2.8　常用分析儀器

2.8.1　紫外-可見分光光度計

2.8.1.1　基本結構

分光光度計根據其工作波段的不同，可分為可見分光光度計（360～800nm）和紫外-可見分光光度計（200～800nm）。如常用的721、722S型等可見分光光度計，751、752、759型等紫外-可見分光光度計，主要用于定量分析。在結構分析中，目前，主要應用計算機控制的雙光束自動記錄式分光光度計。圖2-39～圖2-41分別為721型、722S型可見分光光度計和759型等紫外-可見分光光度計。

2.8.1.2　使用方法

（1）722S型分光光度計的使用方法　722S型分光光度計（見圖2-40）是在可見光譜區域內使用的一種單光束型儀器，工作波長范圍為360～800nm，以鎢絲白熾燈為光源，棱鏡為單色器，采用自準式光路，用真空光電管作為光電轉換器，以場效應管作為放大器，微電流用數字顯示。操作步驟如下。

①預熱　開啟電源，指示燈亮，儀器預熱30min。

②調零和100%T　打開試樣室蓋（光門自動關閉），按“0%”鍵，即能自動調整零位，數字顯示為“00.0”；用比色皿架將蒸餾水（參比溶液）處于光路，蓋上試樣室蓋，按下“100%”鍵，即自動調整100%T，數字顯示為“100.0”，一次有誤差時可加按一次；調整100%T時，儀器自動增益系統重調可能影響0%T，調整后請檢查0%T，如有變動，可重調0%鍵一次。

預熱后，連續幾次調整“0%”和“100%”，儀器即可進行測定工作。

③調整波長　用儀器上的唯一旋鈕，調整測試波長，垂直觀察讀出旋鈕左側顯示窗口的波長數值。儀器采用機械聯動切換濾光片裝置，當旋鈕轉動經過480～1000nm 時會有輕微金屬摩擦聲，屬正?，F象。如大幅度改變測試波長，在調整“0%”和“100%”后稍等片刻待穩定后，重新調整“0%”和“100%”即可工作。

④確定濾光片位置　儀器備有減少雜散光、提高340～380nm波段光度準確性的濾光片，位于樣品室內部左側，用撥桿調節。當測試波長為340～380nm內，需做高精度測試時，可將撥桿推前（見機內印字指示）；通常不用此濾光片，可將撥桿置400～1000nm位置。如在380～1000nm測試，誤將撥桿置340～380nm，則儀器出現不正?，F象（如噪聲增大，不能調整100%T等）。

⑤改變標尺　儀器設有四種標尺，即透射比、吸光度、濃度因子及濃度直讀。各標尺間的轉換用“模式”鍵操作，并由“透射比”、“吸光度”、“濃度因子”及“濃度直讀”指示燈分別指示，開機始態為“透射比”，每按一次順序循環。

⑥測定溶液的吸光度步驟

⑦直接使用濃度直讀功能　當分析對象的規程比較穩定、標準曲線過原點的情況下，可采用濃度直讀法定量，本法只需配制一種濃度為定量濃度范圍2/3左右的標液即可，步驟如下：

⑧直接使用濃度因子功能　如按步驟⑦，置標尺于“濃度因子”，顯示窗口顯示的數字即為標液的濃度因子，記錄這一因子數，則在下次開機測試時不必重復測標液，只需重輸這一因子即可直讀濃度，步驟如下：

⑨注意事項　清潔儀器外表時，勿使用乙醇、乙醚等有機溶劑。不用時，加蓋防塵罩。比色皿每次使用后，應用石油醚清洗，用鏡頭紙輕拭干凈，存于比色皿盒中備用。

（2）GBC 916型紫外-可見分光光度計的使用步驟

①啟動計算機，按下紫外-可見分光光度計的主機開關，啟動UV程序，進入界面，選擇“GENERAL”，再選擇“Manual λ Scan”。

②設置參數：設置掃描范圍、掃描速度及步長。

③基線掃描：將兩個比色皿加入參比溶液，分別放入光路，即比色皿槽內，然后按F9-Baseline。

④樣品譜圖掃描：將靠外的比色皿加入待測溶液，然后放入光路，按F10-Scan得吸收光譜圖。

⑤譜圖分析：按F3-Graphics，將譜圖放大，按F7-Closs hair出現標尺線后找到特征吸收峰的波長及其對應的吸光度值。

⑥測定結束后退出UV程序，先關紫外-可見分光光度計的主機開關，再關計算機。

有關儀器其它功能的使用操作，請參照使用說明書中的相關內容。

2.8.2　紅外光譜分析儀

用于測量和記錄物質的紅外吸收光譜并進行結構分析及定性、定量分析的儀器，稱為紅外光譜儀（也稱紅外分光光度計）。

2.8.2.1　基本結構

紅外光譜儀有以棱鏡為色散元件的棱鏡分光紅外光譜儀，也稱第一代紅外光譜儀；以光柵為色散元件的光柵分光紅外光譜儀，又稱第二代紅外光譜儀。隨著近代科學技術的迅速發展，以色散元件為主要分光系統的光譜儀器在許多方面已不能完全滿足需要，例如這種類型的儀器在遠紅外區能量很弱，得不到理想的光譜，同時它的掃描速度太慢，使得一些動態研究以及和其它儀器（如色譜）的聯用遇到困難。隨著光學、電子學尤其是計算機技術的迅速發展，發展了干涉分光傅里葉變換紅外光譜儀，也稱第三代紅外光譜儀。

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）主要由邁克爾遜干涉儀和計算機兩部分組成，干涉儀將光源來的信號以干涉圖的形式送往計算機進行傅里葉變換的數學處理，最后將干涉圖還原成光譜圖。

圖2-42為傅里葉變換紅外光譜儀的結構圖。

紅外分光光度計的主要部件如下。

（1）光源　常用的光源有能斯特燈和硅碳棒兩種，它們都能夠發射高強度連續波長的紅外線，能斯特燈為?=3mm、L=2～5cm的中空棒或實心棒，由鋯、釔、鈰等氧化物的混合物燒結而成，兩端繞有鉑絲以及電極，加熱至800℃時變成導體，開始發光，因此工作前必須預熱。硅碳棒壽命長，發光面積大，室溫下為導體，不需加熱。

（2）吸收池　由于玻璃、石英對紅外線幾乎全部吸收，因此吸收池窗口的材料一般是一些鹽類的單晶，如NaCl、KBr、LiF，但它們易吸濕，引起吸收池的窗門模糊，需在特定的恒濕環境中工作。

（3）單色器　單色器由光柵、準直鏡和狹縫（入射狹縫和出射狹縫）組成，它的作用是把通過樣品池和參比池而進入入射狹縫的復合光分成“單色光”射到檢測器上。一般的紅外光譜儀使用衍射光柵，每厘米長度內約有一千條以上的等距線槽。

（4）檢測器　紅外光譜儀上使用的檢測器的檢測原理是利用照射在它上面的紅外線產生熱效應，再轉變成電信號加以測量。常用的檢測器有真空熱電偶、熱電熱量計等。

（5）放大器、機械裝置及記錄器　檢測器輸出微小的電信號，需經電子放大器放大。放大后的信號驅動梳狀光楔和電動機，使記錄筆在長條記錄紙上移動。

2.8.2.2　IR Tracer-100型傅里葉變換紅外光譜儀使用方法

圖2-43為IR Tracer-100型傅里葉變換紅外光譜儀的外觀示意圖。

①打開電源，啟動電腦，打開儀器主機開關（綠色）。

②雙擊IR　absolution圖標，打開軟件。點擊儀器——初始化——等待儀器初始化完成。

③制樣，固體樣用壓片機壓片，液體樣直接將樣品滴入液體池。

④設置保存路徑，設置儀器測量參數（如掃描范圍、掃描次數等）。將溴化鉀窗片放入樣品架，點擊背景掃描。將樣品放入樣品架，點擊測量——樣品掃描，得到樣品紅外光譜圖。

⑤點擊檢索——光譜檢索，從紅外光譜庫中比對紅外光譜圖。

⑥點擊文件——導出數據，將數據導出。

⑦關閉軟件，關閉主機、電腦。儀器自帶除濕功能，請勿拔下主機電源插座，保持儀器紅色開關燈亮。

⑧使用完畢應做好有關清潔整理工作，蓋上儀器防塵罩，登記儀器使用情況。

2.8.3　分子發光分析儀

特定光激發或化學反應產生的化學能激發導致分子或離子發光的現象稱之為分子發光。測定分子發光的儀器為分子發光分析儀。

2.8.3.1　基本結構

（1）熒光光度計　常用的熒光光度計的結構如圖2-44所示，由光源發出的激發光，經激發單色器色散，選擇最佳波長的光去激發樣品池內的熒光物質。熒光物質被激發后，將向四面八方發射熒光。但為了消除激發光及散射光的影響，熒光的測量不直接對著激發光源，所以采用激發光和發射光成直角的光路。經發射單色器色散后消除熒光液池的反射光、瑞利散射光、拉曼散射光以及其它物質產生的熒光干擾，使待測物質的特征熒光照射到檢測器上進行光電轉換，所得到的電信號經放大后由記錄儀記錄下來。

（2）LS 55型（PerkinElmer公司）分子發光光度計　LS 55型為多功能、可靠和易用的發光分光光度計，是LS 50B基礎上的改進型。結合一定的附件和軟件，可測定熒光、磷光、生物發光或化學發光。激發狹縫2.5～15nm，發射狹縫為2.5～20nm，脈沖式氙燈（壽命長，電源供應簡單，產生臭氧極少，不需長時間預熱；大大減少光解作用；每一脈沖間測定暗電流，增強弱熒光的測定）LS 55型分子發光光度計的外觀示意如圖2-45所示。

2.8.3.2　LS 55型分子發光光度計（以熒光測量為例）的使用方法

（1）開機順序　先打開總電源開關，然后啟動穩壓電源、不間斷電源，最后啟動計算機。

（2）預熱LS 55發光儀15min，然后啟動FLWINLAB程序，確認程序和發光儀接通。

（3）設置文件存儲路徑，確保只有專家模式（Expert mode）被選中，然后點應用菜單，選擇熒光、磷光或發光測定模式，選擇掃描選項，設置合適的參數（起始掃描波長Start，終止掃描波長End，最大發射波長Emission，激發單色器狹縫Ex Slit，發射單色器狹縫Em Slit和掃描速度Scan Speed）點綠燈或者Ctrl+R運行，等紅燈變為綠燈時，掃描結束后再進行下一輪操作。按實驗要求記錄相應參數及譜圖數據。

（4）實驗完成后，關機順序：先關閉FLWINLAB應用程序和計算機，然后關閉LS 55發光儀，再關閉不間斷電源和穩壓器電源，最后關閉總電源。

注意：①為保證氙燈壽命，不進行掃描譜圖或測定時，應將燈關閉。

②本機不允許任何與本機無關的程序運行。

2.8.4　原子吸收分析儀

用于測量和記錄待測物質在一定條件下形成的基態原子蒸氣對其特征光譜線的吸收程度，并進行定量分析的儀器，稱為原子吸收分光光度計。

2.8.4.1　基本結構

原子吸收分光光度計由銳線光源、原子化器、分光系統和檢測與記錄系統等部分組成。圖2-46為其結構示意圖。

（1）銳線光源　發射待測元素吸收的共振線。如空心陰極燈、無極放電燈等。

（2）原子化器　將試樣中的待測元素轉化為基態原子，以便對光源發射的特征譜線產生吸收。

（3）分光系統　將待測元素的分析線與其它干擾譜線分開，使檢測器只接收分析線。

（4）檢測與記錄系統　將分光系統分出的待測元素分析線的微弱光能轉換成電信號，經適當放大后顯示并記錄下來。

原子吸收分光光度計有單光束和雙光束兩種類型。單光束儀器具有裝置簡單、價格較低、共振線在外光路損失較少的特點。由于現代電子科學的發展，以前困擾人們的零漂（因光源強度變化而導致的基線漂移）問題也逐漸得到解決，因而單光束儀器應用較為廣泛。雙光束儀器用斬光器將光源輻射分成兩束，試樣光束通過原子化器中的樣品基態原子，參比光束不通過原子化器中的樣品基態原子，檢測器測定的是此兩光束的強度比，故光源的任何漂移都可由參比光束的同步變化而得到補償。

2.8.4.2　使用方法

原子吸收分光光度計種類及型號不同，使用方法也不盡相同。

（1）島津AA-7000型原子吸收分光光度計　AA-7000是島津研發的一款火焰石墨爐一體機原子吸收分光光度計，雙原子化器可自動切換。具有以下特點。

①配備了新開發的三維光學系統。測光系統在火焰測定時自動設定為光學雙光束，在石墨爐測定時自動設定為高通量，可最大限度地發揮各測定方法的設計性能。

②充實的火焰分析。雙光束系統，長時間穩定；氣體流量自動最優化；燃燒頭高度自動最優化。

③高靈敏度石墨爐分析。采用更加完善的光學系統與新設計的石墨爐，提高了石墨爐分析的檢測線，石墨爐測定鉛的檢出限可以達到0.05ppb（1ppb=1μg·L-1，下同）。

④先進的安全技術。AA-7000配備了振動傳感器，一旦檢測到振動，立刻自動熄滅火焰，不必擔心發生地震等強烈振動的情況。另外具備氣體檢漏等各種安全機構。

⑤雙背景校正系統。配備了自吸收法和氘燈法，可根據需要選擇最為合適的背景校正方法。

儀器外觀如圖2-47所示，下面將簡單介紹火焰法和石墨爐法的操作步驟。

火焰原子吸收操作如下。

①開氣　打開乙炔氣閥，調整到0.09～0.11MPa，打開空壓機，調整壓力0.35～0.40MPa。

②開機　打開主機電源，打開電腦。

③測定條件的設定

a.雙擊WizAArd圖標打開軟件，輸入ID口令admin，密碼空白，點擊確定。

b.點擊參數→元素選擇導向→選擇元素→選擇要檢測的元素、火焰法、普通燈（其它空白）→確定。

c.設定燈位→點擊燈位→設置好燈位置→燈座號選擇設置燈位置（1、2、3、4、5、6）→確定。

d.點擊下一步→標準曲線設定→選擇含量單位（ppb、ppm、ng·mL-1等）→確定。

點擊樣品組設定→選擇實際樣品含量（ppb、ppm、ng·mL-1等）→確定。

e.下一步→單擊［連接/發送參數］，連接（儀器連接，儀器自檢），儀器自動開始初始化。

f.儀器初始化通過后，按提示進行譜線搜索，譜線搜索通過后，即“譜線搜索”和“光束平衡”均為OK，點擊關閉譜線搜索界面。

g.在MRT編輯要做的空白（BLK）、標樣（STD，輸入標樣濃度值）、未知樣品（UNK）。

④點火　同時按下PURGE和IGNITE兩鍵，點燃火焰。點擊START開始做測試。

⑤關機　測定完后，空燒幾分鐘，再依次關閉乙炔氣、空氣壓縮機、主機、電腦。

石墨爐法操作如下。

①開氣　打開氬氣閥，調整到0.35～0.4 MPa，打開冷水循環機。

②開機　打開主機電源、石墨爐電源、自動進樣器電源、電腦。

③測定條件的設定

a.雙擊WizAArd圖標打開軟件，輸入ID口令admin，密碼空白，點擊確定。

b.點擊參數→元素選擇導向→選擇元素→選擇要檢測的元素、石墨爐法、普通燈、使用ASC（其它空白）→確定。

c.單擊［編輯參數］——設定點燈方式為Emission，設定燈位→點擊燈位→設置好燈的位置→燈座號，選擇設置燈的位置（1、2、3、4、5、6）→單擊［譜線搜索］ →確定。

d.點擊下一步→標準曲線設定→選擇含量單位（ppb、ppm、ng·mL-1等）→確定。

點擊樣品組設定→選擇實際樣品含量（ppb、ppm、ng·mL-1等）→確定。

e.下一步→單擊［連接/發送參數］，連接（儀器連接，儀器自檢），儀器自動開始初始化。

f.儀器初始化通過后，儀器→維護→石墨爐原點位置調節，通過按“前”、“后”、“上”、“下”鍵來調整“測量數據”值，該值越大越好，直到該數值變化不大，單擊“原點記憶”，即完成石墨爐原點位置的調節。調節完石墨爐原點位置后，把點燈方式更改為“BGC-D2”，重新進行譜線搜索。

g.儀器→石墨爐噴嘴位置調節，調節石墨爐的噴嘴位置。

h.在MRT編輯要做的空白（BLK）、標樣（STD，輸入標樣濃度值）、未知樣品（UNK）、樣品位置。

④測定樣品　單擊START開始測量，石墨爐點著，自動進樣。

⑤關機　關閉氬氣、冷水循環機、主機、石墨爐電源、自動進樣器電源、電腦。

（2）TAS-986型原子吸收分光光度計　TAS-986型原子吸收分光光度計是單道雙光束型原子吸收光譜儀，采用氘燈背景校正及自吸效應背景校正技術。該儀器可作火焰、石墨爐原子吸收分析。計算機實時數據處理，并能顯示及打印工作曲線和瞬時信號圖形。

①開主機電源和計算機　選擇AAWin軟件，在“選擇運行模式”選“聯機”。

②儀器初始化　初始化主要是對氘燈電機、元素燈電機、原子化器電機、燃燒頭電機、光譜帶寬度電機及波長電機進行初始化。

③設置元素燈　裝上元素燈，在對應的位置選擇對應的元素燈符號。

④選擇工作燈和預熱燈，再依次完成元素測量參數的設置，尋峰。

⑤調試能量　選擇“自動平衡能量”平衡能量。

⑥設置測量　點擊主菜單的“測量參數”，依次完成樣品設置和測量參數設置。

⑦打開空氣壓縮機，先開“風機開關”，再開“工作機開關”，調節“調壓閥”至壓力達到所需范圍（一般為0.2～0.3MPa）。

⑧打開乙炔鋼瓶閥，使壓力達到0.05 MPa即可。

⑨點火　在進入測量前，請檢查氣路和水封，確認無誤后，點擊工具欄“點火”，即可把火焰點燃。

⑩測量　開始測量時，要先吸噴空白溶液，點擊“校零”，待穩定后，點擊“開始”。

在結束測量前，空燒幾分鐘，再依次關乙炔，關空氣壓縮機（先關工作機，后關風機開關），關閉系統和計算機。

2.8.5　原子發射光譜分析儀

用來觀察和記錄或檢測待測物質的原子發射光譜并進行定性、定量分析的儀器，稱為發射光譜分析儀。

2.8.5.1　基本結構

發射光譜分析儀包含三個主要組成部分。

（1）激發光源　激發光源的作用是為試樣的蒸發、解離和激發發光提供所需要的能量。目前常用的激發光源有直流電弧、交流電弧、高壓火花和電感耦合等離子體、激光等，其中電感耦合等離子體（ICP）光源靈敏度高，干擾少，穩定性好，工作線性范圍寬，適合于分析液態樣品（缺點是消耗氬氣量較大），是一種極有發展前途的光源。

（2）分光系統　分光系統的作用是將試樣中待測元素的激發態原子（或離子）所發射的特征光譜與光源及其它干擾譜線分離開，以便進行測量。

（3）檢測系統　檢測系統的作用是將原子的發射光譜記錄下來或檢測出來，以進行定性或定量分析。

2.8.5.2　使用方法

（1）電感耦合等離子體原子發射（ICP-AES）光譜儀　ICP-AES光電直讀光譜儀是一種利用等離子體作激發光源的新型原子發射光譜儀，主要由供氣和進樣系統、高頻發生器、ICP炬管、耦合線圈、分光系統、檢測系統、計算機控制及數據處理系統所組成。

高頻發生器產生27.12 MHz的高頻電流，并加在等離子炬管的高頻感應圈上，使等離子體產生8000K左右的高溫，形成激發源，蠕動泵的樣品經霧化后進入炬管，在高溫區內被激發成離子態。射出的光由入射狹縫進入分光系統，在分光器中光柵將不同波長的光分開后進入檢測器，檢測器中的光電倍增管把光信號變成電信號，經放大器放大后進行計算機數據處理，在打印機上打印出檢測結果。

目前，常用的是多道固定狹縫式光電直讀光譜儀，其結構如圖2-48所示。操作步驟如下。

①準備工作　接通冷卻水；打開抽風機排氣散熱；打開氬氣鋼瓶及載氣旋鈕。

②開機程序　開啟穩壓電源開關；檢查氬氣壓力；檢查單色儀真空狀態；裝好蠕動泵管子；開啟ICP電源開關。檢查蠕動泵、毛細管、霧化器等，有無堵塞、漏氣現象。

③點燃ICP炬程序　打開氣體控制開關，調節等離子體氣體流量和輔助氣體流量，按“POWER”鍵，調節反射功率、正向功率。接通高頻火花，直至ICP炬點燃并穩定。打開載氣，開啟蠕動泵。將正向功率和反射功率調至最佳狀態。

④開啟計算機系統電源開關，校正單色器波長。

⑤設置有關參數　按單元素定量分析程序或多元素同時定量分析程序輸入分析元素、元素分析線波長及最佳工作條件。如功率、各種氣體流量、狹縫寬度、光譜觀測高度、光電倍增負高壓、掃描起始波長、掃描波長范圍、蠕動泵速度等。

⑥測定　分別輸入空白、標準溶液、試樣進行測定。

⑦結果處理　計算機將根據采集的數據進行自動在線結果處理。打印測定結果。

⑧關機程序　退出分析程序，進入主菜單。關蠕動泵和氣路，關ICP電源，關真空泵閥門，關閉計算機系統，關冷卻水。工作完畢，填寫儀器使用記錄。

（2）Agilent 4200型　微波等離子體原子發射光譜儀（MP-AES）

圖2-49為Agilent 4200　微波等離子體原子發射光譜儀外觀示意圖。操作步驟如下。

①開機　打開電腦，開儀器電源開關，待儀器前方綠色指示燈不閃爍變成綠色時，儀器開機自檢完成。

雙擊電腦桌面軟件圖標MP Expert，進入軟件界面。選擇菜單中儀器，進入儀器狀態界面。

選擇圖標等離子體中“點燃等離子體”，從觀察窗口可監控等離子體是否正常點燃，一般預熱20～30min，請注意此時檢測器溫度正常為0℃。

②新建工作表文件　點擊新建，建立工作表文件；在摘要選項卡中，可以寫入與測試有關的注釋內容；在元素選項卡中，選擇待測元素；在條件選項卡中，通常重復次數為3次，讀數時間5s，選擇手動進樣方式。

檢視位置和霧化氣流量可以通入樣品使用優化來選擇最佳參數，也可使用讀譜圖功能手動設置來找最佳參數。

在標樣選項卡中，設置標樣數量、濃度單位、標樣濃度及校正擬合參數；在序列選項卡中，設置樣品數、體積、稀釋倍數。

點擊“保存”，命名并保存工作表到指定目錄。

③采集數據　在分析選項卡中，選擇待測樣品，點擊運行，開始采集數據，按軟件彈出對話框提示操作即可，如需終止運行，點擊停止。

④數據處理　工作表測試數據分為四部分：測試結果列表、關聯譜圖、各次讀數列表和標準曲線圖。

在測試結果列表中可以通過選擇切換結果來顯示濃度和強度結果；點擊刪除結果可以刪除所有數據；點擊鼠標右鍵可以選擇導出選中的樣品結果到EXCEL文件中。

在各次讀數列表中，通過勾選項可以隱藏某個數據或去掉重復讀數中有誤差的數據；點擊、、三個圖標可以在重復數據、校正數據以及操作日志三個界面切換。

⑤關機　樣品采集完成后，用5%HNO3沖洗系統5min，再用去離子水沖洗系統5min。點擊2a.熄滅等離子體2a.，關閉排風系統，關閉氮氣、氬氣和空氣閥門。松開蠕動泵管。退出軟件，關閉電腦。

如經常使用，請保持儀器處于待機狀態，即儀器完全通電，但等離子體熄滅的狀態。如需關閉電源，請關閉儀器右側下方電源開關。

2.8.6　酸度計

利用測量溶液電動勢來測量溶液pH值的儀器，稱為酸度計，又稱pH計。同時也可用作測量電極電勢及其它用途。

2.8.6.1　酸度計的基本結構

酸度計的種類和型號很多，但都是由參比電極（常用甘汞電極）、指示電極（常用pH玻璃電極）及精密電位計三部分組成。圖2-50～圖2-52分別為常用電極、pHS-2型和pHS-3C型酸度計的外觀圖。

2.8.6.2　酸度計的使用方法

pHS-3C型酸度計的使用方法如下。

（1）儀器鍵盤說明　見表2-10。

（2）開機前的準備

①將電極梗旋入電極梗固定座中。

②將電極夾插入電極梗中。

③將pH復合電極安裝在電極夾上。

④將pH復合電極下端的電極保護套拔下，并且拉下電極上端的橡皮套使其露出上端小孔。

⑤用蒸餾水清洗電極。

（3）儀器的標定　儀器使用前首先要標定。一般情況下儀器在連續使用時，每天要標定一次。

①將測量電極插座處拔掉Q9短路插頭。

②在測量電極插座處插入復合電極。

③打開電源開關，儀器進入pH測量狀態。

④按“溫度”鍵，使儀器進入溶液溫度調節狀態（此時溫度單位℃指示），按“”鍵或“”鍵調節溫度顯示數值上升或下降，使溫度顯示值和溶液溫度一致，然后按“確認”鍵，儀器確認溶液溫度值后回到pH測量狀態（溫度設置鍵在mV測量狀態下不起作用）。

注：當接入溫度電極時“溫度”鍵不起作用，儀器自動進入自動溫度補償，顯示的溫度即為溶液溫度（溫度電極需另配）。

⑤按“標定”鍵，此時顯示 “標定1”、“4.00”及“mV”，把用蒸餾水或去離子水清洗過的電極插入pH=4.00的標準緩沖溶液中，儀器顯示實測的“mV”值，待“mV”讀數穩定后，按“確認”鍵，儀器顯示“標定2”、“9.18”及“mV”。把用蒸餾水或去離子水清洗過的電極插入pH=9.18的標準緩沖溶液中，儀器顯示實測的“mV”值，待“mV”讀數穩定后，按“確認”鍵，標定結束，儀器顯示“測量”進入測量狀態。

注：儀器在標定狀態下，可通過按“△”鍵選擇三種標準緩沖溶液中的任意兩種（pH=4.00、pH=6.86 、pH=9.18）作為標定液（選定的標準緩沖溶液會在溫度顯示位置顯示出來），標定方法同上，第一種溶液標定好后，仍需按“△”鍵選定第二種標準緩沖溶液。

一般情況下，在24h內儀器不需再標定。

（4）測量pH值　經標定過的儀器，即可用來測量被測溶液。

①用蒸餾水清洗電極頭部，再用被測溶液清洗電極。

②把電極插入被測溶液內，用玻璃棒攪拌溶液，待數字穩定后，讀出該溶液的pH值。

③如果采用自動溫度補償，需將溫度電極和測量電極同時放在溶液里即可。

（5）測量電極電位（mV值）

①打開電源開關，儀器進入pH測量狀態；按“pH/mV”鍵，使儀器進入“mV”測量即可。

②把ORP復合電極夾在電極架上。

③用蒸餾水清洗電極頭部，再用被測溶液清洗一次。

④把復合電極的插頭插入測量電極插座處。

⑤把ORP復合電極插在被測溶液內，將溶液攪拌均勻后，即可在顯示屏上讀出該離子選擇電極的電極電位（mV值），還可自動顯示±極性。

⑥如果被測信號超出儀器的測量（顯示）范圍，或測量端開路時，顯示屏顯示1EEE mV，作超載報警。

完成測試后，移走溶液，用蒸餾水沖洗電極，吸干，套上套管，關閉電源，結束實驗。

（6）儀器維護　儀器經常地正確使用與維護，可保證儀器正常、可靠地使用，特別是pH計這一類的儀器，它具有很高的輸入阻抗，而使用環境需經常接觸化學藥品，所以更需合理維護。

①儀器的輸入端（測量電極插座）必須保持干燥清潔。儀器不用時，將Q9 短路插頭插入插座，防止灰塵及水汽浸入。

②測量時，電極的引入導線應保持靜止，否則會引起測量不穩。

③儀器采用了集成電路，因此在檢修時應保證電烙鐵有良好的接地。

④用緩沖溶液標定儀器時，要保證緩沖溶液的可靠性，不能配錯緩沖溶液，否則將導致測量結果產生誤差。

（7）電極使用、維護的注意事項

①電極在測量前必須用已知pH值的標準緩沖溶液進行標定。在每次標定、測量后進行下一次操作前，應該用蒸餾水或去離子水充分清洗電極，再用待測液清洗一次電極。

②取下電極護套時，應避免電極的敏感玻璃泡與硬物接觸，因為任何破損或擦毛都會影響電極的性能。測量結束，及時將電極保護套套上，電極套內應放少量飽和KCl溶液，以保持電極球泡的濕潤。

③復合電極的外參比補充液為3mol·L-1氯化鉀溶液，補充液可以從電極上端小孔加入，復合電極不使用時，蓋上橡皮塞，防止補充液干涸。

④電極的引出端必須保持清潔干燥，絕對防止輸出兩端短路，否則將導致測量失準或失敗。

⑤電極應避免長期浸在蒸餾水、蛋白質溶液和酸性氟化物溶液中；電極避免與有機硅油接觸。電極經長期使用后，如發現斜率略有降低，則可把電極下端浸泡在4%HF（氫氟酸）中3～5s，用蒸餾水洗凈，然后在0.1mol·L-1鹽酸溶液中浸泡，使之復新，但最好更換電極。

注：①選用清洗劑時，不能用四氯化碳、三氯乙烯、四氫呋喃等能溶解聚碳酸酯的清洗液，因為電極外殼是用聚碳酸酯制成的，其溶解后極易污染敏感玻璃球泡，從而使電極失效。也不能用復合電極去測上述溶液。此時可選用65-1型玻璃殼pH復合電極。

②pH復合電極的使用，最容易出現的問題是外參比電極的液接界處，液接界處的堵塞是產生誤差的主要原因。

2.8.7　離子計

2.8.7.1　基本結構

離子計的種類和型號很多，但基本上都是由參比電極（常用甘汞電極）、離子選擇性電極及離子計三部分組成，圖2-53為pXS-215型離子計的外觀圖。

pXS-215型離子計是5位十進制數字顯示的高精度離子計，該儀器采用藍色背光、雙排數字顯示液晶，可同時顯示pX值和溫度值。儀器有溶液溫度補償器、斜率校正器、定位調節器和等電位調節器，可以對各種不同的溶液溫度和各種電極不同的斜率進行補償，同時還有記錄輸出，可與記錄儀聯用。

2.8.7.2　pXS-215型離子計的使用方法

儀器的電源為220V、50～60Hz交流電源。儀器電源插頭為5A三芯插，如電源插頭與規格不符，可自行調換合適的同類型插頭。

（1）儀器鍵盤說明　見表2-11。

（2）開機前的準備

①將離子選擇電極、甘汞電極安裝在電極夾上。

②將甘汞電極下端的橡皮套拉下并且將上端的橡皮塞拔去使其露出上端小孔。

③離子選擇電極用蒸餾水清洗后需用濾紙擦干，以防止引起測量誤差。

（3）電極的安裝

①將使用的離子電極和參比電極安裝在電極夾子上，離子電極接指示電極插頭，參比電極接參比電極座。參比電極可以按需要選擇單鹽橋式或雙鹽橋式。第二鹽橋可以采用硫酸鉀或硝酸鉀溶液。參比電極在使用時應將上面的小橡皮塞及下端橡皮套取下，以保持溶液滲透，不用時則套上。

②攪拌器上放好測量杯，被測液最多不超過杯子的2/3，杯內放攪拌子。

（4）離子選擇及等電位點的設置　打開電源，儀器進入pX測量狀態，按“等電位/離子選擇”鍵，進行離子選擇，按“等電位/離子選擇”鍵可選擇一價陽離子（X+）、一價陰離子（X-）、二價陽離子（X2+）、二價陰離子（X2-）及pH測量，然后按“確認”鍵，儀器進入等電位設置狀態，按“升降”鍵，設置等電位值，然后按“確認”鍵設置結束，儀器進入測量狀態。

注：如果標準溶液和被測溶液的溫度相同，則無須進行等電位補償，等電位置0.00pX即可。

（5）儀器的標定

①儀器采用二點標定法，為適應各種pX值測量的需要，采用一組pX值不同的校準溶液，可根據pX值測量范圍自行選擇，見表2-12。

一般采用第1組數據對儀器進行標定。

②將校準溶液A（4.00pX）和校準溶液B（2.00pX）分別倒入經去離子水清洗干凈的干燥塑料燒杯中，杯中放入攪拌子，將塑料燒杯放在電磁攪拌器上，緩慢攪拌。

③將電極放入選定的校準溶液A（如4.00pX）中，按“溫度”鍵，再按“升降”鍵，將溫度設置到校準溶液的溫度值，然后按“確認”鍵，此時儀器溫度顯示值即為設置溫度值；按“標定”鍵，儀器顯示“標定1”，溫度顯示位置顯示校準溶液的pX值，此時按“升”鍵可選擇校準溶液的pX值（4.00pX、5.00pX）；先選擇4.00pX，待儀器“mV”值顯示穩定后，按“確認”鍵，儀器顯示“標定2”，儀器進入第二點標定；將電極從校準溶液A中拿出，用去離子水沖洗干凈后（用濾紙吸干電極表面的水分），放入選定的校準溶液B（2.00pX）中，此時溫度顯示位置顯示第二點校準溶液的pX值，按“升”鍵可選擇第二點校準溶液的pX值（2.00pX、3.00pX），先選擇2.00pX，待儀器“mV”值顯示穩定后，按“確認”鍵，儀器顯示“測量”，表明標定結束進入測量狀態。

（6）pX值的測量

①經標定過的儀器即可對溶液進行測量。

②將被測液放入經去離子水清洗干凈的干燥塑料燒杯中，杯中放入攪拌子，將電極用去離子水沖洗干凈后（用濾紙吸干電極表面的水分）放入被測溶液中，緩慢攪拌溶液。

③儀器顯示的讀數即為被測液的pX值。

注：離子電極在測量時，試樣溫度與標準溶液溫度應保持在同一溫度。

（7）“mV”值測量　在pX測量狀態下，按“pX/mV”鍵，儀器便進入“mV”測量狀態。

2.8.8　自動電位滴定儀

2.8.8.1　基本結構

電位滴定儀一般包括：電極系統、電位測量系統及滴定系統。全自動滴定儀還包括反饋控制系統、自動取樣系統、數據處理系統。常規電位滴定中使用的指示電極除各種離子選擇性電極外，還可用金屬電極如鉑、銀、金、鎢等電極，以及石墨電極和氫醌電極等，常用的電位測定儀器如pH計、離子計、數字電壓表等均可用于電位滴定的電位測量系統。常用的ZD-2型自動電位滴定儀整機結構如圖2-54所示，它是由“ZD-2型電位滴定計”和“DZ-1型滴定裝置”組成。

2.8.8.2　ZD-2型自動電位滴定儀的使用方法

（1）準備工作　把“ZD-2型電位滴定計”和“DZ-1型滴定裝置”按圖2-54裝配，儀器后面用雙頭插塞線連接。玻璃電極接插孔2，甘汞電極接儀器插孔3。滴定管內倒入滴定劑，滴定管的下端與電磁閥18的橡皮管上端連接，橡皮管的下端與玻璃毛細管連接。注意毛細管出口高度應比指示電極（如玻璃電極）略高些，使滴出液可從毛細管流出。

①pH滴定的校正　把2個電極浸在標準緩沖溶液中，將溫度補償調節器7置于實際溫度位置，開動攪拌器，按下讀數開關4。調節校正器6，使指針剛好指在校正溫度下的標準緩沖溶液的pH位置上，再次按讀數開關4，使之松開，指針應退回至pH為7處。

②電勢（mV）滴定的校正　松開玻璃電極插孔的電極，按下讀數開關4，根據測量范圍0～±700mV或0～±1400mV的不同要求，用校正器6調節電表指針在±700mV或0mV處。校正后，不得再旋轉校正器6。

（2）手動滴定

①把燒杯放在左邊電磁閥下，把DZ-1型的電磁選擇開關扳向1。

②把DZ-2型工作開關12扳向手動。

③把ZD-2型的選擇器8轉向“測量mV”或“測量pH”擋。按下DZ-2型的讀數開關4，指針的位置表示被測液的起始電勢或起始pH。

④讀取滴定劑起始體積數，按下讀數開關4，工作開關12指在“滴定”，按下滴定開關13，終點指示燈14亮，滴定指示燈15亮或時亮時暗。放開滴定開關13，則標準溶液停止流入試液，兩指示燈都熄滅。

⑤每加入一定體積的標準溶液，記錄一次V-mV或V-pH，直到超過化學計量點為止。

（3）自動滴定

①把工作開關12指向“滴定”。

②把選擇器8轉向“終點”處，按下讀數開關4，轉動終點調節器9，使指針指在終點電勢或終點pH上。

③將選擇器8旋向“mV滴定”或“pH滴定”，指針所指的值即起始電勢值或起始pH。

④比較起始電勢（或pH）與終點電勢（或pH）的大小，若前者小于后者，滴液開關10指向“-”，否則，指向“+”。

⑤按下滴定開始鍵13約2s，終點指示燈亮，滴定指示燈時熄時亮，滴定自動進行。滴液速度可由預控制調節器5調節，向左旋動滴速快，向右旋動則慢。

⑥當電表指針到終點值時，滴定指示燈滅，隨即終點指示燈也熄滅，滴定結束。

最后，先放開讀數開關，把電極從溶液中取出。關閉全部電路開關，放松電磁閥的支頭螺絲。

2.8.9　電導率儀

2.8.9.1　基本結構

測量電解質溶液的電導主要有平衡電橋法及電阻分壓法，圖2-55為電阻分壓法測定電導率的原理圖。

由振蕩器輸出的不隨Rx改變而改變的交流電壓U，則在負載（分壓電阻Rm）兩端的電壓降為Um：

式中，Rx為液體電阻；Rm為分壓電阻。

當U、Rm和Q均為常數時，電導率k的變化必將引起Um的變化，所以測量Um的大小，即可得電導率k的數值。

電導率儀主要由電導池、測量電源、測量電路及指示器等部分組成，高精度的儀器還配有溫度及電容補償電路，圖2-56為DDS-11A型電導率儀的外觀圖。

2.8.9.2　DDS-11A型電導率儀的使用方法

（1）未開電源前，觀察表頭指針是否指零。如不指零，可調整表頭上的調零螺絲，使指針指零。

（2）將校正、測量開關撥在“校正”位置。

（3）將電源插頭先插在儀器插座上，再接上電源。打開電源開關，并預熱數分鐘（待指針完全穩定），調節校正調節器，使電表滿刻度指示。

（4）根據待測溶液電導率的大小，選用低周或高周，將低周、高周開關撥向“低周”或“高周”。當待測溶液的電導率小于300μS·cm-1時，開關撥至“低周”（1～8量程），當待測溶液的電導率大于300μS·cm-1時，開關撥至“高周”（9～12量程）。

（5）將量程選擇開關旋至所需要的測量范圍。如預先不知道待測溶液的電導率范圍，應先把開關旋至最大測量擋，然后逐擋下降，以防表針被打彎。

（6）根據待測溶液電導率的大小選用不同的電極。使用DJS-1型光亮電極和DJS-1型鉑黑電極時，把電極常數調節器調節在與配套電極的常數相對應的位置上。例如，若配套電極的常數為0.95，則把電極常數調節器調節在0.95處。

當待測溶液的電導率大于104μS·cm-1，以致用DJS-1型電極測不出時，選用DJS-10型鉑黑電極，這時應把調節器調節在配套電極的1/10常數位置上。例如，若電極的常數為9.8，則應使調節器指在0.98處，再將測得的讀數乘以10，即為被測溶液的電導率。

（7）電極使用時，用電極夾夾緊電極的膠木帽，并通過電極夾把電極固定在電極桿上。將電極插頭插入電極插口內，旋緊插口上的堅固螺絲，再將電極浸入待測液中。

（8）將校正、測量開關撥在校正位置，調節校正調節器使電表指示滿刻度。注意：為了提高測量精度，當使用“×104μS·cm-1、×103μS·cm-1”擋時，校正必須在接好電導池（電極插頭插入插口，電極浸入待測溶液）的情況下進行。

（9）校正、測量開關撥向測量，這時指示讀數乘以量程開關的倍率即為待測液的實際電導率。如開關旋至0～100μS·cm-1 擋，電表指示為0.9，則被測液的電導率為90μS·cm-1。

（10）用1，3，5，7，9，11各擋時，看表頭上面的一條刻度（0～1.0）；當用2，4，6，8，10各擋時，看表頭下面的一條刻度（0～3），即紅點對紅線，黑點對黑線。

（11）當用0～0.1μS·cm-1或0～0.3μS·cm-1擋測量高純水時，先把電極引線插入電極插口，在電極未浸入溶液前，調節電容補償調節器使電表指示為最小值（此最小值即電極鉑片間的漏電阻，由于漏電阻的存在，使得調電容補償調節器時電表指針不能達到零點），然后開始測量。

儀器量程范圍為0～105μS·cm-1，分12個量程，配套有DJS-1型光亮電極；DJS-1型鉑黑電極；DJS-10型鉑黑電極。量程范圍與配用電極見表2-13。

2.8.10　電化學分析儀/工作站

CHI660B系列電化學分析儀/工作站為通用電化學測量系統。內含快速數字信號發生器、高速數據采集系統、電位電流信號濾波器、多級信號增益、iR降補償電路以及恒電位儀和恒電流儀。儀器主要由計算機、操作系統、電極和電解池四部分組成，用計算機控制，在視窗操作系統下工作，儀器軟件具有很強的功能。

2.8.10.1　使用范圍

CHI660B系列儀器集成了幾乎所有常用的電化學測量技術，包括循環伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）、階梯波伏安法（SCV）、Tafel 圖（TAFEL）、計時電流法（CA）、計時電量法（CC）、差分脈沖伏安法（DPV）、常規脈沖伏安法（NPV）、差分常規脈沖伏安法（DNPV）、方波伏安法（SWV）、交流（含相敏）伏安法（ACV）、二次諧波交流（相敏）伏安法（SHACV）、電流 - 時間曲線（I-t）、差分脈沖電流檢測（DPA）、積分脈沖電流檢測（IPAD）、控制電位電解庫侖法（BE）、流體力學調制伏安法（HMV）、掃描 - 階躍混合方法（SSF）、多電位階躍方法（STEP）、交流阻抗測量（IMP）、交流阻抗 - 時間測量（IMPT）、交流阻抗 - 電位測量（IMPE）、計時電位法（CP）等。不同技術間的切換十分方便，實驗參數的設定是提示性的，可以避免漏設和錯設。

2.8.10.2　操作程序

（1）使用前先檢查儀器各個連接是否正常，然后打開CHI660B電化學工作站電源，穩定5min。

（2）打開計算機，打開CHI660B操作軟件，并聯機。

（3）使用前先在Setup 的菜單中執行硬件測試，系統便會自動進行硬件測試。

（4）測試正常后，選擇測試方法，并設定相應參數后，便可進行實驗。

（5）將工作電極、參比電極、輔助電極和相應電極導線連接。

（6）將三電極體系放入電解液中檢測。

（7）按“run”開始測試，并記錄譜圖，進行數據處理、保存。

（8）測試結束后，關閉控制程序，然后關閉工作站電源，將電極、器皿還原。

（9）關閉CHI660B電化學工作站電源和計算機電源。

2.8.10.3　注意事項

（1）使用儀器前要經過使用培訓，得到使用許可后方可獨立操作本儀器。

（2）儀器不宜時開時關，但晚上離開實驗室時建議關機。

（3）儀器的電源應采用單相三線，其中地線應與大地連接良好。

（4）使用溫度15～28℃，此溫度范圍外也能工作，但會造成漂移和影響儀器壽命。

2.8.11　氣相色譜儀

2.8.11.1　基本結構

氣相色譜儀的種類和型號很多，但都包括氣路系統、進樣系統、分離系統、檢測系統和記錄與數據處理系統。氣相色譜儀的工作流程如圖2-57所示。

（1）氣路系統　為色譜分析提供純凈、連續的氣流，儀器的氣路由載氣、氫氣和空氣三個氣路組成，后兩個氣路僅在氫焰檢測器中使用，常用的載氣有N2、H2、He和Ar等。氣體一般由高壓鋼瓶供給，鋼瓶中的高壓氣體經過減壓閥將壓力降到所需要的壓力，通過干燥器（內裝硅膠、活性炭、分子篩等）除去氣體中的油氣、水分，再經過針形閥和穩壓閥連續調節氣體流量，使氣體流量穩定，最后由轉子流量計來測量柱前流速。

（2）進樣系統　進樣系統主要包括進樣器和汽化室。氣體樣品常用六通閥或0.25～5μL注射器進樣，液體樣品常用微量注射器進樣。樣品由針刺穿進樣口中的硅橡膠密封墊注入汽化室，液體樣品瞬間完全汽化，并被載氣帶入色譜柱。

（3）分離系統　色譜柱是色譜儀的關鍵部分，色譜柱可分為填充柱和毛細管柱兩大類。常用石英毛細管柱，內徑為0.2～0.5mm，長度為10～50m，柱內填充粒度均勻的不同極性的固定液。

（4）檢測系統　把從色譜柱流出的各個組分的濃度（或質量）信號轉換成電信號的裝置，也是色譜儀的主要部件之一，應用最廣泛的是熱導池檢測器（TCD）和氫火焰離子化檢測器（FID）。

（5）記錄與數據處理系統　由檢測器檢測的信號經放大器放大后由記錄儀記錄，也可通過微處理機進行數據處理。

2.8.11.2　GC900A型氣相色譜儀的使用方法

圖2-58為GC900A型氣相色譜儀主機外形圖。

（1）旋開氮氣瓶壓力活塞，調節氮氣分壓至5MPa。

（2）如使用FID或FPD（火焰光度）檢測器，則打開空氣發生器，調節空氣壓力。

（3）打開主機電源，使汽化室、柱溫和檢測器進入溫度控制狀態。

（4）打開電腦，進入在線分析，點開通道1或2，查看基線。

（5）如使用FID或FPD檢測器，則等到檢測器的溫度升到130℃，打開氫氣發生器，調節氫氣的壓力。等到氫氣壓力升到設定值，點火。

（6）當汽化室、柱溫和檢測器的溫度升到設定值，預熱半小時后，就可進樣測定。

（7）測定完成后，關掉氫氣發生器，退出溫度控制。

（8）等到汽化室、柱溫和檢測器的溫度均降到80℃，關主機和空氣發生器。

（9）旋緊氮氣瓶壓力活塞，旋開分壓活塞。

2.8.12　高效液相色譜儀

2.8.12.1　基本結構

高效液相色譜儀結構和流程與氣相色譜儀大致相似，通常包括：液路系統（采用高壓輸液泵）、進樣系統（采用六通閥進樣）、分離系統（采用高效固定相）、檢測系統（采用高靈敏度檢測器）、記錄系統，如圖2-59所示。

輸液泵將流動相以穩定的流速（或壓力）輸送至分析體系，在色譜柱之前通過進樣器將樣品導入，流動相將樣品帶入色譜柱，在色譜柱中各組分因在固定相中的分配系數或吸附力大小的不同而被分離，并依次隨流動相流至檢測器，檢測到的信號送至數據系統記錄、處理或保存。

（1）液路系統　液路系統包括流動相儲存器、高壓輸液泵、梯度淋洗裝置等。

①高壓輸液泵　分恒壓泵和恒流泵。對液相色譜分析來說，輸液泵的流量穩定性更為重要，這是因為流速的變化會引起溶質的保留值的變化，而保留值是色譜定性的主要依據之一。因此，恒流泵的應用更廣泛。

②梯度淋洗裝置　在進行多成分的復雜樣品的分離時，經常會碰到前面的一些成分分離不完全，而后面的一些成分分離度太大，且出峰很晚和峰形較差的現象。為了使保留值相差很大的多種成分在合理的時間內全部洗脫并達到相互分離，往往要用到梯度洗脫技術。根據溶液混合的方式可以將梯度洗脫分為高壓梯度和低壓梯度。高壓梯度一般只用于二元梯度，即用兩個高壓泵分別按設定的比例輸送兩種溶液至混合器，混合器是在泵之后，即兩種溶液是在高壓狀態下進行混合的。其優點是只要通過梯度程序控制器控制每臺泵的輸出，就能獲得任意形式的梯度曲線，而且精度很高，易于實現自動化控制。其缺點是，使用了兩臺高壓輸液泵，使儀器價格變得更昂貴，故障率也相對較高，而且只能實現二元梯度操作。低壓梯度只需一個高壓泵，與等度洗脫輸液系統相比，就是在泵前安裝了一個比例閥，混合就在比例閥中完成。因為比例閥是在泵之前，所以是在常壓（低壓）下混合，但混合往往容易形成氣泡，所以低壓梯度通常配置在線脫氣裝置。

（2）進樣系統　一般高效液相色譜多采用六通閥進樣。先由注射器將樣品常壓下注入樣品環。然后切換閥門到進樣位置，由高壓泵輸送的流動相將樣品送入色譜柱。樣品環的容積是固定的，因此進樣重復性好。

（3）分離系統　分離系統包括色譜柱和恒溫器。

①色譜柱　由內部拋光的不銹鋼管制成，一般長10～50cm，內徑2～5mm，柱內裝有固定相，通常是5～10μm粒徑的球形顆粒。典型的液相色譜分析柱尺寸是內徑4.6mm，長250mm。

②恒溫器　適當提高柱溫可改善傳質，提高柱效，縮短分析時間。因此，在分析時可以采用帶有恒溫加熱系統的金屬夾套來保持色譜柱的溫度。溫度可以在室溫到60℃間調節。

（4）檢測系統　用來連續監測經色譜柱分離后的流出物的組成和含量變化的裝置。檢測器利用溶質的某一物理或化學性質與流動相有差異的原理，當溶質從色譜柱流出時，會導致流動相背景值發生變化，從而在色譜圖上以色譜峰的形式記錄下來。常用的有紫外-可見光檢測器、二極管陣列檢測器、示差折光檢測器、熒光檢測器、電導檢測器、光散射檢測器等。

①紫外-可見光（UV-VIS）檢測器　由光源產生波長連續可調的紫外線或可見光，經過透鏡和遮光板變成兩束平行光，無樣品通過時，參比池和樣品池通過的光強度相等，光電管輸出相同，無信號產生；有樣品通過時，由于樣品對光的吸收，參比池和樣品池通過的光強度不相等，有信號產生。根據朗伯-比爾定律，樣品濃度越大，產生的信號越大。這種檢測器靈敏度高，檢測下限約為10-10g·mL-1，而且線性范圍寬，對溫度和流速不敏感，適于進行梯度洗脫。用UV-VIS檢測時，為了得到高的靈敏度，常選擇被測物質能產生最大吸收的波長作檢測波長，但為了選擇性或其它目的，也可適當犧牲靈敏度而選擇吸收稍弱的波長，另外，應盡可能選擇在檢測波長下沒有背景吸收的流動相。

②二極管陣列檢測器（DAD或DDA）　以光電二極管陣列（或CCD陣列，硅靶攝像管等）作為檢測元件的UV-VIS檢測器，它得到的是時間、光強度和波長的三維譜圖。普通UV-VIS檢測器是先用單色器分光，只讓特定波長的光進入流動池。而二極管陣列UV-VIS檢測器是先讓所有波長的光都通過流動池，然后通過一系列分光技術，使所有波長的光在接收器上被檢測。

③示差折光檢測器（RI）　基于樣品組分的折射率與流動相溶劑折射率有差異，當組分洗脫出來時，會引起流動相折射率的變化，這種變化與樣品組分的濃度成正比。絕大多數物質的折射率與流動相都有差異，所以是一種通用的檢測方法。雖然其靈敏度比其它檢測方法相比要低1～3個數量級。比較適合那些無紫外吸收的有機物（如高分子化合物、糖類、脂肪烷烴等）。

④熒光檢測器　許多有機化合物，特別是芳香族化合物、生化物質，如有機胺、維生素、激素、酶等，被一定強度和波長的紫外線照射后，發射出較激發光波長要長的熒光。熒光強度與激發光強度、量子效率和樣品濃度成正比。有的有機化合物雖然本身不產生熒光，但可以與發熒光物質反應衍生化后檢測。熒光檢測器具有非常高的靈敏度和良好的選擇性，靈敏度要比紫外檢測法高2～3個數量級。而且所需樣品量很小，特別適合于藥物和生物化學樣品的分析。

（5）輔助系統　輔助系統包括數據處理系統和自動控制單元。

①數據處理系統　又稱色譜工作站。它可對分析全過程（分析條件、儀器狀態、分析狀態）進行在線顯示，自動采集、處理和儲存分析數據。

②自動控制單元　將各部件與控制單元連接起來，在計算機上通過色譜軟件將指令傳給控制單元，對整個分析實現自動控制，從而使整個分析過程全自動化。

2.8.12.2　LC-20A高效液相色譜儀（日本島津公司）的使用方法

LC-20A高效液相色譜儀基本配置包括LC-10ADvp二元高壓輸液泵、SIL-10ADvp自動進樣器、CTO-10ACvp柱溫箱、色譜柱、SPD-10Avp二極管陣列檢測器（PDA）等獨立單元。通過SCL-10Avp系統控制器可以統一控制這些單元的操作，也可以獨立對各個單元進行操作。圖2-60為日本島津公司LC-20A高效液相色譜儀的外形圖。

高效液相色譜儀記錄系統一般配置記錄儀、色譜處理機和色譜工作站。LC-20A高效液相色譜儀記錄系統為LCsolution的數據結構。各種LCsolution的數據參數保存在數據文件中，如在數據采集和數據分析中的數據文件和分析方法參數，儀器自動以副本的形式保存在指定的文件中，確保數據方法的可跟蹤性，同時方便分析方法參數的修改和重復使用。

（1）開機前的準備工作　開機前的準備工作包括四項。①配好合適的流動相，處理好樣品。流動相的有機相一般用色譜純的甲醇或乙腈，無機相一般用二次蒸餾水或緩沖溶液；樣品在流動相中必須要有足夠的溶解度，故一般樣品處理后先用甲醇溶解。②蒸餾水用0.45μm 的水系濾膜過濾，蒸餾水過濾后最多只能使用2天。③流動相旋松瓶蓋后放入超聲波清洗儀中超聲脫氣15min。流動相處理好后，分別把高壓輸液泵B泵頭插入有機溶劑中，A泵頭插入水相中。④樣品用甲醇溶解后用0.21μm 的有機濾膜過濾。

（2）開啟電源，打開兩個高壓輸液泵、PDA檢測器和柱溫箱的電源開關，待各部件穩定后打開與儀器連接的電腦。

（3）排除高壓輸液泵管道氣泡和沖洗管道　將排液閥逆時針旋轉90°至水平位置，按下【purge】鍵，輸液泵以10mL·min-1的流量輸液，觀察管道中是否有氣泡排出，當確信管道中無氣泡后，按下【pump】，使輸液泵停止工作，再將排液閥旋緊至垂直位置。

（4）雙擊【LC solution】圖標，單擊分析通道1，進入軟件操作界面。單擊菜單欄右上角【儀器開/關】圖標按鈕，這時高壓輸液泵、檢測器和柱溫箱將同時開啟。

（5）設置儀器參數　在【數據采集】窗口的【儀器參數視圖】窗口中設置分析條件（儀器參數）：單擊【正?！匡@示一個窗口，可以在其中輸入分析條件基本參數，如LC停止時間、泵運行模式、泵流速、泵B的濃度百分比、PDA檢測器停止時間和柱溫等參數。設置好后將儀器參數以方法文件的格式命名后另存到方法文件中，并在執行分析時使用。

（6）沖洗色譜柱　按步驟（5）設置好一個洗柱方法，請務必使【泵B的濃度百分比】設置為100%，即用純甲醇沖洗柱子。洗柱方法設置好后，單擊【儀器參數視圖】窗口右上角的【下載】按鈕，將儀器分析參數傳輸給儀器，再單擊【數據采集】窗口右上角的【繪圖】按鈕，在顯示窗口中可以監視到系統壓力的變化，一般常用甲醇-水流動相體系中，洗柱壓力在4MPa以下。待【色譜圖視圖】中基線在縱坐標強度為 ±10之間平穩后，視為柱子沖洗干凈，單擊【停止】按鈕。

（7）分析樣品　按步驟（5）設置好樣品分析方法，單擊【下載】。待工具欄左上角顯示【就緒】后，單擊【LC實時分析】窗口助手欄上的【單次分析】圖標。出現【單次運行】屏幕后，設置對話框。一般只需設置樣品名、數據文件的保存途徑，其它選擇為系統默認值即可。單擊【確定】，出現一個對話框后，用進樣針吸取適量的樣品進樣。在六通閥進樣器處于【Inject】的狀態下插入進樣針，再把進樣器向上掰至【Lode】的狀態下把樣品注射進去，再把進樣器向下掰至【Inject】狀態，這時對話框消失，開始單次分析，【LC實時分析】窗口狀態由【就緒】更改為【正在運行】。待色譜峰流出后，單擊【停止】按鈕可手動停止分析，也可待LC停止時間結束后，儀器自動停止。分析數據文件會自動保存，打開數據文件后可對色譜圖進行處理并打印結果。