分析化學(xué)儀器操作培訓(xùn)手冊(cè)前言分析化學(xué)儀器是開展精準(zhǔn)化學(xué)分析的核心工具，其操作規(guī)范性直接影響檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性及實(shí)驗(yàn)室安全。本手冊(cè)聚焦主流分析儀器的操作流程、維護(hù)要點(diǎn)及問題處置策略，旨在幫助從業(yè)者系統(tǒng)掌握儀器操作技能，保障分析工作高效、合規(guī)開展。一、光譜分析儀器操作與維護(hù)（一）紫外可見分光光度計(jì)1.原理與適用場景基于朗伯-比爾定律（物質(zhì)對(duì)特定波長光的吸收與濃度成正比），通過檢測樣品的吸光度/透射率，實(shí)現(xiàn)組分的定性、定量分析。廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境、醫(yī)藥領(lǐng)域（如藥物含量測定、水質(zhì)污染物分析）。2.操作流程開機(jī)準(zhǔn)備：檢查電源、比色皿架清潔度；確認(rèn)比色皿無裂痕、透光面無污漬。接通電源，開啟主機(jī)與軟件，預(yù)熱15~30分鐘（確保光源穩(wěn)定）。參數(shù)設(shè)置：根據(jù)樣品特性設(shè)置波長（如苯酚檢測選270nm）、掃描模式（定量選“單波長”，定性選“光譜掃描”）、狹縫寬度（0.5~2nm，濃度高時(shí)增大狹縫提升靈敏度）。樣品處理：液體樣品過濾/離心除顆粒物；固體樣品研磨后溶解、定容，確保濃度在儀器線性范圍（吸光度0.2~0.8為宜，超出需稀釋/濃縮）。比色皿操作：用待測液潤洗比色皿2~3次，注入樣品至3/4容積；用擦鏡紙輕擦透光面（禁止手觸，防止指紋干擾），放入比色皿架并對(duì)準(zhǔn)光路。測量與記錄：以空白溶劑（如蒸餾水）校零；放入樣品比色皿，讀取數(shù)據(jù)（重復(fù)3次取平均）；記錄樣品信息、波長、環(huán)境溫度（溫度波動(dòng)影響結(jié)果）。關(guān)機(jī)流程：取出比色皿，蒸餾水沖洗后晾干（長期不用可浸泡乙醇防霉變）；關(guān)閉軟件，斷開電源，登記使用時(shí)長與異常情況。3.關(guān)鍵注意事項(xiàng)樣品濃度過高（吸光度＞1.0）時(shí)，需稀釋后重新測量，避免“比爾定律偏離”。定期用重鉻酸鉀溶液校準(zhǔn)波長（偏差超±1nm時(shí)聯(lián)系工程師調(diào)試）。比色皿用后及時(shí)清洗，殘留樣品（如蛋白質(zhì)、染料）可用稀硝酸浸泡30分鐘，禁用強(qiáng)堿或硬物刮擦。4.維護(hù)要點(diǎn)日常維護(hù)：每次使用后清潔儀器表面，用防塵罩覆蓋；每周檢查光源能量（能量低于初始值80%時(shí)更換氘燈/鎢燈）。定期維護(hù)：每季度用無水乙醇清潔比色皿架；每年請(qǐng)廠家工程師校準(zhǔn)光路、檢測電路。（二）原子吸收光譜儀1.原理與適用場景基于基態(tài)原子對(duì)特征譜線的吸收，實(shí)現(xiàn)金屬元素（如鉛、鎘、銅）的定量分析，廣泛用于環(huán)境、食品、冶金領(lǐng)域的痕量金屬檢測。2.操作流程開機(jī)準(zhǔn)備：檢查乙炔/空氣鋼瓶壓力（乙炔≥0.2MPa，空氣≥0.4MPa），安裝空心陰極燈（對(duì)準(zhǔn)光路），開啟通風(fēng)櫥。儀器預(yù)熱：打開主機(jī)，預(yù)熱空心陰極燈30分鐘（確保發(fā)射強(qiáng)度穩(wěn)定）；設(shè)置工作參數(shù)（波長、燈電流、狹縫寬度）。樣品處理：液體樣品過濾除雜；固體樣品消解（如硝酸-高氯酸體系）后定容，確?；w匹配（加硝酸鈀等基體改進(jìn)劑）。點(diǎn)火與校準(zhǔn)：打開乙炔氣路，點(diǎn)火（火焰呈藍(lán)色透明狀）；用標(biāo)準(zhǔn)溶液（0、1、2、5mg/L）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，相關(guān)系數(shù)需≥0.999。樣品測量：將樣品導(dǎo)入霧化器（提升量3~5mL/min），讀取吸光度，重復(fù)測量3次取平均；測量后用蒸餾水沖洗霧化器3分鐘（防止鹽類結(jié)晶）。關(guān)機(jī)流程：關(guān)閉乙炔氣路，待火焰熄滅后關(guān)閉空氣壓縮機(jī)；取出空心陰極燈，關(guān)閉主機(jī)，登記燃?xì)庀呐c異常情況。3.關(guān)鍵注意事項(xiàng)乙炔為易燃易爆氣體，需遠(yuǎn)離明火，鋼瓶存放于通風(fēng)、陰涼處，壓力低于0.1MPa時(shí)停止使用。霧化器堵塞時(shí)，用5%硝酸超聲清洗（禁止用鐵絲疏通）；火焰呈黃色時(shí)，檢查燃燒頭是否積碳（用刀片刮除）。高濃度樣品（吸光度＞0.8）需稀釋，避免“自吸效應(yīng)”導(dǎo)致結(jié)果偏低。4.維護(hù)要點(diǎn)日常維護(hù)：每次使用后用蒸餾水沖洗霧化室、燃燒頭；每周檢查廢液管通暢性（避免積液倒吸）。定期維護(hù)：每季度更換乙炔過濾器（防止雜質(zhì)堵塞氣路）；每年校準(zhǔn)波長準(zhǔn)確性（用銅燈213.9nm譜線驗(yàn)證）。二、色譜分析儀器操作與維護(hù)（一）高效液相色譜儀（HPLC）1.原理與核心組件通過高壓泵輸送流動(dòng)相，樣品經(jīng)進(jìn)樣閥注入后，因各組分在固定相（色譜柱填料）與流動(dòng)相中的分配系數(shù)差異實(shí)現(xiàn)分離，最終由檢測器（紫外、熒光、質(zhì)譜等）定量。核心組件：高壓泵、進(jìn)樣閥、色譜柱、檢測器、柱溫箱（可選）。2.操作流程開機(jī)前檢查：確認(rèn)流動(dòng)相（如甲醇-水）足量且脫氣（超聲20分鐘或在線脫氣）；色譜柱連接牢固，廢液瓶未滿。系統(tǒng)啟動(dòng)：依次開啟穩(wěn)壓電源、泵、柱溫箱、檢測器；打開工作站，設(shè)置泵參數(shù)（流速0.5~2mL/min）、柱溫（30~40℃）、檢測波長（如維生素C選245nm）。流動(dòng)相平衡：以低流速（0.2mL/min）沖洗色譜柱30分鐘，待壓力穩(wěn)定（波動(dòng)＜0.5MPa）后，調(diào)至目標(biāo)流速，繼續(xù)平衡至基線平穩(wěn)（紫外檢測器噪聲＜0.001AU）。進(jìn)樣分析：用樣品溶液潤洗進(jìn)樣針5次，抽取樣品（體積≤柱體積1%，如4.6mm柱進(jìn)樣量≤20μL）；進(jìn)樣閥旋至“Load”位注入樣品，再旋至“Inject”位啟動(dòng)分析，記錄進(jìn)樣時(shí)間與編號(hào)。數(shù)據(jù)分析與關(guān)機(jī)：分析完成后，用工作站積分峰面積、計(jì)算含量；梯度洗脫后，調(diào)回初始流動(dòng)相比例，用100%水沖洗色譜柱30分鐘（保護(hù)填料），再用100%甲醇沖洗30分鐘（防長菌）；關(guān)閉設(shè)備，記錄壓力、流速等參數(shù)。3.關(guān)鍵注意事項(xiàng)流動(dòng)相需過濾（0.22μm濾膜）、脫氣，避免顆粒物堵塞色譜柱或氣泡干擾檢測。進(jìn)樣閥用后及時(shí)用甲醇沖洗（旋至“Load”位，注入甲醇后旋至“Inject”位），防止樣品殘留污染。色譜柱使用時(shí)避免壓力驟變（如流速突變），柱壓上限通常為40MPa，超限時(shí)降低流速或更換色譜柱。4.維護(hù)要點(diǎn)色譜柱維護(hù)：長期不用時(shí)，用甲醇/乙腈封存（兩端堵頭擰緊），存放于室溫干燥處；每次分析后用10倍柱體積的低有機(jī)相流動(dòng)相沖洗，再用高有機(jī)相流動(dòng)相沖洗。泵維護(hù)：每周檢查泵密封墊（漏液時(shí)更換），每月用5%硝酸沖洗泵頭（除緩沖鹽結(jié)晶），每季度校準(zhǔn)泵流速（稱量流出液質(zhì)量計(jì)算實(shí)際流速）。檢測器維護(hù)：紫外檢測器定期清潔流通池（10%硝酸浸泡后沖洗）；熒光檢測器避免強(qiáng)光直射；質(zhì)譜檢測器定期更換離子源燈絲、清洗錐孔。（二）氣相色譜儀（GC）1.原理與適用場景基于組分在氣相與固定相中的分配系數(shù)差異實(shí)現(xiàn)分離，通過火焰離子化檢測器（FID）、熱導(dǎo)檢測器（TCD）等定量，適用于揮發(fā)性有機(jī)物（如苯系物、農(nóng)藥殘留）的分析。2.操作流程開機(jī)準(zhǔn)備：檢查載氣（氮?dú)?氦氣）壓力（≥0.4MPa），安裝色譜柱（兩端插入進(jìn)樣口/檢測器，露出石墨墊1~2mm），開啟通風(fēng)櫥。儀器預(yù)熱：打開主機(jī)，設(shè)置進(jìn)樣口溫度（如250℃）、柱溫（程序升溫或恒溫）、檢測器溫度（FID≥250℃）；待溫度穩(wěn)定后，點(diǎn)火（FID模式下，按“點(diǎn)火”鍵，觀察基線上升后回落）。樣品處理：液體樣品直接進(jìn)樣（濃度≤10mg/mL）或頂空進(jìn)樣；固體樣品萃取（如二氯甲烷超聲萃?。┖筮^濾，確保無顆粒物。進(jìn)樣分析：用微量進(jìn)樣針（1μL）抽取樣品，快速注入進(jìn)樣口（避免樣品揮發(fā)）；啟動(dòng)程序升溫，記錄保留時(shí)間與峰面積，重復(fù)測量3次取平均。關(guān)機(jī)流程：分析完成后，將柱溫降至50℃，關(guān)閉檢測器火焰；待溫度降至100℃以下，關(guān)閉載氣與主機(jī)，登記樣品信息與異常情況。3.關(guān)鍵注意事項(xiàng)進(jìn)樣口溫度需高于樣品沸點(diǎn)（防止樣品冷凝），但低于色譜柱最高使用溫度（避免固定相流失）。FID檢測器用后，用丙酮沖洗進(jìn)樣口襯管（去除殘留樣品）；TCD檢測器禁用氧氣載氣（防止熱絲氧化）。程序升溫速率不宜過快（≤20℃/min），避免峰形展寬或分離度下降。4.維護(hù)要點(diǎn)色譜柱維護(hù)：每次使用后在高溫（比使用溫度高20℃）下烘烤30分鐘（去除殘留組分）；長期不用時(shí)，兩端堵頭密封，存放于干燥處。進(jìn)樣口維護(hù)：每周更換進(jìn)樣口襯管（積碳時(shí)提前更換），每月清洗進(jìn)樣針（用丙酮超聲）。檢測器維護(hù)：FID每月清洗收集極（用甲醇超聲）；TCD每季度更換熱絲（基線噪聲大時(shí)）。三、電化學(xué)分析儀器操作與維護(hù)（以pH計(jì)為例）1.原理與應(yīng)用基于玻璃電極與參比電極的電位差（能斯特方程）測量溶液pH值，廣泛用于水質(zhì)監(jiān)測、酸堿滴定、生物樣品分析。2.操作流程電極準(zhǔn)備：新電極在3mol/LKCl溶液中浸泡24小時(shí)活化；使用前蒸餾水沖洗，濾紙吸干（避免擦碰玻璃膜）。儀器校準(zhǔn)：選擇2~3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緩沖液（如pH4.00、6.86、9.18），電極放入pH6.86緩沖液，按“校準(zhǔn)”鍵；待讀數(shù)穩(wěn)定后，依次用pH4.00、pH9.18緩沖液重復(fù)校準(zhǔn)（斜率需在95%~105%之間）。樣品測量：蒸餾水沖洗電極，待測液潤洗3次，放入樣品中攪拌（避免氣泡附著），待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄pH值，同時(shí)記錄溫度（開啟溫度補(bǔ)償）。關(guān)機(jī)與維護(hù)：測量后蒸餾水沖洗電極，浸泡在3mol/LKCl溶液中（短時(shí)間不用）或干燥保存（長期不用）；關(guān)閉儀器，清潔電極接口（防止腐蝕）。3.關(guān)鍵注意事項(xiàng)避免電極玻璃膜接觸硬物（如攪拌子、容器壁），防止破損導(dǎo)致響應(yīng)異常。緩沖液需現(xiàn)配現(xiàn)用，過期或污染的緩沖液會(huì)導(dǎo)致校準(zhǔn)失敗。含氟離子的樣品（如HF溶液）需使用特殊氟化物電極，禁止用玻璃電極測量。4.維護(hù)要點(diǎn)每周檢查參比電極內(nèi)充液（3mol/LKCl），不足時(shí)補(bǔ)充。每月用0.1mol/LHCl溶液浸泡電極30分鐘（去除蛋白質(zhì)污染），蒸餾水沖洗后活化。每季度校準(zhǔn)儀器精度（偏差超±0.02pH時(shí)，更換電極或送修）。四、儀器常見故障排查與處理（一）基線異常（以HPLC紫外檢測器為例）現(xiàn)象：基線漂移、噪聲大。排查步驟：1.流動(dòng)相：是否變質(zhì)（如甲醇吸水導(dǎo)致比例變化）、是否有氣泡（脫氣后重新平衡）。2.色譜柱：是否污染（用強(qiáng)溶劑沖洗）、是否柱效下降（更換新柱對(duì)比）。3.檢測器：流通池是否污染（硝酸沖洗）、氘燈是否老化（能量掃描后更換）。（二）測量值偏差（以分光光度計(jì)為例）現(xiàn)象：同一樣品多次測量結(jié)果差異大。排查步驟：1.樣品制備：是否未搖勻（重新定容、超聲溶解）、是否有沉淀（過濾后測量）。2.比色皿：是否未配對(duì)（用同一比色皿測量空白和樣品）、是否有劃痕（更換比色皿）。3.儀器參數(shù)：波長是否校準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)溶液驗(yàn)證）、狹縫寬度是否一致（重新設(shè)置參數(shù)）。五、實(shí)驗(yàn)室安全操作規(guī)范（一）化學(xué)試劑安全強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在通風(fēng)櫥內(nèi)操作，佩戴耐酸堿手套、護(hù)目鏡；若濺灑皮膚，立即清水沖洗15分鐘并就醫(yī)。有機(jī)溶劑（甲醇、乙腈）遠(yuǎn)離明火，防爆冰箱儲(chǔ)存；廢液分類收集（含鹵化物、重金屬的廢液單獨(dú)存放）。（二）儀器安全高壓設(shè)備（HPLC泵、GC進(jìn)樣口）操作時(shí)禁止敲擊、拆卸；壓力超限時(shí)立即停機(jī)檢查。用電設(shè)備需接地良好；儀器故障時(shí)先斷電，再聯(lián)系維修人員，禁止自行改裝電路。（三）廢棄物處理含重金屬的廢液（鉛、汞溶液）加硫化鈉沉淀后處理；有機(jī)溶劑廢