各种光谱分析的原理解读
光谱分析的基本原理
光谱分析的基本原理光谱分析是一种重要的科学技术，在许多领域都有广泛的应用。
它通过分析物质与光的相互作用，利用光的特性来获取信息。
本文将介绍光谱分析的基本原理，并探讨其在科学研究和实际应用中的意义。
一、光的本质和特性光是一种电磁波，呈现出波粒二象性。
在光的波动性方面，它具有波长、频率和振幅等特性，可以被折射、反射和衍射。
而在光的粒子性方面，它由一连串的能量量子，即光子组成。
由于这些特性，光可以在物质中产生相应的作用和变化，为光谱分析提供了基础。
二、光的分光现象当光通过物质时，会产生吸收、散射或者发射等现象，这些现象也是光谱分析的基础。
几种常见的光的分光现象包括：1. 吸收光谱：物质吸收特定波长的光，产生特征的吸收峰。
根据被吸收的波长范围和强度，可以确定物质的组成和浓度。
2. 发射光谱：物质在受激状态下，发射出特定波长的光，形成特征的发射峰。
通过测量这些峰的强度和频率，可以确定物质的元素组成和浓度。
3. 散射光谱：当光穿过物质时，会与物质中的微粒发生散射。
根据散射光的强度和方向，可以研究物质的组成和结构。
4. 荧光光谱：物质在受激发光后，产生荧光光谱。
通过测量荧光的强度和波长，可以研究物质的分子结构和变化。
三、光谱仪器的原理与应用为了准确地获取光谱信息，科学家们发明了各种各样的光谱仪器。
常见的光谱仪器包括分光计、光度计、质谱仪等，它们基于不同的原理和技术来进行光谱分析。
1. 分光计：分光计通过光栅或棱镜将光分散成不同波长的光束，然后使用光电探测器来测量每个波长的光强度。
分光计广泛用于可见光、紫外光和红外光的分析，常用于物质的吸收和发射光谱测量。
2. 光度计：光度计专门用于测量吸收或者发射光谱中的光强度变化。
它们通过比较样品和参比溶液的透光率或吸光度来计算物质浓度或反应动力学信息。
3. 质谱仪：质谱仪利用物质的分子或原子在电磁场中的运动进行分析。
它通过将样品分子离子化，然后在磁场中对其进行分离和检测。
各种光谱分析的原理解读
提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型 凝胶色谱法GPC
分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先 流出
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化 学环境和几何构型的信息电子顺磁共振波谱法ESR
分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃 迁
谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化
提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密 度、分子键特性及几何构型信息质谱分析法MS
分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化
提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
核磁共振波谱法NMR
分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级 的跃迁
谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化
分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离
谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化
提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组 成及结构的信息气相色谱法GC
分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离 谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化
提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息
四大光谱法的解析原理及规律
四大光谱法的解析原理及规律在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”分别为色谱、光谱、质谱、波谱，在检测特色和适用范围上各有不同，但总有一款适合你！质谱：分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。
色谱：是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。
光谱：定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。
从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。
波谱：通常指四大波谱，核磁共振（NMR）,物质粒子的质量谱-质谱（MS）,振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman）,电子跃迁-紫外（UV）。
光谱分析法光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成和相对含量。
光谱分析时，可利用发射光谱，也可以利用吸收光谱。
这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。
某种元素在物质中的含量达10皮克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来。
光谱的分类按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱。
按产生的本质不同，可分为原子光谱和分子光谱。
按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。
按光谱表现形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。
分光光谱技术可用于：通过测定某种物质吸收或发射光谱来确定该物质的组成；通过测量适当波长的信号强度确定某种单独存在或其他物质混合存在的一种物质的含量；通过测量某一种底物消失或产物出现的量同时间的关系，示踪反应过程。
鉴定分子式、结构式的方法紫外光谱：反应分子中共轭体系状况；红外光谱：光能团鉴定、分子中环、双键数目。
光谱法的优缺点（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。
光谱的分析原理及应用
光谱的分析原理及应用光谱分析是一种通过观察物体发射或吸收光的特定波长和强度来确定其组成和性质的方法。
基于不同的原理和应用，光谱分析可以分为多种类型。
原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy, AAS）是一种常用的光谱分析方法。
它利用化学元素在特定波长下吸收光的规律，通过测量样品吸收光的强度来确定元素的存在和浓度。
原子吸收光谱广泛应用于环境监测、食品安全等领域。
紫外-可见吸收光谱（Ultraviolet-Visible Absorption Spectroscopy, UV-Vis）是一种用于分析有机物和无机化合物的常见方法。
UV-Vis光谱通过测量样品对紫外和可见光的吸收程度，可以确定其化学结构和浓度。
此技术广泛应用于生物化学、药学、环境科学等领域。
红外光谱（Infrared Spectroscopy, IR）是一种用于分析物质结构和化学键的方法。
红外光谱通过测量样品对红外光的吸收能谱，可以获得物质分子的信息，如官能团的存在和化学键的类型。
红外光谱在有机化学、医药研究等领域具有广泛应用。
拉曼光谱（Raman Spectroscopy）是一种通过测量样品散射光的频移来分析其结构和组成的技术。
拉曼光谱具有高灵敏度和非破坏性的特点，可被应用于材料科学、药物分析等领域。
核磁共振光谱（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, NMR）是一种常用的结构分析方法。
核磁共振光谱通过测量原子核在外加磁场下的共振行为，可以获得物质的结构和化学环境信息。
核磁共振光谱广泛应用于有机化学、生化学和医药领域。
光谱分析在许多领域中具有重要的应用价值，如环境监测、食品安全、药物研发、材料科学等。
通过光谱分析技术，可以确定物质的组成、浓度、结构以及相互作用等信息，为科学研究和工业生产提供了可靠的数据支持。
各种光谱分析解读
各种光谱分析解读光谱分析是一种科学技术，通过研究物质与光的相互作用，可以从中获取物质的结构、性质和组成信息。
光谱分析包括多种方法和技术，其中常用的有紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、拉曼光谱和质谱等。
下面将对这些光谱分析方法做一些解读。
紫外可见光谱（UV-Vis）紫外可见光谱是通过检测物质吸收或散射紫外可见光而获得的。
这种方法对于研究有机物和无机物的电子转移、共振结构等有很大的应用价值。
通过紫外可见光谱可以了解物质的电子能级分布、化学键的性质和分子的色彩等。
红外光谱（IR）红外光谱是通过检测物质对红外辐射的吸收而获得的。
红外光谱可以分析物质的官能团、分子结构和立体构型。
不同官能团和化学键对红外光谱会有不同的吸收峰，通过对红外光谱的解析和比较，可以推断物质的组成和结构。
核磁共振光谱（NMR）核磁共振光谱是通过检测物质中核磁共振信号而获得的。
核磁共振光谱可以研究物质中的原子组成、化学环境和立体构型。
不同原子核有不同的共振频率，通过对核磁共振光谱的分析，可以确定物质中的原子种类和它们的相对数量。
拉曼光谱拉曼光谱是通过检测物质对激光散射光的拉曼效应而获得的。
拉曼光谱可以研究物质的分子振动模式和晶格振动模式等。
拉曼光谱的谱线对应于物质分子的振动能级差，通过对拉曼光谱的解析，可以了解物质的分子结构和化学键的性质。
质谱质谱是通过检测物质中离子的质量与通量的关系而获得的。
质谱可以研究物质中的原子组成、分子量和化学键的性质。
不同原子和分子具有不同的质荷比，通过对质谱的解析，可以确定物质的分子结构和化学键的类型。
光谱分析的原理
光谱分析的原理光谱分析是一种通过测量物质在不同波长下对光的吸收、发射或散射来研究物质性质的方法。
其基本原理包括以下几点:1. 光谱光谱是指将光按照不同波长进行分解或者分离的现象。
光谱可以分为连续光谱和线状光谱两种。
连续光谱是指由各种波长和幅度连续变化的光混合在一起，形成一个平滑的光谱带。
而线状光谱则是由一系列离散的亮或暗线组成。
2. 色散色散是指不同波长的光在通过物质时，由于光在介质中的传播速度与波长有关，导致不同波长的光被物质分散成不同方向传播，使得不同波长的光能够被分离开来。
3. 光谱仪光谱仪是用于测量光谱的仪器。
光谱仪一般包括光源、入射系统、分光系统、检测系统和记录系统等组成部分。
光源通过发出光线，入射系统将光线聚焦到样品上，样品与光发生相互作用后，分光系统将光谱分离成不同波长的光，并经过检测系统测量吸收、发射或散射光的强度，最后通过记录系统进行数据的记录和分析。
4. 吸收光谱分析吸收光谱分析是通过测量物质在不同波长下对光的吸收程度来研究物质的性质。
当一束光通过样品时，物质会吸收特定波长的光，吸收的波长与物质的分子结构、能级跃迁等有关。
通过测量吸收光的强度，可以得到不同波长下的吸收谱，从而获得关于物质组成和浓度的信息。
5. 发射光谱分析发射光谱分析是通过测量物质在受到外部激发后，发出特定波长的光来研究物质的性质。
当物质受到能量激发时，原子、分子或离子的电子会跃迁至高能级，并在返回基态时通过发射光子来释放能量。
通过测量发射光的强度和波长，可以获得关于物质的组成、结构和状态等信息。
总之，光谱分析是一种通过测量物质在不同波长下对光的吸收、发射或散射来研究物质性质的方法。
通过光谱分析，可以获得物质的组成、结构和特性等重要信息，广泛应用于化学、物理、生物等领域的研究和实践中。
四大光谱的原理及应用
四大光谱的原理及应用1. 可见光谱可见光谱是指可见光波长范围内的电磁辐射。
可见光谱的原理是光线在通过物质时，会发生吸收、散射、透射等现象，从而产生不同的波长和强度的光信号。
可见光谱广泛应用于光学、化学、生物科学等领域。
应用：•光学材料：可见光谱被用于研究和控制光学材料的光学性能，如折射率、透明度和色彩等。
•化学分析：可见光谱通过测量物质对不同波长光的吸收和发射，可用于分析化学物质的组成和浓度。
•生物医学：可见光谱被用于生物医学影像学中，如通过测量和分析血液中的吸收和散射特性，可以诊断血液病变和疾病等。
2. 红外光谱红外光谱是指波长范围在0.78微米至300微米之间的电磁波谱。
红外光谱的原理是物质吸收和发射红外光波段的特性，不同的分子和化学键会在不同波长的红外光下发生振动和转动，从而产生特定的吸收峰或谱带。
应用：•化学分析：红外光谱被广泛应用于化学分析领域，如用于分析有机物的结构和组成，检测化学反应的进程和过程等。
•医药研究：红外光谱可用于药物的合成和分析，如通过分析药物的红外光谱，确定药物的纯度和相对结构。
•红外成像：红外光谱可以用于红外成像设备中，用于探测和观察人体和物体的热分布、热辐射等信息。
3. 紫外光谱紫外光谱是指波长范围在10纳米至400纳米之间的电磁波谱。
紫外光谱的原理是通过分子和原子的电子跃迁，吸收和发射特定波长的紫外光。
不同的化学物质具有不同的吸收峰和谱带，可以用来确定物质的组成和结构。
应用：•分子生物学：紫外光谱在生物学研究中被广泛应用，如用于核酸和蛋白质的定量和分析，检测DNA和蛋白质的浓度和纯度等。
•化学反应：紫外光谱可以用于观察化学反应的进程和过程，如观察化学物质在不同条件下的吸收和发射特性，研究反应动力学等。
•紫外灭菌：紫外光谱在医疗和卫生领域被广泛应用于灭菌和消毒，如紫外线杀菌灯可以用于空气和水体的净化和杀菌。
4. 微波光谱微波光谱是指波长范围在1毫米至1米之间的电磁波谱。
光谱分析的原理与元素识别的方法
光谱分析的原理与元素识别的方法光谱分析是一种重要的科学技术，用于研究物质的物理和化学性质。
它能够通过光的分散、吸收或发射来分析物质的成分和结构，从而实现元素识别。
本文将介绍光谱分析的基本原理、常见的光谱方法以及元素识别的方法。
一、光谱分析的基本原理光谱分析基于光的性质和物质对光的相互作用。
当光通过物质时，会发生折射、反射、散射、吸收或发射等现象。
根据这些现象，我们可以得到不同波长的光被物质吸收或发射的特征，从而获得物质的结构和成分信息。
光谱分析主要通过两种方法进行：吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱是指物质吸收光能的过程，其原理是当光通过物质时，物质吸收特定波长的光，剩余的光被传递或反射。
通过测量吸收光的波长和强度，可以确定物质的组成和浓度。
发射光谱则是指物质在受到能量激发后，通过发射光的方式释放出一定波长的光。
根据发射光的波长和强度，可以判断物质的成分和性质。
二、常见的光谱方法1. 紫外可见吸收光谱（UV-Vis）紫外可见吸收光谱是指利用物质对紫外和可见光的吸收特性来分析样品的一种方法。
通过测量样品对不同波长光的吸收程度，可以得到样品在不同波长下的吸收谱线。
这种方法在生物化学和环境监测等领域得到广泛应用。
2. 红外光谱（IR）红外光谱是一种基于物质吸收或反射红外光的方法。
红外光谱可以用于分析物质的分子结构和成分。
根据不同化学键的振动和伸缩，红外光谱将被吸收或反射。
通过测量吸收或反射的光谱，可以确定物质的官能团和分子结构。
3. 核磁共振光谱（NMR）核磁共振光谱是一种通过测量原子核在磁场中吸收或辐射电磁辐射的方法。
它可以提供有关物质的结构、组成和环境的信息。
核磁共振光谱在有机化学、药物研发和材料科学等领域具有重要意义。
三、元素识别的方法1. 基于发射光谱的元素识别发射光谱可以用于分析和识别物质中的元素。
在此方法中，样品受到能量激发后，会通过发射特定波长的光来释放能量。
根据发射光的波长和强度，可以确定物质中所含元素的种类和浓度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法！！！来源：张月娟的日志
紫外吸收光谱 UV
分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁
谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化
提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息
荧光光谱法 FS
分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光
谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化
提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息
红外吸收光谱法 IR
分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化
提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
拉曼光谱法 Ram
分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射
谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化
提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
核磁共振波谱法 NMR
分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁
谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化
提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息电子顺磁共振波谱法 ESR
分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁
谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化
提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息质谱分析法 MS
分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化
提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息气相色谱法 GC
分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关
反气相色谱法 IGC
分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力
谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线
提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数
裂解气相色谱法 PGC
分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型凝胶色谱法 GPC
分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布
热重法 TG
分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化
谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线
提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区
热差分析 DTA
分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
示差扫描量热分析 DSC
分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
静态热―力分析 TMA
分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化
谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线
提供的信息：热转变温度和力学状态
动态热―力分析 DMA
分析原理：样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化
谱图的表示方法：模量或tgδ随温度变化曲线
提供的信息：热转变温度模量和tgδ
透射电子显微术 TEM
分析原理：高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成衬度，显示出图象
谱图的表示方法：质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象
提供的信息：晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等扫描电子显微术 SEM
分析原理：用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象
谱图的表示方法：背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等
提供的信息：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等
原子吸收 AAS
原理：通过原子化器将待测试样原子化，待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光，从而使用检测器检测到的能量变低，从而得到吸光度。
吸光度与待测元素的浓度成正比。
(Inductive coupling high frequency plasma)电感耦合高频等离子体 ICP
原理：利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，因此发射出特征的谱线。
通过光栅等分光后，利用检测器检测特定波长的强度，光的强度与待测元素浓度成正比。
X-ray diffraction ,x射线衍射即XRD
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。
晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。
由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=λ
应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析；另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
高效毛细管电泳（high performance capillary electrophoresis，HPCE）
CZE的基本原理
HPLC选用的毛细管一般内径约为５０μｍ（２０～２００μｍ），外径为３７５μｍ，有效长度为５０ｃｍ（７～１００ｃｍ）。
毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中，同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极，该电压使得分析样品沿毛细管迁移，当分离样品通过检测器时，可对样品进行分析处理。
HPLC进样一般采用电动力学进样（低电压）或流体力学进样（压力或抽吸）两种方式。
在毛细管电泳系统中，带电溶质在电场作用下发生定向迁移，其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。
所谓电渗是指在高电压作用下，双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象；电泳是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。
溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定，另外还受缓冲液的组成、性质、ｐＨ值等多种因素影响。
带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动，带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域，在电场作用下向正极移动。
与此同时，缓冲液的电渗流向负极移动，其作用超过电泳，最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。
MECC的基本原理
MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相，以胶束增溶作为分配原理，溶质在水相、胶束相中的分配系数不同，在电场作用下，毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳，使胶束和水相有不同的迁移速度，同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配，在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。
MECC 是电泳技术与色谱法的结合，适合同时分离分析中性和带电的样品分子。
扫描隧道显微镜（STM）
扫描隧道显微镜（STM）的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。
将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。
这种现象即是隧道效应。
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy ，简称AFM)
原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。
一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。
俄歇电子能谱学（Auger electron spectroscopy），j简称AES
俄歇电子能谱基本原理：入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。
外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。
对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。
原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。
因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。