色谱、光谱、质谱三者的区别和对比

赵敏 0 2022-12-08

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色谱光谱质谱

色谱、光谱、质谱都有各自的优缺点，为了能够最大限度的发挥每种的最大优势，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。是未来发展的趋势所在。

简单来说三者的定义：

质谱：定性、定量，可以推测物质的组成；

色谱：定量，可分辨样品中的不同物质；

光谱：定性，确定样品中主要基团，确定物质类别。

光谱法和色谱法的区别

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。

色谱法与光谱、质谱相比

1、光谱、质谱用于物质定性鉴定，色谱法定性功能差。

2、色谱法最主要特点是适于多组分复杂混合物分离分析。

3、色谱仪价格比分子光谱、质谱仪低得多，适用范围广。

4、色谱检测器比分子光谱法灵敏度更高，比质谱灵敏度低。

光谱定量的局限性

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。

光谱分析的优缺点

光谱法依据物质与辐射相互作用的性质，一般分为发射光谱法、吸收光谱法、拉曼散射光谱法三种类型。

光谱分析仪的优点：

1. 采样方式灵活，对于稀有和贵重金属的检测和分析可以节约取样带来的损耗。

2. 测试速率高，可设定多通道瞬间多点采集，并通过计算器实时输出。

3. 对于一些机械零件可以做到无损检测，而不破坏样品，便于进行无损检测。

4. 分析速度较快，比较适用做炉前分析或现场分析，从而达到快速检测。

5. 分析结果的准确性是建立在化学分析标样的基础上。

光谱分析仪的缺点：

1. 对于非金属和界于金属和非金属之间的元素很难做到准确检测。

2. 不是原始方法，不能作为仲裁分析方法，检测结果不能做为国家认证依据。

3. 受各企业产品相对垄断的因素，购买和维护成本都比较高，性价比较低。

4. 需要大量代表性样品进行化学分析建模，对于小批量样品检测显然不切实际。

5. 模型需要不断更新，在仪器发生变化或者标准样品发生变化时，模型也要变化。

6. 建模成本很高，测试成本也就比较大了，当然对于大量样品检测时，测试成本会下降。

7. 易受光学系统参数等外部或内部因素影响，经常出现曲线非线性问题，对检测结果的准确度影响较大。

质谱的优缺点

质谱法特点：唯一可以确定分子量的方法，特别是现代生物质谱，适用于生物大分子分子量（数十万）定；具有极高灵敏度，检测限达10-14g。

定性分析

标准谱图检索定性∶EI（70eV）标准谱库∶书库、数据库、网络检索

相对分子质量测定∶根据电离方式、测试条件和化合物分子结构特点，获得分子量

未知化合物的结构分析

分子量的确定分子离子峰的识别分子式的确定∶高分辨质谱法和同位素丰度法

分子结构的确定∶计算不饱和度，特征离子和特征碎片丢失定量分析

质谱直接定量分析∶应用少

复杂混合物定量分析∶GC-MS、LC-MS、CE-MS……

质谱法应用

质谱仪的种类有很多，从分析对象来看，可分为原子质谱和分子质谱法。

质谱最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2／3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱，质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

附：波谱法特点

1、样品用量少，一般来说2~3mg即可（最低可少到<1mg）；

2、除质谱外，其它方法无样品消耗，可回收再使用；

3、省时、简便

4、配合元素分析（或高分辨质谱），可以准确地确定化合物的结构

小结

责任编辑：展源

审　　核：何发