光谱、质谱、色谱、波谱究竟哪个最有用？

王中泰

光谱、质谱、色谱、波谱究竟哪个最有用？

         

  在检测领域，有四大名谱，分别为色谱、光谱、质谱、波谱，四大名谱都有各自的优缺点，为了能够最大限度的发挥每种分析仪器的最大优势，可将两种或三种仪器进行联用来分析样品，联用技术能够克服仪器单独使用时的缺陷。是未来分析仪器发展的趋势所在。

         

四大名谱简介质谱：分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。

色谱：

  是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。

         

光谱：

  定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。

         

波谱：

  通常指四大波谱，核磁共振（NMR）,物质粒子的质量谱-质谱（MS）,振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman）,电子跃迁-紫外（UV）。

一、光谱分析法

光谱法的优缺点

（1）分析速度较快：

  原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果。
（2）操作简便：

  有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。在毒剂报警、大气污染检测等方面，采用分子光谱法遥测，不需采集样品，在数秒钟内，便可发出警报或检测出污染程度。
（3）不需纯样品：

  只需利用已知谱图，即可进行光谱定性分析。这是光谱分析一个十分突出的优点。
（4）可同时测定多种元素或化合物　省去复杂的分离操作。
（5）选择性好：

可测定化学性质相近的元素和化合物。如测定铌、钽、锆、铪和混合稀土氧化物，它们的谱线可分开而不受干扰，成为分析这些化合物的得力工具。
（6）灵敏度高：

  可利用光谱法进行痕量分析。目前，相对灵敏度可达到千万分之一至十亿分之一，绝对灵敏度可达10-8g~10-9g。
（7）样品损坏少：  可用于古物以及刑事侦察等领域。
         

   随着新技术的采用（如应用等离子体光源），定量分析的线性范围变宽，使高低含量不同的元素可同时测定。还可以进行微区分析。局限性：  光谱定量分析建立在相对比较的基础上，必须有一套标准样品作为基准，而且要求标准样品的组成和结构状态应与被分析的样品基本一致，这常常比较困难。

二、质谱分析法

质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也有很大的不同。从应用角度，质谱仪可以分为下面几类：
         

有机质谱仪：由于应用特点不同又分为：
① 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)
在这类仪器中，由于质谱仪工作原理不同，又有气相色谱-四极质谱仪，气相色谱 质谱-飞行时间质谱仪，气相色谱-离子阱质谱仪等。
         

② 液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)
同样，有液相色谱-四级杆质谱仪，液相色谱-离子阱质谱仪，液相色谱-飞行时间质谱仪，以及各种各样的液相色谱-质谱-质谱联用仪。
         

③　其他有机质谱仪，主要有：
基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI-TOFMS)，傅里叶变换质谱仪(FT-MS)
   

     

无机质谱仪包括：
① 火花源双聚焦质谱仪。
② 感应耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。
③ 二次离子质谱仪(SIMS) 但以上的分类并不十分严谨。因为有些仪器带有不同附件，具有不同功能。例如，一台气相色谱-双聚焦质谱仪，如果改用快原子轰击电离源，就不再是气相色谱-质谱联用仪，而称为快原子轰击质谱仪(FAB MS)。另外，有的质谱仪既可以和气相色谱相连，又可以和液相色谱相连，因此也不好归于某一类。在以上各类质谱仪中，数量最多，用途最广的是有机质谱仪。
         

  除上述分类外，还可以从质谱仪所用的质量分析器的不同，把质谱仪分为双聚焦质谱仪，四级杆质谱仪，飞行时间质谱仪，离子阱质谱仪，傅立叶变换质谱仪等。

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三、色谱分析法