流動注射的基本原理
流動注射分析儀的原理是先將液體樣品注入到一流動的、非間隔連續(xù)載流由適當液體構(gòu)成中,注入的樣品形成一個帶,被傳送到檢測器。
檢測器連續(xù)地記錄由于樣品通過流通池而引起吸光度、電極電位或其他物理量的變化。
當流體在流動注射分析儀通道中運動時進行著復(fù)雜的物理與化學(xué)過程。
流動注射分析是上述三條原理的組合即樣品注入、注入樣品帶的受控分散、樣品帶從注入口流到檢測器的可重現(xiàn)的時序。
由于試樣溶液在嚴格控制的條件下在試劑載流中分散,因而,只要試樣溶液注射方法、在管道中存留時間、溫度和分散過程等條件相同,在非反應(yīng)平衡狀態(tài)下就可以按照標準對比法,測定試樣溶液中被測物質(zhì)的濃度。這是流動注射區(qū)別于其它分析方法的一個明顯的特征,也是能獲得較高分析速度的原因。
定量原理
峰高定量原理,可見光透過流通池,有色生成物吸收其光子能量,使光能量降低,光子掃一在光電池上,將光能變?yōu)殡娔?,產(chǎn)生電壓,光能越高,電壓越高,當沒有樣品的載流通過流通池時,沒有有色生成物生成,光的透過率最高,相應(yīng)的電壓值最高,以此為基線。
當含有樣品時,有有色生成物生成,光的透過率降低,相應(yīng)的光電壓值也降低,這種電壓值的高低和樣品濃度的高低有著十分好的對數(shù)性關(guān)系。
我們可以將電壓值視同為透過率值,通過對數(shù)轉(zhuǎn)換成吸光度值,而值和有顏色的生成濃度值有著很好的線性關(guān)系。在記錄的校正曲線圖中,得到的是負向峰狀圖形。由郎伯比爾定律,當一束平行的單色光通過溶液時,溶液對光的吸光度A與溶液的濃度c和液層厚度l的乘積呈正比。
A或T意義表示溶液對光的吸收程度大小。A值大,或T值小,表不溶液對光的吸收程度大,即投射光強小。
吸光系數(shù)k:與溶液性質(zhì)、溶劑種類、入射光波長、溫度有關(guān),而與溶液濃度和液層厚度無關(guān)。
流動注射的系統(tǒng)
流動注射系統(tǒng)由泵、閥、混合圈、管道、檢測器等組成。
泵常用蠕動泵和注射泵兩種。
蠕動泵由驅(qū)動電機、泵頭、壓蓋或帶、壓力調(diào)節(jié)裝置和泵管幾部分組成。常用的電機有同步電機、可逆電機和步進電機。泵頭由滾柱組成的滾輪,要求用耐磨和耐腐蝕材料精密加工制成。滾輪與電機的轉(zhuǎn)軸要求嚴格同心。壓蓋分為多道一體式、分道式和壓帶式。前兩種對壓蓋的曲率要求很高。壓力調(diào)節(jié)裝置要求易調(diào)和調(diào)后不自行變化。泵管最常用的是聚氯乙烯,又稱泵管和硅橡膠泵骨。蠕動泵的工作原理是泵管在泵頭和壓蓋之間連續(xù)受到擠壓,使泵管具有吸液和輸液的功能。流速是由泵頭的轉(zhuǎn)速、泵管的內(nèi)徑和壓蓋的壓緊程度決定的。蠕動泵價格比較便宜,能滿足的要求。目前最常采用的就是蠕動泵,但它只適用系統(tǒng)壓力比較小的情況。
對于流速要求高以及系統(tǒng)壓力比較大的情況,多數(shù)選用注射泵。其基本結(jié)構(gòu)是固定在支架上的螺旋桿由步進電機驅(qū)動,螺旋桿后退時帶動注射器活塞后退,吸取液體反之將吸入的液體推到管路中去。由于螺旋桿在電機的驅(qū)動下做勻速轉(zhuǎn)動,所以可獲得極其穩(wěn)定的流速,并可承受較大的壓力,其缺點是價格高,且只能帶動一個流路。
單道注入閥
通常指六孔二槽旋轉(zhuǎn)閥,雙層結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子上有3個溝槽,等距離分布在一個同心圓上,槽的長度是同心圓周長的1/6。在定子上有6個可連接管道的孔,與轉(zhuǎn)了上槽的兩端相通。將兩個相對的孔連接成采樣環(huán),閥的一側(cè)是試樣入口和廢液出口另一側(cè)是試劑載液入口和通向檢測器的出口,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角為60°,通過注入閥的旋轉(zhuǎn)將樣品帶“切入”到流路當中。除了六通閥以外,還有兩通、二通、四通、八通、十通等,可以根據(jù)不同的流路設(shè)計要求選用,連接方法極其靈活,可以滿足各種系統(tǒng)的需要。
注入閥的凹槽位于閥的可轉(zhuǎn)動部分,在采樣狀態(tài),凹槽將樣品流入管路、樣品流出管路以及定量采樣環(huán)連通,樣品經(jīng)過凹槽流入采樣環(huán),充滿采樣環(huán)后經(jīng)另一個凹槽流出,完成定量采樣。將注入閥的可轉(zhuǎn)動部分旋轉(zhuǎn)至注入狀態(tài),此時凹槽連通了試劑流入管路、試劑流出管路及采樣環(huán),在采樣狀態(tài)中充滿采樣環(huán)的樣品便被“切入”到試劑的流路當中,隨之被帶入到反應(yīng)管中,完成一次采樣過程。
應(yīng)盤管(又稱混合圈或反應(yīng)圈)
反應(yīng)盤管是樣品通過注入閥注入到試劑流路之后,于試劑發(fā)生混合并進行化學(xué)反應(yīng)的場所。一般多采用內(nèi)徑為0.5或0.8mm的聚四氟乙烯管盤繞而成,繞成圈形有利于增加徑向擴散,減少軸向擴散,即增加樣品和試劑的混合程度,并盡量不增加樣品在載流液中的分散,圈徑小則徑向擴散增大有利于樣品與試劑的混合。結(jié)果比由同樣的直管得出的峰要對稱一些,高一些,并窄一些,盤得越緊,這種效應(yīng)越明顯。根據(jù)具體的試驗要求,盤管的長度一般從幾十厘米到幾米不等。
檢測器
流動注射分析中常用的檢測手段有吸光光度法、濁度法、化學(xué)發(fā)光法、熒光法、第章流動注射分析原理簡介原了吸收光譜法、火焰光度法、離了選擇電極法和伏安法等。
檢測方法所用的檢測器基本上分為光學(xué)檢測器和電化學(xué)檢測器兩大類?,F(xiàn)在常用的是光學(xué)檢測器,其中,應(yīng)用最多的是帶有流通池的分光光度法計。