海光科普 | 连续流动分析技术概论

溶液化学分析（也称湿化学分析）应用于分析化学大约已有二百多年的历史了。在溶液化学分析中，最成熟、最古老、最基本的分析方法就是手工分析。至今，它仍在广泛的使用着。

手工分析虽然有某些优点，但也有很多弱点，比如：

a. 过程比较繁琐。许多样品在分析过程中需要进行如加热、沉淀、富集、萃取、分离、稀释等繁琐处理过程；

b.分析速度慢。对于某些急需得到大量样品分析结果的场合无能为力；

c.工作强度大。需要分析人员进行繁重的体力劳动（大量器皿的清洗工作）和枯燥的脑力劳动；

d.只能通过人工计算得到样品含量；

e.化学试剂的频繁操作对人体造成危害；

f.分析结果与分析人员的个人技术水平和工作态度有关系，常常会给分析结果带来很大的人为误差。

20世纪50年代，在各种各样自动分析仪发展的同时，出现了一种性能更为优越的溶液化学分析技术——空气间隔连续流动分析（Air-Segmented continuous flow analysis，简称CFA）。它的基本方法是把各种化学分析所用的试剂和样品按一定的顺序和比例用管道和泵输送到特定反应区域进行混合和反应，待反应达到平衡后再使产物流经检测器检测并由记录仪显示分析结果。

连续流动分析技术最早于1954年被提出，并由美国TECHNICON公司于1957 年生产出第一台连续流动分析。随后，其他品牌相继问世。该类型仪器是将试剂及样品通过泵抽到一个连续流动的流路中，同时将每个样品/试剂/混合液用气泡加以隔开，样品和试剂通过流经玻璃混合圈后加以充分混合，如果需要加热以加快反应时还需要流经一个恒温浴槽，最后流到流通池中进行检测。但是在最初的应用中人们发现，在分析某些含有高分子化合物或存在检测干扰物质时，化学反应将受到干扰，该问题可以通过透析膜或紫外消解或加热蒸馏等方式去解决。

连续流动分析技术的创新之处在于用试剂流与试样流按比例混合的方式，实现了管道化的自动连续分析技术，具有通用性强、分析速度快（一般可达30至50次/h）、自动化程度高等优点，因而在20世纪60～70年代得以迅速发展。

连续流动分析仪是基于空气间隔连续流动分析技术研发的，即利用连续流，从各种试剂容器吸出的试样溶液，在流路系统中将试样与试剂混和，用蠕动泵将空气、试样和试剂分别吸引到已确定的流路中，最终到达检测器完成检测的分析过程。整个过程完全自动化。

连续流动分析示意图

1) 朗伯-比尔定律：

A = -lgI/I₀ = -lgT = KCL

式中：A  -  吸光度（其单位为A）

           I₀  -  入射光强度

           I  -  透射光强度

           T  -  透射比

           K  -  吸光系数

           C  -  样品中被测元素的浓度

            L  -  光通过原子化器的光程

2) 应用领域

a) 水质分析：地表水、地下水、自来水、废水、洋水、超纯水、锅炉水等 ；

b) 烟草分析 ；

c) 酒类分析：白酒、啤酒、葡萄酒等 ；

d) 食品分析：饮料、啤酒、乳品等流质或半流质； 

e) 土壤溶液分析；

f) 植物萃取液分析 ；

g) 化肥分析和制药分析。

3) 测试项目

挥发酚、总氰化物、氨氮、总氮、总磷、硫化物、阴离子表面活性剂、COD、硝酸盐、尼古丁、总糖、还原糖、氯、钾、挥发碱、总凯式氮、硝态氮、亚硝态氮、氨态氮、磷酸盐、硅酸盐、硫氰酸盐、硼化物、游离氰、钙、镁、钠、锰、尿素、赖氨酸、葡萄糖、亚硝酸盐、硫酸盐、苯酚、氰化物、DOC等一百多项。

4) 优缺点

优点：

a.更加直观，利于观察反应状况；

b.气泡的表面张力作用，使其可充当“刷子”，可减少样品在管壁的残留；

c.使反应完全，避免了样品间的扩散与带过；

d.将样品分割成很多小片段，每一片段均发生相同的反应，可提高反应精度；

f.反应过程产生的小气泡可以轻易融入大气泡中，不会产生乱峰；

g.降低流速和减少试剂消耗；

缺点：

a.对注入气泡的大小和速率要求比较高；

b.检测时需要严格防止气泡进入流通池检测器；

c.试剂的运动无法准确控制、不能瞬间起停。

产品技术特点

● 采用空气间隔流动技术, 适用于批量样品的快速准确分析检测;

● 检测项目模块独立化设计, 反应过程全程密闭;

● 特有的气泡注入和气泡分离专利技术, 有效减少样品残留, 使样品反应完全,  避免样品相互干扰;

● 在线吹脱蒸馏专利技术, 迅速完成样品的蒸馏收集工作;

● 原装进口180~520位X、Y、Z三维进样器, 快速准确, 自动清洗且清洗液自动更换, 超静音运行;

● 整体压块式高精度蠕动泵, 具有良好的传输一致性和较高的传输精度;

● 完全在线的样品前处理工作, 涵盖高温加热、紫外消解、在线蒸馏、膜过滤等功能;

● 独立膜过滤技术和蒸馏技术, 满足不同项目的检测需求, 特有的玻璃蒸

馏装置, 效率高、寿命长, 尤其适用于基体复杂的污水分析检测;

● 独立加热控温模块, 温度精度±0.1℃;

● 高效的在线紫外消解装置, 可快速完成复杂样品的分解与转化, 使其满

足在线检测要求;

● 全谱直读CCD检测器, 无需滤波片，选择性好, 灵敏度高, 稳定性好;

● 全自动中文多通道数据处理系统, 界面友好, 功能强大。可对自动进样器,蠕动泵、温控模块、紫外消解等功能模块进行控制, 方便设置参数、观察图谱和处理数据。

氨氮精密度谱图

氨氮标准谱图

氨氮标准曲线

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