光譜、質譜、色譜和波譜是分析化學中常用的四種重要技術，它們在原理、應用和數據輸出上各有特點。以下是它們的詳細介紹及區別：

1. 光譜（Spectroscopy）

原理：
通過物質與電磁輻射（光）的相互作用，研究物質對光的吸收、發射或散射特性。不同物質會因能級躍遷（如電子、振動、轉動）產生特征光譜。
主要類型：

• 紫外-可見光譜（UV-Vis）：分析電子躍遷，用于定量和共軛體系研究。

• 紅外光譜（IR）：研究分子振動/轉動，用于官能團鑒定。

• 核磁共振波譜（NMR）：利用原子核在磁場中的能級分裂，提供分子結構信息（如氫、碳的位置）。

• 拉曼光譜：基于非彈性散射，與IR互補。
  輸出：光譜圖（強度 vs. 波長/頻率）。
  應用：結構鑒定、定量分析、反應監測等。

2. 質譜（Mass Spectrometry, MS）

原理：
將樣品分子電離為離子，按質荷比（*m/z*）分離并檢測，提供分子量和結構信息。
關鍵步驟：電離（如EI、ESI）、質量分析（如四極桿、TOF）、檢測。
輸出：質譜圖（離子強度 vs. *m/z*）。
應用：

• 確定分子量、分子式。

• 解析結構（通過碎片離子）。

• 蛋白質組學、代謝組學。

3. 色譜（Chromatography）

原理：
利用樣品中各組分在固定相和流動相間的分配差異實現分離。
主要類型：

• 氣相色譜（GC）：適用于揮發性化合物。

• 液相色譜（HPLC/UPLC）：適用于非揮發性或熱不穩定物質。

• 薄層色譜（TLC）：快速分離和初步鑒定。
  輸出：色譜圖（信號強度 vs. 保留時間）。
  應用：

• 復雜混合物分離（如藥物、環境樣品）。

• 常與質譜聯用（GC-MS、LC-MS）提高分析能力。

4. 波譜（一般指NMR或綜合譜學）

注意：
“波譜”通常作為核磁共振波譜（NMR）的簡稱，或泛指多種光譜技術的綜合應用（如“波譜學”）。
NMR特點：

• 提供原子級結構信息（如氫/碳的化學環境、連接方式）。

• 非破壞性，適用于液體和固體樣品。

核心區別總結

聯用技術

• GC-MS / LC-MS：色譜分離+質譜鑒定，用于復雜樣品。

• HPLC-NMR：分離與結構分析結合。

• 
  

選擇依據：

• 需分離混合物？→ 色譜。

• 需分子量或碎片信息？→ 質譜。

• 需官能團或結構細節？→ 光譜/NMR。

這些技術互補，常聯合使用以全面分析樣品。