流动分析分类
目前,两种主流的流动分析技术分别为连续流动分析技术(CFA)和流动注射分析技术(FIA)。
流动注射分析发展回顾:「拓展」流动注射分析
流动分析特点
自动化程度高 分析速度快 试剂消耗量少 可批量检测样品 具有高灵敏度 低检出限
连续流动分析与流动注射分析比较
以下从几个方面比较一下连续流动与流动注射两种技术的特点:
1. 灵敏度
有以下两个因素决定了反应的灵敏度:
a) 样品与试剂完全反应;
b) 测量最大浓度液体的吸光度。
完全反应的优点是:
i) 灵敏度达到最大;
ii) 微小的反应条件变化不会影响灵敏度。
连续流动技术属于完全反应,流动注射技术属于非完全反应。所以,连续流动技术的灵敏度可达到最大。
2.样品浓度
在进入流动检测池时,样品浓度是否已经达到稳定的最大值是反应稳定性的关键,即稳态检测。稳态代表浓度达到最大值,测量稳态的平均高度即可获得其吸光度,计算获得浓度值。
稳态从两个方面保证了最大灵敏度。
a) 样品浓度在流动检测池中达到最大;
b) 样品可保持处于最大值足够长时间,以保证获得准确的读数。
连续流动符合稳态检测要求,而流动注射形成一尖峰,只是瞬时达到最大,是非稳态检测。
3.稳定性
如果在很长时间给出稳定不变的结果,则不会因为环境和条件的细微变化而有所波动,连续流动符合该特征。具体表现在如下几点:
a) 即使是很慢的反应也可达到完全反应:不论是反应时间或温度的变化都不会影响方法的灵敏度和结果。
下图显示了在反应时间变化2%的时候,对连续流动没有影响,而流动注射的灵敏度会变化4.4%。
b) 测试结果是几个最大浓度值的平均值:干扰能很容易地被辩别出来,并被分离。连续流动的吸收峰在最大浓度时能达到稳态,在最大浓度处形成一平台,结果是最大浓度值的平均值。
c) 反应模式不会影响结果
当样品中含有催化剂或者抑制剂导致反应速率变化时,对连续流动的结果没有影响,而对流动注射的影响是很明显的,见下图。因为标准物质是纯净的,而样品中有可能会有阻止或加速某种反应的物质,这样,流动注射就失去了比较计算结果的基础。
4.复杂的反应过程也可自动完成
连续流动能够自动完成比较复杂,需要反应时间较长的化学过程,如在线蒸馏、消解等。只有连续流动的紫外消解获得ISO认可,而流动注射受其理论的影响,紫外消解时间短,不能完全消解,导致测试结果偏低。
5.非常容易判断系统工作是否正常
液体片断与气泡组成非常规则的液流,很容易辨别系统工作是否正常或辨别到问题的来源,如试剂耗尽或管路堵塞。
6.气泡不会对系统产生干扰
样品或试剂溶解的空气以及反应生成的气体释放会给系统带来多余的气泡,在连续流动系统中,上述气泡将融入注入的大气泡中,最后一起排出,不会影响检测结果。而流动注射只可以对样品进行在线脱气,试剂必须在系统外脱气,否则将会因为气泡影响而产生吸收尖峰,不论其测量模式是峰面积或峰高都很难去除。见下图。
7.检测下限
对于低浓度样品,连续流动样品峰是一平台,保持几秒钟,而流动注射给出的是一瞬时小尖峰,如果在相同高度情况下,显然连续流动给出的结果更可靠。见下图。
8.分析速度
连续流动和流动注射的分析速度均远比手工法快的多,一般每小时可分析至少20个样品,是手工法的20倍左右。
对于简单的化学反应,由于流动注射是非完全反应,依据的是受控制的扩散原理,反应一般在1分钟内完成,所以分析速度比较快;
而连续流动是完全反应,分析速度比流动注射稍慢。
但是对于复杂的反应,流动注射前处理不充分,测试结果不准确。
9.样品和试剂消耗量
流动注射仪器反应管路的管径一般在1 mm以下,连续流动仪器的反应管路一般选用2 mm左右的管径,所以,在相同的反应条件下(反应环境、泵管尺寸和蠕动泵泵速等),流动注射消耗样品和试剂量比连续流动少。对于水质样品,非稀有物质,来源广泛,而所用试剂绝大部分为常规试剂,所以样品和试剂的消耗量也非两种仪器对比的关键指标。
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