

GC和HPLC的对比

GCHPLC

分离原理用载气将待测的物质，以一定的流速液-固吸附色谱：根据吸附作用的不同来

通过装于柱中的固定相，由于待测物分离物质。

质各组分在两相间的吸附能力或分液-液分配色谱：基于样品组分在固定相

配系数不同，经过多次反复分配，逐和流动相之间的相对溶解度的差异，使

渐使各组分得到分离。分配系数小的溶质在两相间进行平衡分配，即取决于

组分最先流出柱外，分配系数大的组在两相间的浓度比。

分最后流出柱外。离子交换色谱：基于离子交换树脂上可

电离的离子与流动相中具有相同电荷的

溶质离子进行可逆交换，依据这些离子

在交换剂上有不同的亲和力而被分离。

离子对色谱法：根据被测组分离子与离

子对试剂离子形成中性的离子对化合物

后，在非极性固定相中溶解度增大，从

而使其分离效果改善。

凝胶色谱：根据溶质分子大小不同从而

达到分离的目的。

仪器构造气路系统高压输液泵

进样系统梯度洗提控制器

分离系统进样装置

检测系统色谱柱

记录系统记录仪

应用及分低沸点，弱极性沸程宽，中高极性

离的物质

正相色谱法（NPC）和反相色谱法（RPC）比较

项目正相反相

固定相极性高一＞中中一低

流动相极性低T中中T高

组分洗脱顺序极性小的先出极性大的先出

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四、吸收光谱法

第一节概述

紫外可见分光光度法是根据溶液中物质的分子或离子对紫外-可见光谱区的辐射能的吸

收来研究物质的组成和结构及含量的分析方法。

即，紫外■■可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200~780nm光谱区的辐射来进行分

析测定的方法。它是光学分析法的一种。具有较高的灵敏度和准确度，检出限可达10-7g/ml,

相对误差通常为1%〜5%。

一、电磁辐射和电磁波谱（P53）

二、紫外-可见吸收光谱

1.紫外-可见吸收光谱的产生

当辐射通过气态、液态或固态物质时，物质的分子选择性的吸收辐射，产生紫外-可见吸收

光谱。

分子吸收光谱的分类：

分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序AC电〉

AE电=1~20ev<->2=0.06~1.25”“=>紫外-可见吸收光谱

=0.05~lev―2=25-1.25〃”=红外吸收光谱

AE转=0.005~0.05ev―2=250~25pm=>远红外吸收光谱

紫外-可见吸收光谱的产生：

由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生。

（吸收能量=两个跃迁能级之差）

2.分子吸收光谱及其特征

吸收曲线（吸收光谱）：让不同波长的单色光依次照射溶液，测量每一波长处的吸光度，以

波长（入）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标作图，可得吸光度随波长变化的曲线，称为吸

收曲线或吸收光谱。

分子吸收光谱的形状取决于分子的内部结构，不同分子的内部结构不同，吸收光谱不同。

因此，分子吸收光谱是物质定性的依据。在定量分析中，通过吸收光谱选择测定波长，一般

选用入max为测定波长，此时测定的灵敏度最高。

第二节光的吸收定律

一、Lambert-Beer定律：吸收光谱法基本定律（结合P54~P56）

描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系

1.透光率和吸光度

当一束平行单色光通过溶液时，一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被容器表面反

射。

设入射光强度为/。，吸收光强度为却透射光强度为A.反射光强度为%则，，=/，+/，+，，

-13-

/.

图4-4溶液对光的吸收

在吸收光度分析中，通常将待测溶液和参比溶液分别置于同样材料和厚度的容器中，让

强度为/＜）的单色光分别通过两个容器，再测量透射光强度。这样，反射光的强度基本相同,

其影响可以互相抵消，则：

透射光强度与入射光强度之比称为透光率（transmittanceT表示：

T=L

/（）

实践证明，溶液对光的吸收程度与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有关.

如果保持入射光不变，则溶液对光的吸收程度只与溶液浓度和液层厚度有关，即:

A：吸光度

K-.吸光系数

b：液层厚度

c：溶液浓度

当c—定时，A0cbLambert*slaw

当b—定时，A8cBeer'slaw

Lamber-Beer定律的适用条件：

1）入射光为单色光

2）溶液是均匀的稀溶液

3）该定律适用于固体、液体和气体样品

在同一波长下，各组分吸光度具有加和性应用：多组分测定

2.吸光系数K

吸光系数的物理意义：单位浓度、单位厚度的吸光度。即：

K=—

be

1）K与组分性质，温度，溶剂，入有关，当组分性质、温度和溶剂一定，K=常数（入）

2）不同物质在同一波长下K可能不同，同一物质在不同波长下K・一定不同

3）K],物质对光吸收能力定量测定灵敏度T，K与物质的本性、溶剂和入射光的波长

有关,即：

①物质不同，K不同，是物质的特性常数。

②溶剂不同，同一物质的K不同，所以应注明溶剂。

③入不同，同一物质的吸收系数也不同，所以吸收系数应注明波长；

④定量分析中用K评价分析方法的灵敏度，K越大，表示测定的灵敏度越高。所以，在方

法研究中，应选择最佳实验条件，使K尽可能的大，以提高方法的灵敏度。

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二、影响光吸收定律的因素

1.与仪器有关的因素（光学因素）

非单色光的影响、杂散光的影响：

2.与试样溶液有关的因素（化学因素）

待测组分浓度的影响、体系不均匀的影响（光散射的影响）、待测溶液中发生化学反应、杂

质的影响

第三节紫外一可见分光光度计（请看书P58〜P62）

紫外-可见分光光度计的类型很多，但其原理基本相似。一般由五部分构成，即：光源、

单色器、吸收池、检测器、显示系统（信号显示装置）。

第四节分析条件的选择

一、显色反应条件的选择

在可见光区进行测定，如果待测物本身有色，可直接进行测定；如果待测物无色或颜色

较浅，则通过显色反应使待测物成为在可见区有吸收的物质。能与无色物质反应生成有色物

质的试剂称为显色剂，生成有色物质的反应称为显色反应。

常见的显色反应有配位（应用多）、氧还、重氮一偶联反应等。

（-）对显色反应的要求

1.反应物的组成恒定，有确定的化学计量关系。

2.生成的有色物应具有一定的稳定性，在测量过程中吸光物质的吸光度无变化。

3.生成的有色物应具有较高的灵敏度。

4.有色化合物和显色剂颜色差别明显，使显色测定时试剂空白小。

5.选择性好，干扰小或干扰易消除。

为了满足以上要求，必须控制反应条件。

（二）显色反应条件的选择

1.显色剂的用量

2.溶液的pH值

溶液的酸度直接影响显色剂的颜色、浓度、显色反应和生成物的颜色等。

3.显色温度

待测溶液与标准溶液的温度要尽量一致，有时要用恒温水浴控温。

4.显色时间

5.干扰物的影响

二、测定条件的选择

（）测定波长的选择

一般选择最大吸收波长作为测定波长，此处吸光度最大，灵敏度最高，且在此波长附近,

吸光度随波长变化最小，测定精密度高。

测定条件包括测定波长、狭缝宽度、吸光度读数范围和参比溶液。

但若最大吸收波长出有干扰，应避开。波长的选择原则：“吸收大，干扰小”。

（二）吸光度读数范围的选择

A0.2~0.8

光度误差——在不同的吸光度范围内读数，可引入不同程度的误差，这种误差通常以单

位百分透光度引起的浓度相对误差来表示，称为光度误差。因此，为了减小测量误差，通常

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通过控制溶液浓度或选择比色皿的规格，将吸光度控制在0.2〜0.8范围内。

当A<0.2时，选厚度大的吸收池；或进行浓缩，或增大取样量。

当A>0.8时，可采用稀释溶液，或采用较薄的吸收池。

（三）空白（参比）溶液的选择：

在用分光光度计测定吸光度时，常使用参比溶液或称空白溶液。

空白溶液-溶剂空白、试剂空白、样品空白、平行操作空白

参比池〈•光.”科一皮幽样品池

空白溶液+参比池岁节棒拿=0,T=100%

样品溶液+样品池------->4样

A样-A.=4样，（扣除本底后的样品吸光度）

其作用是调节吸光度零点、抵消溶液中其它组分、吸收池和溶剂对光的吸收，抵消试

剂（包括显色剂）或样品基体所引起的干扰。

正确选用空白溶液，对提高分析的准确度非常重要。常用的参比有：

（1）溶剂空白：当溶液中只有待测组分有吸收，试剂（包括显色剂）和样品中的其它成分

均无吸收时，可用溶剂作空白溶液，简称溶剂空白。

（2）试剂空白：显色剂或其它试剂有吸收，按显色反应相同的条件，不加样品，同样加入

各种试剂和溶剂作为空白溶液，称为试剂空白。

（3）样品空白：样品基体有色，显色剂与样品基体不显色。按显色反应相同的条件，取同

样量的样品溶液，不加显色剂，作为空白溶液，称为样品空白。这种空白适用于样品溶液中

有吸收干扰的共存组分，且显色剂无吸收的情况。

（4）平行操作空白：用不含待测组分的样品，在相同条件下，与待测样品同时进行处理，

此称为平行操作空白。这种空白常被当作一个样品溶液来处理，所测得值称为空白值。最后

结果应从样品测得值中减去此空白值。可消除分析过程中引入的干扰物质。

第五节分光光度法的定性和定量分析方法

一、定性分析

测定并绘制吸收曲线，和标准品的吸收曲线或标准谱图对照。

吸收光谱的形状、吸收峰的数目、吸收峰的位置（波长）、吸收峰的强度、相应的吸光

系数上述各项特征均相同，可能为同一种物质。光谱定性有一定的局限性，主要是分辨率不

高，在得到相同的吸收光谱时，应考虑并非同一物质的可能性，而两种纯化合物的吸收光谱

有明显差别时.，可肯定两化合物不同。

二、纯度检测

绘制吸收曲线，看是否有杂质峰。

三、定量分析*

（-）单组分的定量方法

1.标准曲线法

前提：固定仪器和测定条件。

2.直接比较法：外标一点法

过程：2一定T分别测定4样和4标

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施甫A

外标一点法定量示意图

（-）多组分的定量方法

双波长分光光度法

定量依据：A&=Aa+Ah+Ac+-••

两组分吸收光谱不重叠（互不干扰）

两组分在各自入max下不重置一分别按单组分定量

图4-17笠吸收双波长测定法示意图

（1）消士测定&<2>mtb.测定0

两组分吸收光谱重叠一常用双波长分光光度法的等吸收点法，测定多组分混合物中的某

个组分，因吸收峰叠加，干扰严重，用此法可消除干扰，扣除其它组分的干扰吸收。

等吸收点法：测定b组分时，选择b组分的最大吸收波长作测定波长储，由b的峰顶

向横坐标作垂线与a吸收曲线的一侧相交，从相交点作横坐标的平行线与a吸收曲线的另一

侧相交，交点所对应的波长为参比波长他。在脑和他处分别测量吸光度Aj+b与人2.，

然后相减求4A。

在两波长处a组分的吸光度相等，b组分的吸光度差值与b组分的浓度呈正比。测组分

a时，可用相同的方法选择b组分具有等吸收的两个波长，消去b的干扰，测定a组分的浓

度。

五、原子吸收光谱法（P62〜P64）

第一节原子吸收分析原理

一、共振线

1.原子的能级与跃迁

吸收光谱：基态—第一激发态吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线）

发射光谱：激发态一基态发射出一定频率的辐射。产生共振吸收线（也简称共振线）

2.元素的特征谱线

1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同，基态T第一激发态：

跃迁吸收能量不同——具有特征性。

2）各种元素的基态-第•激发态，最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。

3）利用特征谱线可以进行定量分析。

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3.吸收峰形状

原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。

实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照射时，获得一峰形吸收（具有一定宽度）。

透射光强度4和吸收系数及辐射频率有关。

吸收峰变宽原因：

（1）照射光具有一定的宽度。

（2）多普勒变宽（温度变宽）AVD

（3）劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽（碰撞变宽）AVL

由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。

劳伦兹变宽：待测原子和其他原子碰撞。

赫鲁兹马克变宽：同种原子碰撞。

4.积分吸收和峰值吸收

鸨丝灯光源和气灯，经分光后，光谱通带0.2nm。而原子吸收线的半宽度：10-3nm。如

图所示：

若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0.5%。灵敏度极差

若将原子蒸气吸收的全部能量，即谱线下所围面积测量出（积分吸收）。则是一种绝对

测量方法，现在的分光装置无法实现。

"*^70“皿

2X101ran

--

连续光源口与原子吸收线费

的通带宽度对比示意图

5.锐线光源

在原子吸收分析中需要使用锐线光源。

何为锐线光源？

（1）光源的发射线与吸收线的V。一致。

（2）发射线的Av“2小于吸收线的AV1/2O

空心阴极灯：可发射锐线光源。

第二节原子吸收光谱仪及主要部件（书P62〜P63）

第三节原子吸收光谱干扰及其抑制★

一、光谱干扰

待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类干扰主要来自光源和原子化装置,

主要有以下儿种：

1.在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线

调整：可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰。

2.空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射

调整：换用纯度较高的单元素灯减小干扰。

3.灯的辐射中有连续背景辐射

调整：用较小通带或更换灯;

二、物理干扰

试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰效应，主要影响试样喷入火焰的速度、

雾化效率、雾滴大小等。

可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来消除。

三、化学干扰

指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应。主要影响到待测元素的原子

化效率，是主要干扰源。

1.化学干扰的类型

（1）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子减少。

例：a、钻、硅、硼、钛、被在火焰中易生成难熔化合物

b、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。

（2）待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸收，总吸收强度减弱，电离电位％eV

的元素易发生电离，火焰温度越高，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。

2.化学干扰的抑制

通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑制或减少化学干扰：

（1）释放剂一与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。

例：锢和偶可有效消除磷酸根对钙的干扰。

（2）保护剂一与待测元素形成稳定的络合物，防止干扰物质与其作用。

例：加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根与钙作用。

（3）饱和剂一加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳定。

例：用N2O—C2H2火焰测钛时，在试样和标准溶液中加入300mgL-l以上的铝盐，使铝

对钛的干扰趋于稳定。

（4）电离缓冲剂一加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制待测元素的电离。

第四节分析条件的选择与定量分析方法

一、分析条件的选择

1.灵敏度

灵敏度（S）：指在一定浓度时,测定值（吸光度）的增量（AA）与相应的待测元素浓

度（或质量）的增量（Ac或Am）的比值：Sc=AA/Ac或Sm=AA/Am

2.检出极限

在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经

若干次（10-20次）重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。

3.测定条件的选择

（1）分析线

一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线。

（2）通带（调节狭缝宽度）

无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带，反之（如测过渡及稀土金属），

宜选较小通带。

（3）空心阴极灯电流

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在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较低的电流。

(4)火焰

依据不同试样元素选择不同火焰类型。

(5)观测高度

调节观测高度(燃烧器高度)，可使元素通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观

测稳定性好。

二、应用

1.头发中微量元素的测定

2.水中微量元素的测定

3.食品中微量元素的测定

三、定量分析方法

1.标准曲线法

2.标准加入法

取若干份体积相同的试液(ex),依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液(C。)，定

容后浓度依次为：Cx>Cx+c(j，Cx+2c(>,Cx+3q>,Cx+4co...

分别测得吸光度为:Ax，A|,Ai,A3,A4.........

以A时浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。

标准曲线法标准加入法

优点操作方便克服标准溶液与样品溶液因差异引起的

误差，避免样品基体对实验结果的影响

缺点不能克服标准溶液与样品溶液因差异引起不能直接测定浓度较大的样品

的误差，不能避免样品基体对实验结果的

影响

六、分子荧光分析法

(一)荧光分析法概述

光致发光：吸收某种波长的光后发射出比吸收波长更长的光的现象。(荧光和磷光)

荧光光谱一定性分析荧光强度一定量分析

荧光分析的分类

分析对象原子荧光分析分子荧光分析

激发光波长范围紫外-可见荧光分析/红外荧光分析/X射线荧光分析

一、荧光分析法的基本原理

1.单重态与三重态

单重态(S)：总自旋量子数s=l/2+(-l/2)=0；多重性M=2s+l=l

三重态(T)：s=1/2+1/2=1；M=2s+1=3

2.激发态分子返回基态的途径：

①振动弛豫：在溶液中，处于激发态的溶质分子间发生碰撞，把部分能量以热的形式迅速

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传递给溶剂分子(环境)，在1043~10一%时间回到同一电子激发态的最低振动能级。

②内部能量转换：当激发态S2的较低振动能级与S1的较高振动能级的能量相当或重叠时，

分子有可能从S2振动能级以无辐射方式过渡到S1的能量相等的振动能级上，这一无辐射过

程称为“内转换”，其过程也发生在三线激发态的电子能级间。

③荧光发射：当激发态的分子通过振动弛豫T内转换一振动弛豫到达第一单线激发态的最低

振动能级时，第单线激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射(光子)跃回到基态的不

同振动能级，此过程称为“荧光发射”。

④外部能量转换：激发态分子与溶剂分子或其他溶质分子相互作用(如碰撞)而已非辐射形

式转移掉能量回到基态的过程称“外转换”。

⑤体系间跨越：当电子单线激发态的最低振动能级与电子三线激发态的较高振动能级相能级

相重叠时，发生电子自旋状态改变的S-T跃迁，这一过程称为“系间跨越”。

⑥磷光发射：当一电子三线激发态最低振动能级的分子以发射辐射(光子)的形式回到基态

的不同振动能级，此过程称为“磷光发射”。

荧光和磷光的主要区别

发光机制实验现象

荧光单重态一单重态激发光停止照射T荧光立即消失

磷光三重态T单重态激发光停止照射一磷光仍将延续一段时间

3.激发光谱与发射(荧光)光谱

激发光谱(excitationspectrum)：F〜入ex

荧光光谱(fluorescencespectrum)：F~Xem

a：激发光谱；b：荧光光谱

荧光光谱的特征

1.斯托克斯位移(StokesShi")：荧光发射波长总是大于激发光波长

2.荧光光谱的形状与激发波长无关

3.荧光光谱与激发光谱呈镜像关系

4.荧光寿命和荧光效率一一荧光物质的两个重要发光参数

荧光寿命(fluoressncelifttimeir)：当激发光停止照射时，分子的荧光强度降低到激发时最大

荧光强度的1/e所需的时间。

荧光效率(fluorescenceefficiency)即荧光量子产率(fluorescencequantumyield)

发射荧光的光子数

♦一吸收激发光的光子数

5.物质分子能发射荧光的两个必要条件

①有强的紫外-可见吸收

②有一定的荧光效率

n—兀*弱吸收，体系间跨越儿率大，荧光较弱，意义不大。

兀T7T*共辄双键，K带强吸收，荧光效率高，荧光强度强。

6.有机化合物分子结构与荧光的关系

①长共毓结构(芳香环、稠环或杂环)

共朝系统T—CPfT—九ex、脑nT

②分子的刚性和共平面性

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共宛系统的刚性和共平面性T-(PfT

金属离子络合增加分子刚性和共平面性

③取代基

供电子基：-NHz、-OH、-NHR、-NR2、-CN

一帽，Ft

吸电子基：-NO?、-COOH、-NHCOCE、

-C=O、-NO、-SH、-X

-tpfl，Fl，甚至荧光熄灭

-R、-SO3H、-NH3+一对<pf无影响

7.影响荧光强度的外界因素

温度T1-FT

溶剂

极性f—cpfT-FT—M

粘度分子间碰撞几率T-F1

含重原子(CBQ、CH3cH2I)一F1

形成氢键TSI*(V=0)分子1—F1

pH值弱酸、弱碱

pH<2pH7~12pH>13

8.荧光熄灭剂

荧光熄灭(荧光猝灭)：由于荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子碰撞而引起荧光强度

降低或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象。

荧光熄火剂(quenchingmedium)：引起荧光熄火的物质。如卤素离子、重金属离子、氧分子

以及硝基化合物、重氮化合物、琰基、竣基化合物均为常见的荧光熄灭剂。

引起荧光熄灭的原因

碰撞一损失能量

作用->不发光物质

重原子Br/I—>体系间踏越一>三重态

溶解。2-荧光物质氧化/。2顺磁性一体系间跨越一三重态

荧光自熄灭：荧光物质浓度超过1§/1时-，增加荧光分子间碰撞几率而产生的荧光熄灭现象。

(浓度限量lpg-lmg/ml)

荧光熄灭法(fluorescencequenchingmethod)：利用荧光物质荧光强度的减弱与荧光熄灭剂的

浓度呈线性关系测定荧光熄灭剂含量的方法。

9.散射光

散射光(scatteringlight)：由于光子与物质分子相互碰撞，使光子的运动方向发生改变而向不

同角度散射。

瑞利光(Reyleighscatteringlight)：弹性碰撞，不发生能量交换，仅改变光子运动方向，波长

及频率不变。

拉曼光(Ramanscatteringlight)：非弹性碰撞，发生能量交换，光子的运动方向和波长、频率

均发生改变。

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10.荧光定量分析

荧光测定方向：激发光源垂直方向，避免透射光干扰。

荧光定量分析的依据——F与C的关系

ECl<0.05-^F=2.3KIoECl=KC

荧光分析法仅适用于稀溶液的测定

满