生物大分子仪器分析方法

仪器分析法的特点：

（1）、仪器分析法一般都有较强的检测能力。

方法的绝对检出限可达：

微克数量级（10_6g）

纳克数量级（10_9g）

皮克数量级（10_12g）

飞克数量级（10_15g）

方法的相对检出限可达：

微克数量级每毫升（μg?ml－1）

纳克每毫升（ng?ml－1 ）

皮克每毫升（pg?ml－1 ）

适于痕量组分（<0.1%）的测定

化学分析法只适于常量组分（>1%）及微量组分（0.01% ~ 1%）的分析

2）、仪器分析的取样量一般较少。

固体：从几mg ～几μg

液体：从几μl ～几nl

可用于微量分析（0.1~10mg 或0.01~1ml ）、超微量分析（<0.1mg 或<0.01ml）

化学分析方法取样量较大，可用于常量分析（>0.1g 或10ml）和半微量分析（0.01g~0.1g 或1~10ml）

（3）、仪器分析法具有很高的分析效率。

如：流动注射AAS 120个样品/h，光电直读光谱仪20个元素/min

化学分析法分析效率较低一般为数min ～数h，只能分析1~2个样品。

4）、仪器分析具有更广泛的用途，不但可用于成分分析，而且也可用于价态分析、状态分析、结构分析、无损分析、表面分析

化学分析只能用于离线的成分分析。

（5）、仪器分析法的准确度一般不如化学分析法。

化学分析法的相对误差<0.2%;

仪器分析法的相对误差一般为1％～5％，甚至达到10%。

（6）、仪器分析的仪器一般比较复杂；而化学分析所用设备比较简单。

仪器分析的主要性能指标：

精密度

准确度

灵敏度

检出限

标准曲线及其线性范围

定量校准

精密度：是指在规定的条件下同一样品平行分析结果相互之间的接近程度。精密度一般用标准差和相对标准差（CV）表示。

精密度有不同的表现方式，即重现性、重复性、中间精密度。

重现性：是指在不同实验室，不同检测人员测定结果的精密度。中间精密度：是指在同一实验室中，不同时间由不同检测人员在不同检测设备上测定结果的精密度。重复性：是指在相同条件下，由一个分析人员重复测定所得结果计算出的精密度。

准确度：是指用该方法平行测定所得的均数与样品真实值或参考值的吻合程度，一般用百分回收率表示。准确度是分析过程中系统误差和随机误差的综合反映，它决定着分析结果的可靠程度，方法有较好的精密度且消除了系统误差后，才有好的准确度。

灵敏度：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，用S表示。

选择性：表示共存组分对待测组分分析的影响程度。共存组分影响愈小，方法对分析组分的选择性愈高。

检出限：某一方法在给定的条件下能够检出被测物质的最小质量或最小浓度，称为这种方法对该物质的检出限。以浓度表示的叫相对检出限，以质量表示的叫绝对检出限。

方法的灵敏度越高，精密度越好，检出限就越低。检出限是方法的灵敏度和精密度的综合指标，它是评价仪器性能及分析方法的主要技术指标。

线性范围：是指在能够达到规定的精密度、准确度和线性的条件下，测试方法适用的最高到最低限待测物质浓度或量的区间。

应根据分析方法的具体应用和线性、准确度、精密度的结果和要求来确定线性范围。仪器定量校准方法：

内标法和外标法

内标法：标准物质和被测定物质不是同一物质

外标法：标准物质与被测定物质是同一物质

仪器分析的样品预处理：

一、目的

使样品的状态和浓度适应所选择的分析技术

二、原则

防止待测组分的损失；

避免引入干扰

三、依据

物质性质（生物样品的有机分子或元素等）

干扰情况（是否需要分离等）

测定方法（是否需要富集等）

四、步骤

样品的采集与制备

样品的提取与消解

样品的纯化与浓缩

样品的衍生化

一、明确目标

样品的来源：发酵液、成品、三废

杂质（干扰物质）：结构类似物、降解产物

样品形式：固体、液体、气体、混合物

样品中待测物质的浓度：灵敏度、浓度变化范围

对分析结果的要求：稳定性、准确度、精确度等

样品分析的通量要求：操作时间要求

成本要求

二、收集信息（查阅文献）：

待测物质的理化性质

可能存在杂质的理化性质

待测物质的标准/通用测定方法及其适用范围

可选方法的理论基础

阅读仪器的使用说明书

三、预实验方案

实验方案包括的内容：目的和意义、实验原理、实验方案、所需资源、日程安排、实验预期结果、参考文献

预实验方案考察的因子：专一性、灵敏度、定量限、线性范围（初步）、操作通量

四、实验操作

实验操作的描述再怎么细致也不过分；

实验操作过程前要注意操作条件的验证和确认；如：摇床温度30℃

实验操作要具有可重复性，不仅仅是自己可以在一定的误差范围内重复实验结果，同时其他人按照实验操作进行，可以得到同样的实验结果；

在实验操作上，细节决定成败！

五、数据记录

规范实验记录

实验记录需要记录：

实验思路、实验方法、实验设计、实验现象、原始数据、实验结果、结果讨论

实验记录就是一份完整的实验报告

六、分析方法建立的完成，不是以可以测定某物质的浓度为标准，而是以完成该分析方法的SOP为标准

SOP中必备的要素：

分析方法建立的依据：国标、药典

分析方法所需使用的仪器、设备、器皿

样品的取样量设定（线性范围）

详细的操作步骤（包括器皿的清洁方法）

每个操作参数都有宽容度

每个工艺条件都有数据支持

方法验证的原始数据

紫外-可见吸收光谱分析法

紫外吸收光谱：分子价电子（最外层电子）能级跃迁。

波长范围：100-760 nm.

(1) 远紫外光区: 100-200nm

(2) 近紫外光区: 200-400nm

(3)可见光区:400-760nm

可用于结构鉴定和定量分析。

按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法(200-400nm)和可见分光光度法(400-760nm)，合称为紫外—可见分光光度法(200-760nm)。

紫外—可见分光光度法特点：

仪器设备和操作都比较简单，费用少，分析速度较快。

灵敏度较高。

有较好的选择性。通过适当地选择测量条件，一般可在多种组分共存的体系中，对某一种物质进行测定。

精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相对误差可减小到1％一2％。

用途广泛。医药、化工、冶金、环境保护、地质等诸多领域---已成为必不可少的测试手段之一。

无机和有机物质--定性和定量测定,结构分析。

1. 分光光度法的定量依据是朗伯——比耳定律（Lambert-Beer’s Law ）

A＝lg（I0/I）＝KCL

式中：I0为入射光强度；I为透射光强度；

A为吸光度；L为液层厚度(即光程长度)；

C为溶液浓度；K为吸光系数；

上式是朗伯——比耳定律的数学表达式，其物理意义为：当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。

基本组成：

紫外-可见分光光度计与可见分光光度计的异同点：

相同点：均遵守朗伯-比耳定律。

不同点：

（1）测定波长范围不同：可见分光光度计是400-760nm。紫外可见分光光度计是200-760nm。（2）使用的光源不同：可见分光光度计使用的是钨丝灯或卤钨灯；紫外可见分光光度计在可见区使用的是钨丝灯或卤钨灯，在紫外区使用的是氘灯。

（3）使用的吸收池不同：可见分光光度计使用的是玻璃比色皿；紫外可见分光光度计在可见区使用的是玻璃比色皿，在紫外区使用的是石英比色皿。

（4）单色器中的色散元件不同：可见分光光度计使用的是玻璃棱镜；紫外可见分光光度计使用的是石英棱镜

在蛋白质定量分析中的应用：

除经典的凯式定氮法外，很多蛋白质定量方法是利用紫外可见光谱法，常用的是以下几种：

（1）酚试剂法：其原理是根据酚试剂与蛋白质中的芳香族氨基酸（色氨酸、酪氨酸）产生显色反应，反应液在可见区的吸光度与蛋白质含量成正比。分析波长的选用与样品浓度有关：低浓度时可用750nm，高浓度时可用500nm。

（2）双缩脲法：其原理是蛋白质分子中的肽健在碱性溶液中能与二价铜离子形成兰色的络合物。分析波长可选用550nm。

（3）紫外吸收光谱测定蛋白质含量：其原理是蛋白质分子中的色氨酸和酪氨酸在280nm 处有较强的吸收。此外还可用样品在215nm与225nm吸光度之差来测定蛋白质含量。

双向电泳：

Proteome (蛋白质组) :

1994年提出，最早见于文献是1995年7月的“Electrophoresis”杂志上。由1个细胞，或1种器官或组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质。

Proteomics（蛋白质组学）:

研究在某个时间或某种特定条件下细胞或组织的蛋白表达及其活动规律的科学。

蛋白质组具有多样性和可变性的特点

（1）蛋白质的种类和数量在同一机体的不同细胞中是各不相同的。

（2）同一细胞，在不同时期、不同条件下，蛋白质组也是在不断改变的。

（3）在病理或治疗过程中，细胞蛋白质的组成及其变化与正常生理过程的也不同。

二、蛋白质组学的研究内容

1. 细胞或组织内蛋白质的表达模式及修饰（表达蛋白质组学）：关键技术：2-D电泳

2.蛋白质的胞内分布及移位（细胞图谱蛋白质组学）：确定蛋白质在亚细胞结构中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白复合物组成等。

3.蛋白质的序列和高级结构（结构蛋白质组学）：X-射线单晶衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电子晶体学）。

4. 蛋白质的功能模式（功能蛋白质组学）：蛋白质与蛋白质及其与其他分子的相互作用。研究细胞或组织内蛋白质表达模式的技术：

2-D电泳

1. 1975年，Patrick OˊFarrel发明了二维凝胶电泳。

2. 操作（1）等电聚焦。（2）平衡胶条。（3）第二相SDS-PAGE。

（4）2-D胶上蛋白质鉴定 A 早期Western blot鉴定

B Edman降解法鉴定

C 肽质量指纹鉴定

D 蛋白质组信息学

研究蛋白质功能模式的技术

酵母双杂交系统

选择性噬菌体感染技术

质谱技术

蛋白质组学研究中的困难

2-D电泳胶上的点只是细胞蛋白质中的一小部分，大部分不能被显示。

2-D胶上显示的蛋白质有偏向性。

难溶于水或分子量大于18万的蛋白质难于在2-D胶上显示。

质谱技术虽有较高的灵敏度，但对来自2-D胶上的许多低丰度的蛋白质仍不能鉴定。

溶解所有的蛋白质，包括疏水性蛋白

避免溶解性低的蛋白在等电聚焦时由于溶解度降低而沉淀析出

防止蛋白质的化学修饰

排除核酸，多糖，脂类和其他干扰分子

细胞破碎方法

细胞器的分离一般采用差速离心法，即将破碎后的细胞在适当的介质中进行离心，常用的介质有蔗糖、甘露醇、柠檬酸、聚乙二醇等。

第一向等电聚焦

pH 梯度选择:

固相干胶条的种类:

第二向SDS-PAGE

SDS 十二烷基硫酸钠：断裂分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构，使蛋白质变性.

强还原剂：使半胱氨酸之间的二硫键断裂，由于SDS与蛋白质的结合是按质量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。

染色:考染法银染法荧光染料法放射自显影

毛细管电泳分离技术

原理

是经典电泳技术与现代微柱分离相结合的产物.是离子或荷电粒子以电场为驱动力,在毛细管中按其淌度或/和分配系数不同进行高效,快速分离的一种电泳新技术.

特点

由于毛细管具有良好的散热效能,允许在窄内径毛细管两端加上高达30kV的高电压,分离毛细管的纵向电场强度可达400V/cm以上,可以在很短的时间内达到很高的分离效率,具有以下特点:

(1)分离速度快(高压,高电场强度)

在3.1min内分离36种无机及有机阴离子,4.1min内分离了24种阳离子

(2)分离效率高

(3)运行成本低

(4)样品与试剂消耗量少(1~50nL)

(5)可供选择的分离模式多,应用范围广

(6)分离一般在水溶液介质中进行

(7)方法简单,仪器自动化程度高

(8)环境污染小

进样方式:流体动力学进样也称为虹吸进样、压差进样;电动进样也称电迁移进样

分离模式

1 毛细管区带电泳:样品在电解液中泳动,根据物质的荷/质比差异来进行分离,比值愈大,跑得愈快. 带电粒子的迁移速度=电泳和电渗流速度的矢量和。;最基本、应用广的分离模式

2 胶束电动色谱:

3 毛细管凝胶电泳;

4 毛细管等速电泳

5 毛细管等电聚焦;

6 毛细管电色谱:

电渗

是指在电场作用下，毛细管或固相多孔物质内液体沿固体表面移动的现象。

电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质:

内表面带负电荷,溶液带正电荷,电渗流流向阴极;

;

内表面带正电荷,溶液带负电荷,电渗流流向阳极

1.阴离子分析

2.药物分析

3.手性化合物分析

4.氨基酸与蛋白质分析

5.核酸分析及DNA排序

实时荧光定量PCR定义：

在PCR反应体系中加入荧光基团, 利用荧光信号累积实现了实时监测, 整个PCR进程，对起始模板进行定量分析的方法。

常规PCR技术：对PCR扩增反应的终产物进行定量及定性分析

定量PCR技术：对PCR扩增反应中每一个循环的产物进行定量及定性分析

荧光定量PCR常用的三个概念

扩增曲线、阈值、Ct值

（1）扩增曲线的两种形式

随着PCR 反应的进行相应的荧光信号的变化，比较直观，但是指数期很短.

（2）阈值线

在荧光定量PCR扩增的指数期，画一条线，在此直线上，所有样品的荧光强度与其本底荧光强度的差值全部相同。

(3)Ct值的定义：

扩增产物的荧光信号达到设定的阈值时所经过的扩增循环数。相同模板进行96次扩增，终点处产物量不恒定；Ct值则极具重现性

3、荧光定量PCR的化学基础

荧光定量PCR是随着PCR循环的进行，以荧光信号强度的积累来实时反映PCR反应进程的。理想的荧光物质需具备以下特点：

?本底低

?荧光强度高

?每轮PCR反应完成后都有荧光强度的增高，而且这种荧光强度的增高和每轮循环后PCR 产物的量成线性关系

?没有PCR产物时，没有荧光

?该荧光物质的受激发后其发射光的波长范围窄，各种荧光不会产生荧光的交叉干扰

最后结论：

Log X0与Ct呈线性关系，根据样品扩增的Ct值就可计算出样品中所含的模板量

确定初始模板的浓度

初始DNA量越多, 荧光达到某一值（域值）时所需要的

循环数越少

Log浓度与循环数呈线性关系，根据样品扩增达到域值

的循环数就可计算出样品中所含的模板量

工作原理:1、荧光染料类：

目前常用的荧光染料为SYBR GreenⅠ、SYBR GreenⅡ、SYTO9、HRM等。

其共同性质为：

（a）结合于双链核酸的小沟处

（b）与双链DNA结合后受激产生荧光

（c）在变性条件下双链分开，荧光消失

SYBR Green法工作原理:SYBR Green只有和双链DNA结合后才发荧光

变性时，DNA双链分开，无荧光

在延伸结束阶段采集荧光信号。

SYBR Green也能和非特异的双链DNA结合发光，所以必须在反应结束时做熔解曲线分析。

熔解曲线(Dissociation curve)：随温度升高DNA的双螺旋结构降解程度

的曲线。总的DNA双螺旋结构降解一半的温度称为熔解温度（Tm），不同

序列的DNA，Tm值不同。DNA中G－C含量越高，Tm值越高，成正比关系

2、荧光探针类

（1）TaqMan---水解型杂交探针

TaqMan法工作原理:5′端标记有报告基团(Reporter, R) ，如FAM、VIC等3′端标记有荧光淬灭基团(Quencher, Q)

探针完整，R所发射的荧光能量被Q基团吸收，无荧光，R与

Q分开，发荧光

Taq酶有5′→3′外切核酸酶活性，可水解探针

TaqMan法应用:定量起始模板浓度基因型分析产物鉴定SNP分析

绝对定量检测起始模板数的精确拷贝数:

标准曲线法

相对定量是确定经过不同处理的样本之间基因的表达差异

双标准曲线法

绝对定量通过标准品定量

绝对定量的标准样品：

已知拷贝数的质粒DNA，做系列稀释。

标准样品的种类：

?含有和待测样品相同扩增片段的克隆质粒

?含有和待测样品相同扩增片段的cDNA

?PCR的产物

相对定量通过内标定量

内标通常是β-actin、GAPDH基因等看家基因

在细胞中的表达量或在基因组中的拷贝数恒定，受

环境因素影响小

内标定量结果代表了样本中所含细胞或基因组数量

（1）双标准曲线法

所谓的双标准曲线法就是对每个样品的内参基因和目的基因都做绝对定量，求出每个样品中内参基因和目的基因的绝对数量，然后根据相对定量的基本公式来求出目的基因的差异表达。

1、理想的内参基因具有的特点

（1）不存在假基因；

（2）高度或中度表达，排除太高或低表达

（3）稳定表达于不同类型的细胞和组织(如正常细胞和癌细胞)，而且其表达量

是近似的，无显著性差别；

（4）表达水平与细胞周期以及细胞是否活化无关；

（5）其稳定的表达水平与目标基因相似；

（6）不受任何内源性或外源性因素的影响，如不受任何实验处理措施的影响。

理想的内参基因很少或者说不存在，因为所有基因在不同的细胞或组织中、在

细胞的不同生理时期、在不同的理化等外界刺激下，其表达量都会有所差异，

有时可以是几倍、几十倍甚至是上百倍的差异。盲目地使用一种看家基因作为

内参，一方面可能使基因表达的微小差异难以发现，另一方面可能引致错误甚

至相反的结论。

3、内参基因的选择策略

根据实验的实际情况，不同组织、不同细胞、细胞的不同生理时期、不同

的理化条件刺激等，查阅相关资料，选取三、四合适的内参基因，做荧光

定量PCR，先以CT值最小的那条基因作为内参，其他几条内参基因与其相比

，分析所得的比值，找出比值稳定的几条基因，比值稳定说明该基因表达

稳定，适合作为理想的内参。

对于比较精确的实验，最好采用两种或两种以上表达稳定的基因作为内参

，对每种内参基因测得的基因表达变化求方差和平均值。

也可用geNorm内参分析软件来选择合适的内参基因:

1、染料法引物的设计原则：

（1）序列选取应在基因的保守区段，不能有碱基变异；

（2）避免引物自身或与引物之间形成4个或4个以上连续配对，避免引物自身形成环状发卡结构；

（3）检测mRNA时，为避免基因组的扩增，引物设计最好能跨两个外显子；

（4）引物之间的TM相差避免超过2℃；

（5）典型的引物18到24个核苷长；

（6）目的基因和内参基因所扩增的PCR产物长度尽量一致，不大于300bp，这样有利于使两种基因PCR效率相同；

（7）将设计好的引物用序列分析软件分析其二级结构并做BLAST分析其特异性。

2、Taqman探针及引物的设计原则：

（1）序列选取应在基因的保守区段，不能有碱基变异；

（2）检测mRNA时，为避免基因组的扩增，引物设计最好能跨两个外显子；

（3）引物TM值为60℃左右，探针的TM值为70℃左右；

（4）探针的5’端应避免使用鸟嘌呤G，因为5’G会有淬灭作用，而且即使是被切割下来还会存在淬灭作用；

（5）整条探针中，碱基C的含量要明显高于G的含量G含量高会降低反应效率，这时就应选择配对的另一条链作为探针；

（6）引物之间的TM相差避免超过2℃；

（7）典型的引物长度为18-24bp，探针长度为15-45bp；

（8）PCR产物长度在50-150bp之间，这样有利于使PCR效率相同；

（9）将设计好的引物用序列分析软件分析其二级结构并做BLAST分析其特异性

色谱技术

作用力包括：吸附力；溶解能力；离子交换能力；渗透能力等。

（一）、固定相和流动相的状态分类

气相色谱（GC）

气－固色谱：流动相为气体固定相为固体吸附剂

气－液色谱：流动相为气体，固定相为液体（涂在担体上或毛细管壁上）

液相色谱（LC）

液－固色谱：流动相为液体固定相为固体吸附剂

液－液色谱：流动相为液体固定相为液体（涂在担体上）

（二）、按样品组分在两相间分离机理分类

（1）吸附色谱：利用吸附剂表面对被分离的各组分吸附能力不同进行分离。

（2）分配色谱：利用不同组分在两相分配系数或溶解度不同进行分离。

（3）离子交换色谱：利用不同组分对离子交换剂亲和力不同进行分离。

（4）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和形状不同的组分所产生的阻碍作用

不同而进行分离的色谱法。

（三）、按操作形式分类

(1）柱色谱：

填充柱色谱—固定相填充到柱管内毛细管柱色谱—把固定相涂在毛细管内壁上，中间是空的。

（2）纸色谱：滤纸为固定相的色谱法，流动相是含一定比例水的有机溶剂，样品在滤纸上展开进行分离。

（3）薄层色谱：把固体固定相压成或涂成薄膜的色谱法。

三、色谱法的特点

（1）分离效率高

复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。

（2）灵敏度高

可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。

（3）分析速度快

一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。

（4）应用范围广

气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。

液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。

不足之处：

被分离组分的定性较为困难。

气相色谱仪:

常用的载气有：氢气、氮气、氦气

液体进样器：不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10μL；

毛细管色谱常用1μL；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、

润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。

气化室：将液体试样瞬间气化的装置。无催化作用。

检测器：广普型——对所有物质均有响应；

仪器分析各个章节小结

第八章电位法和永停滴定法- 章节小结 1．基本概念指示电极：是电极电位值随被测离子的活（浓）度变化而变化的一类电极。参比电极：在一定条件下，电极电位基本恒定的电极。膜电位：跨越整个玻璃膜的电位差。不对称电位：在玻璃电极膜两侧溶液pH相等时，仍有1mV～3mV的电位差，这一电位差称为不对称电位。是由于玻璃内外两表面的结构和性能不完全相同，以及外表面玷污、机械刻划、化学腐蚀等外部因素所致的。酸差：当溶液pH<1时，pH测得值（即读数）大于真实值，这一正误差为酸差。碱差：当溶液pH>9时，pH测得值（即读数）小于真实值，这一负误差为碱差，也叫钠差。转换系数：指当溶液pH每改变一个单位时，引起玻璃电极电位的变化值。离子选择电极：一般由电极膜（敏感膜）、电极管、内充溶液和内参比电极四个部分组成。电位选择性系数：在相同条件下，同一电极对X和Y离子响应能力之比，亦即提供相同电位响应的X和Y离子的活度比。可逆电对：电极反应是可逆的电对。此外还有相界电位、液接电位、原电池、残余液接电位。 2．基本理论（1）pH玻璃电极： -浓度一定）、内参比电极（Ag-AgCl电极）、绝缘套； ①基本构造：玻璃膜、内参比溶液（H+与 Cl ②膜电位产生原理及表示式：； ③玻璃电极作为测溶液pH的理论依据。（2）直接电位法测量溶液pH： ①测量原理。 ②两次测量法。pHs 要准，而且与pHx差值不大于3个pH单位，以消除液接电位。（3）离子选择电极： ①基本构造：电极膜、电极管、内参比溶液、内参比电极； ②分类：原电极、敏化电极； ③响应机理及电位选择性系数； ④测量方法：两次测量法、校正曲线法、标准加入法。（4）电位滴定法：以电位变化确定滴定终点（E－V曲线法、曲线法、曲线法）。（5）永停滴定法：以电流变化确定滴定终点，三种电流变化曲线及终点确定。第九章光谱分析法概论- 章节小结 1．基本概念电磁辐射：是一种以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光子流。磁辐射性质：波动性、粒子性电磁波谱：所有的电磁辐射在本质上是完全相同的，它们之间的区别仅在于波长或频率不同。若把电磁辐射按波长长短顺序排列起来，即为电磁波谱。光谱和光谱法：当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，记录由能级跃迁所产生的辐射能强度随波长（或相应单位）的变化，所得的图谱称为光谱。利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称光谱法。非光谱法：是指那些不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质（反射、折射、干涉、衍射和偏振）的变化的分析方法。原子光谱法：测量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产生的原子光谱为基础的成分分析方法。为线状光谱。分子光谱法：以测量分子转动能级、分子中原子的振动能级（包括分子转动能级）和分子电子能级（包括振－转能级

仪器分析第八章

第八章电化学分析法一、选择题（一）单项选择题 1．下列可作为基准参比电极的是：A A. SHE B. SCE C.玻璃电极 D.惰性电极 2.下列属于惰性电极的是： D A. 锌电极 B.铅电极 C.玻璃电极 D.铂电极 3．甘汞电极的电极电位于下列哪些因素与有关A A.[Cl-] B.[H+] C.[AgCl] D.Pcl2(氯气分压) 4.用电位法测定溶液的PH应选用的方法C A.永停滴定法 B.电位滴定法 C.直接电位法 D.电导法 5.玻璃电极的膜电位的形成基于D A.玻璃膜上的氢离子得到电子而形成的 B.玻璃膜上的氢气失去电子而形成的 C.玻璃膜上的钠离子得到电子而形成的 D.溶液中的氢离子与玻璃膜上的钠离子进行交换和膜上的氢离子与溶液中的氢离子之间的扩散而形成的 6.电位法测定溶液的PH常用的指示电极是 C A.氢电极 B.甘汞电极 C.玻璃电极 D.银-氯化银电极 7.玻璃电极的内参比电极是 B A.银电极 B.银-氯化银电极 C.甘汞电极 D.标准氢电极 8.在25度时SCE的电极电位值是 D

A.0.288V B.0.222V C.0.2801V D.0.2412V 9.玻璃电极在使用前应预先在纯水中浸泡 C A.2小时 B.12小时 C.24小时 D.42小时 10.在PH计上的电表指针所指示的PH与标准缓冲溶液的PH不相符合时，可通过调节下列哪种部件使之相符 B A.温度补偿器 B.定位调节器 C.零点调节器 D.PH-mV转换器 11.滴定分析与电位滴定法的主要区别是 D A.滴定的对象不同 B.滴定液不同 C.指示剂不同 D.指示终点的方法不同 12.离子选择性电极电位产生的机制为 C A.离子之间的交换 B.离子的扩散 C.A和B均是 D.A和B均不是 13.进行酸碱电位滴定时，应选择的指示电极是A A.玻璃电极 B.铅电极 C.铂电极 D.银电极 14.电位滴定法中，电极组成为 D A.两支不同的参比电极 B.两只相同的指示电极 C.两支不同的指示电极 D.一只参比电极一只指示电极 15.以下电极属于膜电极的是 C A.银-氯化银电极 B.铂电极 C.玻璃电极 D.氢电极 16.PH计上的温度补偿器的作用是 C A.使待测溶液的PH与标准溶液的PH保持一致 B. 使待测溶液的温度与标准溶液的温度保持一致

仪器分析方法在中药含量测定中应用概况

仪器分析方法在中药含量测定中应用概况李小红,龚小红,马靖,季宁平（成都中医药大学药学院2008级中药学基地班）摘要：随着现代仪器分析技术的发展，越来越多的新技术、新方法已应用到中药的含量测定中，本文简要概述了光谱法、色谱法、色谱- 质谱联用等仪器分析方法在中药含量测定方面的应用。关键词：光谱法；色谱法；质谱法；中药；含量测定 Abstract:With the development of modern instrumental analysis techniques,more and more new technologies and methods are applied to the content determination of Chinese medicines.The article provides a brief overview on spectroscopy,chromatography,chromatography-mass and other methods in the application of determination. Key word word::Spectroscopy;Chromatography;Chromatography-mass; Chinese medicine;Content determination 为提高中药的国际竞争力，使中药成为我国新的经济增长点之一，我国提出了“中药现代化科技产业行动计划”。要实现中药现代化，就必须结合现代的科学理论和先进的科学技术、方法和手段来研究中药。中药有效成分的含量影响中药的内在质量和临床疗效，是中药质量控制的关键。仪器分析方法因其准确、高效的特点,己成为药检工作者洞察药品内在质量的眼睛。本文就常用的仪器分析方法在中药含量测定中的应用概况作一综述。 1光谱分析法各种结构的物质都具有自己的特征光谱，光谱分析法即是利用特征光谱研究物质结构或测定化学成分的方法。光谱分析法已成为中药含量测定的重要手段和工具，主要有以下几种。 1.1紫外分光光度法（UV）紫外分光光度法具有灵敏度高、设备简单、操作方便等特点，根据中药中特定成分在一定波长处的吸光度与浓度呈线性关系可计算该成分的含量。2010年版《中国药典（一部）》有37种中药用本法进行含量测定，其中包括20种药材、16种中成药、1种提取物。马梅芳等[1]采用紫外分光光度法对南葶苈子药材中的总黄酮进行含量测定，结果表明总黄酮在3～30μg·mL-1线性关系良好，该方法

仪器分析第四版(7-8章) (朱明华胡坪著) 高等教育出版社课后答案

2. 摄谱仪由哪几部分构成？各组成部件的主要作用是什么？解：摄谱仪是用来观察光源的光谱的仪器，主要由照明系统、准光系统、色散系统及投影系统构成。照明系统的作用是将光源产生的光均匀地照明于狭缝上。准光系统的作用是将通过狭缝的光源辐射经过准光镜变成平行光束照射在分光系统（色散系统上）。色散系统为棱镜或光栅，其作用是将光源产生的光分开，成为分立的谱线。投影系统的作用是将摄得的谱片进行放大，并投影在屏上以便观察。在定量分析时还需要有观测谱线黑度的黑度计及测量谱线间距的比长仪。

3. 简述ICP的形成原理及其特点。解：ICP是利用高频加热原理。当在感应线圈上施加高频电场时，由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。其特点如下：

（1）工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发，对大多数元素有很高的灵敏度。（2）由于趋肤效应的存在，稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。（4）ICP属无极放电，不存在电极污染现象。（5）ICP的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发，而且耗样量也较少。（6）采用惰性气体作工作气体，因而光谱背景干扰少。

仪器分析-期末复习说课讲解

第一章绪论 1、仪器分析主要有哪些分析方法？请分别加以简述。答：a、光学分析法b、电化学分析法c、分离分析法d、其他仪器分析方法光学分析法：分为非光谱法和光谱法。非光谱法是不涉及物质内部能级跃迁的，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质的变化，从而建立起分析方法的一类光学测定法。光谱法是物质与光互相作用时，物质内部发生量子化的能级间的跃迁，从而测定光谱的波长和强度而进行分析的方法。电化学分析法：利用溶液中待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。分离分析法：利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、吸附和解吸能力、迁移速率等方面的差异，先分离，后按顺序进行测定的一类仪器分析法。其他：其他仪器分析法和技术：利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质进行测定的仪器分析方法和技术。如：免疫分析、热分析、光声分析等。 2、仪器分析的联用技术有何显著优点？多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自优点得到充分发挥、缺点得到克服、分析仪器与计算机之间的联用解决了：程序控制、计算、条件选择等问题。 3、仪器分析：是以物质的物理或物理化学性质为基础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对其进行定性、定量、进行形态和结构分析的一类测定方法。由于这类方法的测定常用到各种比较昂贵、精密的分析仪器，所以称仪器分析。与化学分析相比：优点：选择性高、重现性好。缺点：仪器复杂、昂贵，相对误差较大。4、检出限：是评价一个分析方法及测试仪器性能的重要指标, 是指某一特定分析方法,在给定的显著性水平内,可以定性地从样品中检出待测物质的最小浓度或最小量。所谓“检出”是指定性检出, 在检出限附近不能进行准确的定量。检出限可分为测量方法检出限和仪器检出限。 5、比移值：薄层色谱法中原点到斑点中心的距离与原点到溶剂前沿的距离的比值。又称Rf值，是色谱法中表示组分移动位置的一种方法的参数。定义为溶质迁移距离与流动相迁移距离之比。在一定的色谱条件下，特定化合物的Rf值是一个常数，因此有可能根据化合物的Rf值鉴定化合物。 6、精密度：指在相同条件下对同一样品进行多次平行测定，各平行测定结果之间的符合程度。 7、准确度：指多次测定的平均值与真值相符合的程度，用误差或相对误差描述，其值越小准确度越高。第二章分析吸光分析法 1、为什么分子光谱总是带状光谱？当分子发生电子能级跃迁时，必伴随着振动能级和转动能级的跃迁，而这些振动能级和转动能级的跃迁是叠加在电子跃迁之上的，所以是带状光谱。 2、有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外-可见光区吸收光谱中反映出来？可能有：σ→σ*、σ→π*、π→σ*、π→π*、n→σ*和n→π*等六种形式，产生有机化合物分子光谱的电子跃迁形式有：n→σ*、π→π*、n→π*三种。

仪器分析法概论

仪器分析法概论一、近代仪器分析的发展过程 50年代仪器化；60年代电子化；70年代计算机化；80年代智能化；90年代信息化；21世纪是仿生化和进一步智能化。二、化学分析法与仪器分析法的关系重量分析法化学分析法酸碱滴定法滴定分析法沉淀滴定法配位滴定法氧化还原滴定法天平的出现化学分析法的优点：准确、仪器简单、快速、适用于常量化学。比色计、分光光度计出现光谱分析法－根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用建仪器分析法立起来的一类仪器分析方法。（精密仪器）色谱分析法－是一种物理或物理化学分离分析方法。仪器分析法的优点：灵敏、快速、准确、适用于微量和痕量分析。第十一章光谱分析法概论

1．定义：光学分析法是根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用建立起来的一类仪器分析方法。 2．光学分析法包含的三个主要过程：（1）由仪器设置的能源提供能量照射至被测物质。（2）能量与被测物质之间相互发生作用。（3）产生可被检测的讯号。第一节电磁辐射及其与物质的相互作用（一）电磁辐射和电磁波谱 1．光的波粒二象性：光是一种电磁辐射（电磁波），是一种以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光子流，它具有波粒二象性。（1）光的波动性：光的波动性用波长λ（nm ）、波数σ（cm － 1）和频率υ（Hz ）表述。在真空中，波长、波数和频率的关系为：，C υλ= （11－1）光速＝光的频率×波长（11－2）波数＝1/波长（2）光的微粒性：用以解释光与物质相互作用产生的光电效应、光的吸收和发射等现象。光的微粒性用每个光子具有的能量E 作为表征，光子的能量是与频率成正比，与波长成反比。它与频率、波长和波数的关系为：从γ射线一直到无线电波都是电磁辐射，光是电磁辐射的一种形式，每个波段之间，由于波长或频率不同，光子具有的能量也不相同。电磁辐射按照波长顺序的排列称为电磁波谱，电磁波谱的波长或能量是没有边际的，表11－1所示的电磁波谱只是排列出了已被人们认识了的几个主要波段。下册主要讨论近紫外区、可见区和近红外区、远红外区的电磁波谱与物质的定性和定量关系。从表可见，光的波长越短、频率越高，能量越大；反之亦然。表11－1 电磁波谱及其在仪器分析中的应用 C υλ =1σλ =C E h h υλ ==

仪器分析思考题及答案

第一章总论（一） 1. 什么是分析化学发展的“三次变革、四个阶段？” 分析化学发展的四个阶段为：（1）经验分析化学阶段：分析化学在19世纪末以前,并没有建立起自己系统的理论基础，分析方法的发展、分析任务的完成主要凭借的是经验。（2）经典分析化学阶段：研究的是物质的化学组成,所用的定性和定量方法主要是以溶液化学反应为基础的方法,即所谓化学分析法。与经典分析化学密切相关的概念是定性分析系统、重量法、容量法（酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定），比色法，溶液反应，四大平衡，化学热力学。这是经典分析化学阶段的主要特征。（3）现代分析化学阶段：以仪器分析为主，与现代分析化学密切相关的概念是化学计量学、传感器过程控制、自动化分析、专家系统、生物技术和生物过程以及分析化学微型化带来的微电子学,集微光学和微工程学等。（4）分析科学阶段：以一切可能的方法和技术(化学的、物理学的、生物医学的、数学的等等),利用一切可以利用的物质属性,对一切需要加以表征、鉴别或测定的化学组份(包括无机和有机组份)。分析化学发展的三次变革为：（1）19世纪末20世纪初溶液化学的发展,特别是四大平衡(沉淀-溶解平衡; 酸-碱平衡;氧化-还原平衡;络合反应平衡)理论的建立,为以溶液化学反应为基础的经典分析化学奠定了理论基础,使分析化学实现了从“手艺”到“科学”的飞跃,这是分析化学的第一次大变革。（2）第二次世界大战前后,由于许多新技术(如Ｘ射线、原子光谱、极谱、红外光谱、放射性等)的广泛应用,使分析化学家拥有了一系列以测量物理或物理化学性质为基础的仪器分析方法,分析质量得以大大提高,分析速度也大大加快。（3）进入20世纪70年代,随着科学技术的突飞猛进和人们生活质量的迅速改善，客观上对分析化学提出了许多空前的要求，同时又为解决这些新问题提供了许多空前的可能性。分析化学逐渐突破原有的框框,开始介入形态、能态、结构及其时空分布等的测量。 2. 仪器分析与化学分析的主要区别是什么? 分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学，它包括化学分析和仪器分析两大部分。二者的区别主要有：一、分析的方法不同：化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。仪器分析（近代分析法或物理分析法）：是基于与物质的物理或物理化学性质而建立起来的分析方法。这类方法通常是测量光、电、磁、声、热等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较复杂或特殊的仪器设备，故称为“仪器分析”。仪器分析除了可用于定性和定量分析外，还可用于结构、价态、状态分析，微区和薄层分析，微量及超痕量分析等，是分析化学发展的方向。二、仪器分析（与化学分析比较）的特点：1. 灵敏度高，检出限量可降低。如样品用量由化学分析的 mL、mg级降低到仪器分析的g、L级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。2. 选择性好。很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。3. 操作简便，分析速度快，容易实现自动化。仪器分析的特点（与化学分析比较）4. 相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。5. 仪器分析需要价格比较昂贵的专用仪器。三、仪器分析与分析化学的关系：二者之间并不是孤立的，区别也不是绝对的严格的。a. 仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的。许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法（试样的处理、

仪器分析(完整版)

绪论一、什么是仪器分析？仪器分析有哪些特点？（简答，必考题）仪器分析是分析化学的一个重要部分，是以物质的物理或物理化学性质作为基础的一类分析方法，它的显著特征是以仪器作为分析测量的主要手段。 1、灵敏度高，检出限量可降低。如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的g、L级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。 2、选择性好。很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。 3、操作简便，分析速度快，容易实现自动化。 4、相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。 5、需要价格比较昂贵的专用仪器。二、仪器分析的分类光化学分析法，电化学分析法，色谱分析法和其他仪器分析方法。三、仪器分析法的概念仪器分析法是以物质的物理或物理化学性质为基础，探求这些性质在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系，进而对待测物进行定性、定量及结构分析及动态分析的一类测定方法。四、仪器分析法的主要性能指标精密度，准确度，灵敏度，标准曲线的线性范围，检出限（浓度—相对检出限；质量—绝对检出限）五、选择分析方法的几种考虑仪器分析方法众多，对一个所要进行分析的对象，选择何种分析方法可从以下几个方面考虑： 1.您所分析的物质是元素？化合物？有机物？化合物结构剖析？ 2.您对分析结果的准确度要求如何？

3.您的样品量是多少？ 4.您样品中待测物浓度大小范围是多少？ 5.可能对待测物产生干扰的组份是什么？ 6.样品基体的物理或化学性质如何？ 7.您有多少样品，要测定多少目标物？光谱分析法导论一、什么是光谱分析法以测量光与物质相互作用，引起原子、分子内部量子化能级之间的跃迁产生的发射、吸收、散射等波长与强度的变化关系为基础的光学分析法，称为光谱分析法——通过各种光谱分析仪器来完成分析测定——光谱分析仪器基本组成部分：信号发生系统，色散系统，检测系统，信号处理系统等。二、光谱的分类 1、按产生光谱的物质类型：原子光谱（线状光谱）、分子光谱（带状光谱）、固体光谱 2、按产生光谱方式：发射光谱、吸收光谱、散射光谱 3、按光谱性质和形状：线状光谱、带状光谱、连续光谱三、光谱仪器的组成 1、光源：要求：强度大（分析灵敏度高）、稳定（分析重现性好）按光源性质：连续光源：在较大范围提供连续波长的光源，氢灯、氘灯、钨灯等线光源：提供特定波长的光源，金属蒸气灯(汞灯、钠蒸气灯)、空心阴极灯、激光等。 2、单色器：是一种把来自光源的复合光分解为单色光，并分离出所需要波段光束的装置（从连续光源的辐射中选择合适的波长频带）。单色光具有一定的宽度（有效带宽）。有效带宽越小，分析的灵敏度越高、选择性越好、分析物浓度与光学响应信号的线性相关性也越好。 3、样品室：光源与试样相互作用的场所；吸收池：紫外-可见分光光度法：石英比色皿红外分光光度法：将试样与溴化钾压制成透明片 4、检测器 5、显示与数据处理二、光的能量E 、频率υ、波长λ、波数σ的关系 E=h υ=hc/λ=hc σ 不同波长的光（辐射）具有不同的能量，波长越长，频率、波数越低，能量越低 KcL A

仪器分析各章习题与答案

第一章绪论问答题 1. 简述仪器分析法的特点。第二章色谱分析法 1．塔板理论的要点与不足是什么? 2．速率理论的要点是什么? 3．利用保留值定性的依据是什么? 4．利用相对保留值定性有什么优点? 5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题? 6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ． 7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么? 8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。 9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。 10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法? 11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么? 12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用? 13．为什么载气需要净化?如何净化? 14．简述热导检测器的基本原理。 15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。 16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的? 17．为什么常用气固色谱分离永久性气体? 18．对气相色谱的载体有哪些要求? 19．试比较红色载体和白色载体的特点。 20．对气相色谱的固定液有哪些要求? 21．固定液按极性大小如何分类?

22．如何选择固定液? 23．什么叫聚合物固定相?有何优点? 24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么? 25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类? 26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点? 27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置? 28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。 29．二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷的沸点分别为40℃，62℃，77℃，试推测它们的混合物在阿皮松L柱上和在邻苯二甲酸二壬酯柱上的出峰顺序。 30．流动相为什么要预先脱气?常用的脱气方法有哪些? 31．高压输液泵应具备什么性能? 32．在HPLC中，对流动相的要求是什么? 33．何谓梯度洗脱?适用于哪些样品的分析?与程序升温有什么不同? 33．什么是化学键合固定相?化学键合相的特点有哪些? 34．反相键合相色谱法具有哪些优点? 35．为何高效液相色谱法一般采用全多孔微粒型固定相? 36．指出下列物质在正相色谱和在反相色谱中的洗脱顺序： 37．在硅胶柱上，用甲苯为流动相时，某物质的保留时间为28 min，若改用CCl4或CHCl3。为流动相，指出哪一种溶剂能减少该物质的保留时间? 第三章光学分析法导论一、选择题 1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是 ( ) (1)原子光谱 (2)分子光谱 (3)可见分子光谱 (4)红外光谱 2.可见光的能量应为 ( ) (1) 1.24×104～ 1.24×106eV (2) 1.43×102～ 71 eV (3) 6.2 ～ 3.1 eV (4) 3.1 ～ 1.65 eV 3.已知：h=6.63×10-34 J×s则波长为0.01nm的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV 4..频率可用下列哪种方式表示（c------光速，λ---波长，б---波数（）（1）. б/c （2）. cб（3）.1/λ（4）、c/б5.光量子的能量正比于辐射的（）（1）. 频率（2）.波长（3）.波数（4）.传播速度 6. 下列四个电磁波谱区中，请指出能量最小（），频率最小（），波数最大者（），波长最短者（）

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第一章绪论（1）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。 1.仪器分析是以物质的物理组成或物理化学性质为基础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对其进行定性、定量、进行形态和机构分析的一类测定方法，由于这类方法的测定常用到各种比较贵重、精密的分析仪器，故称为仪器分析。与化学分析相比，仪器分析具有取样量少、测定是、速度快、灵敏、准确和自动化程度高的显著特点，常用来测定相对含量低于1%的微量、痕量组分，是分析化学的主要发展方向。 2.仪器分析的特点：速度快、灵敏度高、重现性好、样品用量少、选择性高局限性：仪器装置复杂、相对误差较大 3.精密度：是指在相同条件下对同一样品进行多次测评，各平行测定结果之间的符合程度。 4、灵敏度：仪器或方法的灵敏度是指被测组分在低浓度区，当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的该变量，它受校正曲线的斜率和仪器设备本身精密度的限制。 5.准确度：是多次测定的平均值与真实值相符合的程度，用误差或相对误差来描述，其值越小准确度越高。 6．空白信号：当试样中没有待测组分时，仪器产生的信号。它是由试样的溶剂、基体材质及共存组分引起的干扰信号，具有恒定性，可以通过空白实验扣除。 7.本底信号：通常将没有试样时，仪器所产生的信号主要是由随机噪声产生的信号。它是由仪器本身产生的，具有随机性，难以消除，但可以通过增加平行测定次数等方法减小；、 8.仪器分析法与化学分析法有何异同：相同点：①都属于分析化学②任务相同：定性和定量分析不同点：①与化学分析相比，仪器分析具有取样量少、测定快速、灵敏、准确和自动化程度高等特点②分析对象不同：化学分析是常量分析，而仪器分析是用来测定相对含量低于1%的微量、衡量组分，是分析化学的主要发展方向 9.仪器分析主要有哪些分类：①光分析法：分为非光谱分析法和光谱法两类。非光谱法：是不涉及物质内部能级跃迁的，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射、衍射、干涉和偏振等性质的变化，从而建立起分析方法的一类光学分析法。光谱法：是物质与光相互作用时，物质内部发生了量子化的能级跃迁，从而测定光谱的波长和强度进行分析的方法，包括发射光谱法和吸收光谱法②电化学分析法：是利用溶液中待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。③色谱分析法：利用样品共存组分间溶解能力、亲和能力、渗透能力、吸附和解吸能力、迁徙速率等方面的差异，先分离、后按顺序进行测定的一类仪器分析法称为分离分析法。(气相色谱-GC、薄层色谱法-TLC、高效液相色谱法-HPLC、离子色谱法-IC、超临界流体色谱-SFC)④其他分析方法：利用生物学、动力学、热学、声学等性质进行测定的仪器分析方法和技术，如质谱分析法(MS),超速离心法等。⑤分析技术联用技术：气相色谱—质谱（GC-MS）,液相色谱—质谱（LC-MS） 10、仪器分析的联用技术有何显著优点? 多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自的优点得到充分的发挥，缺点予以克服。展现了仪器分析在各领域的巨大生命力；与现代计算机智能化技术的有机融合，实现人机对话，更使仪器分析联用技术得到飞跃发展。开拓了一个又一个的新领域，解决了一个又一个技术上的难题。有分析仪器联用和分析仪器与计算机联用。如新的过程光二极管陈列分析仪与计算机等技术的融合，可进行多组分气体或流动液体的在线分析。1S内能提供1800多种气体，液体或蒸汽的测定结果，真正实现了高速分析。同时，分析的精密度、灵敏度、准确度也有很大程度的提高。第二章分子吸光分析法 1、何谓光致激发？分子跃迁产生光谱的过程中主要涉及哪三种能量的改变? 处于基态的分子受到光的能量激发时，可以选择的吸收特征频率的能量而跃迁到较高的能级，这种现象称为光致激发。分子跃迁产生光谱的过程中涉及电子能级Ee、振动能级Ev和转动能级Ef三种能级能量的改变。 1、为什么分子光谱是带状光谱？答：因为分子跃迁产生光谱的过程中涉及能级Ee,振动能级Ev 和转动能级Er三种能级的改变。△E总= △Ee+△Ev+△Er。如果分子吸收红外线，则引起分子的振动能级和转动能级跃迁，由于分子振动能级跃迁时，必然伴随着分子的转动能级跃迁，所以它常是由许多相隔很近的谱线或窄带所组成；如果分子吸收了200—800nm的UV-Vis时，分子发生电子能级跃迁时，必定伴随着振动能级和转动能级的跃迁，而许许多多的振动能级和转动能级是叠加在电子跃迁上的，所以UV-Vis光谱是带状光谱。 2、何为生色团，助色团，长移，短移，浓色效应，淡色效应，向红基团和向蓝基团？答：生色团就是分子中能吸收特定波长光的原子或化学键。助色团是指与生色团和饱和烃相连且能吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的原子或基团，如-OH,-NH2。长移是指某些化合

仪器分析总结习题 1

第一章气象色谱法 1. 死时间tM 2. 保留时间tR 3. 调整保留时间t'R 4. 死体积VM 5. 保留体积VR 6. 调整保留体积 7.相对保留值γ21 8.标准偏差σ 9.半峰宽度 Y1/2 10.峰底宽度Y 1、若一个溶质的分配比为，计算它在色谱柱流动相中的质量分数（%） 2、在一根色谱柱上分离苯和甲苯，保留时间分别为和，死时间为1min，问：甲苯停留在固定相中的时间是苯的几倍？甲苯的分配系数是苯的几倍？ (3,3) ）150sA的保留时间（4，死时间为30s，求组分3、某色谱条件下，组分A的分配比为4、下列哪些参数改变会引起相对保留值变化？ A、柱长 B、相比 C、柱温 D、流动相流速 5、在气液色谱中，下列变化对溶质的保留体积几乎没有影响的是 A、改变载气流速 B、改变固定液化学性质 C、增加柱温 D、增加柱长 E、增加固定液的量例1 已知某组分峰Y＝40s，tR=400s。计算理论塔板数n。 t40022R n?16()?16()?1600例2 已知一根1米长的色谱柱，neff＝1600块，组份A在柱上的调整保留时间为100s，理40Y'Lt Heff峰的半峰宽和。试求A2R?n)H?5.54(有效有效nY21/有效要达到完全分离，100秒，在一定条件下，例3 两个组分的调整保留时间分别为85秒和，

柱长是多少？R= 即。计算需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为 cm2,1= 100 / 85 = γ解： 2,1 -1) ]2 2,1 / (γγ n有效 = 16R2 [ = 16×× / ) 2 （块） = 1547 = 155 cm × = 1547有效H有效· = n有效 L．即柱长为米时，两组分可以得到完全分离。为记录得到如图的色谱图。图中横坐标l1和2 例2 有一根1m长的柱子，分离组分度，的分离笔走纸距离。若欲得到 R= 有效塔板数应为多少？色谱柱要加到多长？1 的相对保留值r2，解：先求出组分2对组分 1tR2=17min, Y2=1min, （1）从图中可以看出， n = 16(tR2/Y2)2 =4624 所以； tM = 17-1 = 16min R2=tR2 –） t'R1= tR1- tM =14-1=13min t'（2R1=16/13 'α = t'R2/t （3）相对保留值neff=16(t'R2/Y)2=4096 Heff=L/neff=3/4096 ×(3/4096)[(16/13)/(16/13-1)]2 式据公：L=16R2 Heff

仪器分析(第三版魏培海)第八章习题答案Word版

第八章习题答案 1. (2) 2. (1) 3. (4) 4. (3) 5. (2) 6. (2) 7. (3) 8. (2) 9. (1) 10. (4) 11. (1)12. (2) 13. (3) 14. 答：流动相中溶解气体存在以下几个方面的害处： (1)气泡进入检测器，引起光吸收或电信号的变化，基线突然跳动，干扰检测； (2)溶解在溶剂中的气体进入色谱柱时，可能与流动相或固定相发生化学反应； (3)溶解气体还会引起某些样品的氧化降解，对分离和分析结果带来误差。因此，使用前必须进行脱气处理。常用的脱气法有以下几种：（1）氦气鼓泡；（2）超声波振荡脱气；（3）真空脱气等。 15. 答：梯度洗脱就是在分离过程中，让流动相的组成、极性、pH值等按一定程序连续变化。使样品中各组分能在最佳的K值下出峰。使保留时间短、拥挤不堪、甚至重叠的组分，保留时间过长而峰形扁平的组分获得很好的分离，特别适合样品中组分的K值范围很宽的复杂样品的分析。梯度洗脱十分类似气相色谱的程序升温，两者的目的相同。不同的是程序升温是通过程序改变柱温，而液相色谱是通过改变流动相组成、极性、pH值来达到改变K的目的。16. 答：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于HPLC 分析，而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。 17. 答：液相色谱中提高柱效的途径主要有： (1)提高柱内填料装填的均匀性；(2)改进固定相：减小粒度，选择薄壳形担体；(3)选用低粘度的流动相；（4）适当提高柱温。其中，减小粒度是最有效的途径。 18. 答：利用化学反应将固定液的官能团键合在载体表面形成的固定相称为化学键合固定相。其优点：（1）固定相表面没有液坑，比一般液体固定相传质快的多。（2）无固定相流失，增加了色谱柱的稳定性及寿命。（3）可以键合不同的官能团，能灵活地改变选择性，可应用与多种色谱类型及样品的分析。（4）有利于梯度洗脱，也有利于配用灵敏的检测器和馏分的收集。 19. 答：正相色谱柱用的固定相通常为硅胶，以及其他具有极性的官能团，如胺基团和氰基

仪器分析试题及答案

复习题库绪论 1、仪器分析法：采用专门的仪器，通过测量能表征物质某些物理、化学特性的物理量，来对物质进行分析的方法。（ A ）2、以下哪些方法不属于电化学分析法。 A、荧光光谱法 B、电位法 C、库仑分析法 D、电解分析法（ B ）3、以下哪些方法不属于光学分析法。 A、荧光光谱法 B、电位法 C、紫外-可见吸收光谱法 D、原子吸收法（ A ）4、以下哪些方法不属于色谱分析法。 A、荧光广谱法 B、气相色谱法 C、液相色谱法 D、纸色谱法 5、简述玻璃器皿的洗涤方法和洗涤干净的标志。答：（1）最方便的方法是用肥皂、洗涤剂等以毛刷进行清洗，然后依次用自来水、蒸馏水淋洗。（3分）（2）玻璃器皿被污染的程度不同，所选用的洗涤液也有所不同：如： ①工业盐酸——碱性物质及大多数无机物残渣（1分） ②热碱溶液——油污及某些有机物（1分） ③碱性高锰酸钾溶液——油污及某些有机物（1分）（3）洗涤干净的标志是：清洗干净后的玻璃器皿表面，倒置时应布上一层薄薄的水膜，而不挂水珠。（3分） 6、简述分析天平的使用方法和注意事项。答：（1）水平调节。观察水平仪，如水平仪水泡偏移，需调整水平调节脚，使水泡位于水平仪中心。（2分）（2）预热。接通电源，预热至规定时间后。（1分）（3）开启显示器，轻按ON键，显示器全亮，约2 s后，显示天平的型号，然后是称量模式0.0000 g。（2分）（4）称量。按TAR键清零，置容器于称盘上，天平显示容器质量，再按TAR键，显示零，即去除皮重。再置称量物于容器中，或将称量物（粉末状物或液体）逐步加入容器中直至达到所需质量，待显示器左下角“0”消失，这时显示的是称量物的净质量。读数时应关上天平门。（2分）（5）称量结束后，若较短时间内还使用天平（或其他人还使用天平），可不必切断电源，再用时可省去预热时间。一般不用关闭显示器。实验全部结束后，按OFF键关闭显示器，切断电源。把天平清理干净，在记录本上记录。（2分）

仪器分析作业01参考答案(第一章)

1. 仪器信号由哪几部分组成？它们各具有什么特点？答：仪器的响应信号由三部分组成：S=S 待测组分+S 空白+S 本底 S 待测组分：指待测组分的响应信号，在一定浓度范围内，该值与待测组分浓度呈一定函数关系（定量分析的基础）； S 空白：指除待测组分外，试液中其他成分（溶剂+相关试剂+基体）的响应信号，具有恒定性，可用空白溶液校正（可消除）； S 本底：指仪器自身随机噪音产生的响应信号，具有随机性，不能消除，但可通过仪器的改善或适当的数据处理而减小，是影响测量精密度的原因，也是决定检出限的主要因素之一。 2. 某仪器方法测定含0.03 mg ?L -1 Mn 的近空白溶液所得信号数据如下：0.0028、0.0029、0.0028、0.0029、0.0023、0.0027、0.0024、0.0029、0.0031、0.0031、0.0029（共11次），（1）试计算该方法测定Mn 的检出限和定量下限；（2）相同条件下，某试样的响应信号为0.0015，该试样中锰的含量是多少？解：（1）0028.0S =；00025.0s =；k=0.0028/0.03=0.093 L ?mg -1 1D L L mg 008.0093.0/00025.03k /s 3c -?=?== 1L mg 03.014.0/00025.010k /s 10LOQ -?=?== （2）3s<0.0015<10s ，结果应表示为：检出但无法定量 3. 用某仪器方法测定试样中微量Cu 的含量：称取试样0.740 g ，溶解后定容到100 mL 容量瓶中作为试样溶液，测定时溶液的配制及对应的仪器信号S 如下表所示，计算试样中Cu 的质量分数（%）。（已知存在以下关系：S=k ?c Cu ）（本题为单次标准加入法，标准溶液加入前后，S 与c Cu 的线性关系不变，且k 为常数；1号为空白溶液，2、3的信号中应将此部分扣除）解：依题可知空白信号=0.010 ?试样信号=0.175-0.010=0.165；试样加标后信号=0.365-0.010=0.355 设试样处理为溶液时Cu 的含量为ρCu ，则存在以下关系式：

仪器分析课后答案

第七章原子吸收光谱法基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限，掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法，了解AAS 中的干扰及火焰法的条件选择，通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。重点：有关方法和仪器的基本术语。难点：AAS 的定量原理，火焰法的条件选择。参考学时：4学时部分习题解答 10、用标准加入法测定一无机试样溶液中镉的浓度。各试液在加入镉标准溶液后，用水稀释至50mL ，测得其吸光度如下表所示。求镉的浓度。解：设镉的浓度为c x μg/ml 加入镉标的浓度c 0分别为：c 0 = 0, A x = 0.042 2 .0501011=?=c μg/ml A 1 = 0.080 4 .0501022=?= c μg/ml A 2 = 0.116 8 .050 1043=?= c μg/ml A 3 = 0.190 按标准加入法作图得：c x = 0.22 μg/ml

11、用原子吸收光谱法测定自来水中镁的含量（用mg ·L -1表示）。取一系列镁标准溶液（1μg ·mL - 1）及自来水水样于50mL 容量瓶中，分别加入5%锶盐溶液2mL 后，用蒸馏水稀释至刻度。然后与蒸馏水交替喷雾测定其吸光度，其数据如下表所示。计算自来水中镁的含量。解：吸光度（A ）—标准溶液含镁量（μg ）的标准曲线线性回归得 x y ?0484.00427.0?+= γ=0.9999 将A=0.135代入得自来水样中含镁量为1.91μg 。 ∴ 自来水中镁的含量为 095 .020 91.1=μg ·mL -1 即 0.095mg ·mL - 1 12、某原子吸收分光光度计倒线色散率为1nm/mm ，狭缝宽度分别为0.1nm, 0.2mm, 1.0mm ，问对应的通带分别是多少？解：W = D ·S 已知：D = 1nm/mm, S 1 = 0.1mm, S 2 = 0.2mm, S 3 = 1.0mm 通带：W 1 = D ·S 1 = 1×0.1 = 0.1nm W 2 = D ·S 2 = 1×0.2 = 0.2nm W 3 = D ·S 3 = 1×1.0 = 1.0nm