1.2　仪器分析方法的分类

现代仪器分析方法，大致可以分为以下几类：

（1）电化学分析法

电化学分析法的基本原理是将待分析的试样制成溶液，构成化学电池的一个组成部分，然后通过测量试样溶液所构成化学电池（电解池或原电池）的电化学性质（电导、电位、电量、电流等），从而求得物质的组成和含量。根据所测化学电池物理量的不同，又可将电化学分析法分为电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法和伏安分析法（极谱分析法）等。各种电化学分析法的特点和用途见表1-1。

（2）色谱分析法

最早期的色谱分析方法是20世纪初（1906年）俄国植物学家茨维特（Tsweh）创立的，他在研究植物叶色素成分时，将颗粒状的碳酸钙填充在一直玻璃管中，然后将植物叶的石油醚浸取液由柱顶端加入，再加入纯石油醚进行淋洗。由于碳酸钙对植物中各种色素的吸附能力的差异，使各种色素在柱中相互分离，形成了不同颜色的谱带，色谱之名也就由此而来。在茨维特的这个实验过程中，将玻璃管称为色谱柱，装在管内的碳酸钙称作固定相，沿固定相流动的液体石油醚叫流动相，植物叶就是被分析的混合物。经过100多年的发展，将这种分离技术与适当的检测手段相结合，就构成了现代各种色谱分析方法。由于色谱分析的基本原理是基于待分析样品中的各种组分与固定相、流动相之间的相互作用不同，通过分层分离进行分析的，所以这种方法也称为层析法。

目前，色谱分析法已成为应用最广泛的分析方法，占所有分析方法的30％左右，能完成这种分析工作的仪器——色谱仪，也已构成了一个大家族。一般按固定相和流动相的状态不同，将色谱分析法分为两类：流动相为气体的称为气相色谱；流动相为液体的称为液相色谱。具体分类方法如图1-1所示。

色谱分析法的最大特点是该法具有高超的分离能力。在色谱分析过程中，不仅可以进行常规的定性、定量分析，而且与其他辅助手段相结合还可以得到纯物质，因此，这种方法的应用范围极广，几乎可用于所有化合物的分离和测定，无论是有机物、无机物、低分子或高分子化合物，甚至有生物活性的生物大分子也可以进行分离和测定；另外，这种方法分析速度快、样品用量少、灵敏度高、分离和检测可以一步完成；此外还可以和多种波谱仪器联用，提高分析效率。

（3）光学分析法

光学分析法是基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。所谓电磁辐射，就是从射线（X射线）到无线电波所有范围的电磁波与物质的相互作用，其作用方式有：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等。

光学分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位。根据电磁辐射与物质作用效果的不同，将光学分析法分为原子光谱法、分子光谱法和非光谱法。

原子光谱法（线性光谱）最常见的有：基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱法（AAS）、原子发射光谱法（AES）和原子荧光光谱法（AFS）；基于原子内层电子跃迁的X射线荧光光谱法（XFS）以及基于原子核与射线作用的穆斯堡谱法。

分子光谱法（带状光谱）最常见的有：基于分子轨道中电子能级跃迁的紫外光谱法（UV）；基于分子中振动、转动能级跃迁的红外光谱法（IR）；基于分子吸收紫外、可见光辐射后发射荧光的分子荧光光谱法（MFS）；基于分子吸收紫外、可见光辐射后发射磷光的分子磷光光谱法（MPS）；基于有机化合物分子中的质子吸收射频的核磁共振与顺磁共振（N）等。

非光谱法不涉及能级跃迁、电磁辐射与物质作用时的能级跃迁，仅改变传播方向等物理性质，如偏振法、干涉法、旋光法等。

表1-2和表1-3分别列出了一些吸收光谱和发射光谱的方法名称、作用物质和检测讯号。

（4）其他仪器分析方法

除上述三类仪器分析方法外，常用的仪器分析方法还有：基于物质分子被高能电子打碎后形成的碎片离子质荷比进行结构分析的质谱法；基于化学反应速率进行分析的动力学法；基于物质热性质进行分析的差热分析法、示差扫描量热法、热重量法、测温滴定法以及基于物质放射活性的同位素分析法等。