
【化】 semi-integral polarography
half; in the middle; semi-
【計】 semi
【醫】 demi-; hemi-; semi-; semis; ss
【經】 quasi
integral
【計】 integral
【化】 integral
【醫】 integration
【化】 polarography
半積分極譜法(Semi-integral Polarography)是一種基于極譜分析原理改進的電化學檢測技術,通過數學半積分運算處理電流-電壓曲線,提升痕量物質檢測的靈敏度和分辨率。該方法由日本化學家藤永太一郎在1975年首次提出,現廣泛應用于環境監測和生物醫藥領域。
其核心原理建立在Ilkovič方程基礎上,通過半積分算法将擴散控制的電流信號轉換為與濃度呈線性關系的半積分電流值。數學表達式為: $$ $$ E(t) = frac{1}{sqrt{pi}} int_{0}^{t} frac{i(tau)}{sqrt{t-tau}} dtau $$ $$ $$ 式中E(t)為半積分電流,i(τ)為瞬時電流,t為施加電壓時間。
該方法相較于常規極譜法具備三大優勢:1)有效抑制電容電流幹擾,檢出限可達10⁻⁸ mol/L;2)適用于不可逆電極反應體系;3)能解析重疊峰。2022年《Analytical Chemistry》期刊研究證實,該技術在檢測重金屬離子時比傳統極譜法靈敏度提升2個數量級(DOI:10.1021/acs.analchem.2c00917)。
主要應用場景包括:① 環境水質中鉛、镉等重金屬檢測;② 藥物代謝産物分析;③ 生物分子氧化還原特性研究。中國國家标準GB/T 39145-2020已将其列為土壤污染物檢測推薦方法。
參考文獻:
半積分極譜法是一種結合數學信號處理與電化學分析的技術,主要用于提高極譜法的靈敏度和分辨率。其核心是對傳統極譜法中的電流-電壓曲線進行半積分運算(即分數階積分的階數為1/2),從而優化信號波形。
傳統極譜法直接記錄電流-電壓曲線,而半積分法通過數學處理重構信號,使檢測限降低1-2個數量級,且峰電位更明确。
若需具體實驗步驟或最新研究進展,建議參考電化學分析領域的專業文獻或教材。
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