仪器分析论文
《ZnSe纳米晶体阳离子交换反应用于生物检测中的信号放大》
---读后感
作者：彭昆学号：2009111075 班级：化学班
所有科学研究最终的目的就只有一个——促进社会进步！所以此处我会首先着手于此篇文献中涉及到的科学应用，然后再从其原理和相关优势方面一一展开阐述。
应用：ZnSe纳米晶体阳离子交换反应，在诸如系统生物学、医疗保健、产品质量控制、环境检测和生物防卫等很多领域中分子测量都很重要。人一天摄入Zn2+超过10mg的水平对健康的威胁很低，环境保护局（EPA）也没有规定Zn2+的摄入上限。而在人血清蛋白中，能使用此方法检测到大量的基底蛋白，不过亦得益于基底蛋白具有低干扰和准确量化的特性。
原理:密封分子实现体外检测信号放大的简便方法.充分利用了每个离子纳米晶体（NC）里数以千计的离子外壳的自身优势和高表面活性。所附的阳离子能够通过阳离子交换反应（CX）快速释放出来，然后会依次跟金属相应染料发生反应。所得到的标记率的值大于1000:1。每一个目标-报道结合过程能够放大一千多倍。
实例：通过使用CdSe的阳离子交换信号放大方法成功检测到了提取的人类RNA中全部的microRNA，其检出限为35 fM。较为温和的CX反应不包括强酸和腐蚀性氧化物，这使以金属响应染料作为信号产物成为可能。这种方法快速，能够进行原位检测。
优势:①ZnSe纳米结晶的阳离子交换反应具有较高的信号放大率和很好的生物相容性;②阳离子交换信号放大能直接用于生物检测格式和光学检测平台，对仪器不需要特殊要求，不必进行实验设计;③跟其他纳米基底敏感技术相比，阳离子交换信号放大最卓越的特性在于纳米晶体独特的光学性质。因此，选择和修饰纳米晶体时，以及在实现检测性能的高灵敏性、高稳定性和极好的生物相容性等多种金属响应荧光染料的性能时将会有很大的选择空间;④ZnSe纳米晶体的阳离子交换信号放大的检测性能优于荧光染料、量子点和HRP的检测性能，能用
于人血清免疫球蛋白E（IgE）的定量分析；⑤优化FluoZin-3的荧光条件，在Zn2+的影响下FluoZin-3的量子产率能从小于0.005增加到0.43，它也有个比较低的解离常数15nM，每一纳秒范围内的结合速率常数。所有这些性质决定了在阳离子交换后能有强的荧光产生。
综述个人观点：此篇文章主要阐述了光化学方面的灵敏度、选择性被提高后所带来的收益，同时在实验中发现相关的不足从而去改善和优化。
比如此文中说：具有高量子产率的荧光染料是最普通的光学标记物，但其每一个报道分子仅仅能结合5个染料分子。当示踪目标物在阵列表面捕获非常少的报道分子的时候，常常因为标签率低而使产生的荧光信号很难从背景噪音中分辨出来。虽然量子点（QDs）的效率比有机染料会高出5-20倍但具有生产成本高、淬火后表面发光功能化、生物耦合以及有毒元素镉会对环境危害等缺点。由无毒材料制成的量子点跟那些含有Cd的物质相比还没有表现出比较敏感的性能。
而ZnSe纳米晶体阳离子交换反应就克服了上述的所有缺点。
所以我觉得一切事物的进展都是在发现它的不足时去进一步改造优化的，没有天生完美无缺，不过发现问题的眼光和以勇气、执著着的心去改造更重要。而作为一个与科学打交道的人更应如此，去不断地提高、总结、优化！
Cation Exchange in ZnSeNanocrystals for SignalAmpli?cation in
Bioassays
Jingjing Yao, Samantha Schachermeyer, Yadong Yin, and WenwanZhong Department of Chemistry, University of California, Riverside, California92521-0403,
United States
Analytical Chemistry,Vol.83, No.1,402–408. January 1, 2011
ZnSe纳米晶体阳离子交换反应用于生物检测中的信号放大
Jingjing Yao, Samantha Schachermeyer, Yadong Yin, and WenwanZhong （加利福尼亚大学滨河分校化学系, 加利福尼亚92521-0403, 美国）发表日期：2011年1月1日来源：美国分析化学杂志83卷第1期，402-408页
ZnSe纳米晶体具有较低的本底荧光和很好的生物兼容性，在生化检测中常用作标记物。一个ZnSe纳米晶体能够释放出3000多个Zn2+，因此它的阳离子交换反应(CXAmp)能够成百数千倍地放大目标识别信号。自由阳离子能够从Zn响应染料中依次激发强的荧光信号。据最近的研究显示，与传统的标记方法相比，ZnSe的阳离子交换具有卓越的检测性能。5nM的ZnSe纳米晶体阳离子交换的荧光强度是同样浓度CdSe/ZnS核-壳量子点荧光强度的30倍。ZnSe纳米结晶的阳离子交换反应的检出限（LOD）比使用辣根过氧化酶（HRP）标记法的检出限低10倍，检测灵敏度—信号浓度曲线的斜率—是后者的20倍。当使用夹心法检测免疫球蛋白E（IgE）时检测限可以达到1ng/mL，高灵敏的阳离子交换信号放大同样能够检测人血清中免疫球蛋白E的总浓度。在人血清蛋白中，能使用此方法检测到大量的基底蛋白，这得益于基底蛋白具有低干扰和准确量化的特性。除具有较高的信号放大率和很好的生物相容性外，ZnSe的阳离子交换信号放大能很容易适应普通实验设计，能够用于普通实验系统中低浓度目标物的可靠检测。
在诸如系统生物学、医疗保健、产品质量控制、环境检测和生物防卫等很多领域中分子测量都很重要的。[1-5]然而，超灵敏检测对其来说仍然是一个挑战，主要是因为以前报道分子的标记效率非常低。例如，具有高量子产率的荧光染料是最普通的光学标记物，[6-8]但其每一个报道分子仅仅能结合5个染料分子。当示踪目标物在阵列表面捕获非常少的报道分子
的时候，常常因为标签率低而使产生的荧光信号很难从背景噪音中分辨出来。[9,10]虽然量子点（QDs）的效率比有机染料会高出5-20倍，[9,11]但具有生产成本高、淬火后表面发光功能化、生物耦合[9,12,13]以及有毒元素镉会对环境危害等缺点。[14-15]由无毒材料制成的量子点跟那些含有Cd的物质相比还没有表现出比较敏感的性能。[9,14]另一方面，可以使用银纳米粒子通过表面等离子体振动方法来增强荧光。观察显示效率能提高3-10倍。[16-18]另外，其他一些技术也已经应用于信号放大检测。最常见的方法是利用辣根过氧化物酶（HRP）的酶标记法。每个酶可很大程度上催化色分子或化学发光分子的产率，降低检测限达10-100pM。或者，核酸能够通过检测前的聚合酶来放大，但聚合酶反应不能直接适用于
无核酸分子中，还能受到集中背景污染物和冗长液体处理的破坏。[25-28]另外，掺杂了染料的二氧化硅纳米颗粒的生物酶，因为在其内部每一个颗粒物上封装大量染料从而也增强标记率。[29,30]然而，实验中仍然需要尽量避免染料渗漏和非特异性结合到二氧化硅表面，而在靶结
合部位上如果结合体积较大的粒径（30- 60nm），甚至阻止结合位点可诱导产生位阻现象。
[29]
我们团队建立了一种使用密封分子实现体外检测信号放大的简便方法。这种方法充分利用了每个离子纳米晶体（NC）里数以千计的离子外壳的自身优势和高表面活性。[31]所附的阳离子能够通过阳离子交换反应（CX）快速释放出来，然后会依次跟金属相应染料发生反应。所得到的标记率的值大于1000:1。每一个目标-报道结合过程能够放大一千多倍。首次
报道以纳米晶体阳离子交换为基础的信号发放大的方法是使用CdSe纳米晶体，它的信号强
度和检测限分别比使用Alexa Fluor 488 高60倍和低100倍。通过使用CdSe的阳离子交换信号放大方法我们成功检测到了提取的人类RNA中全部的microRNA，其检出限为35 fM。较为温
和的CX反应不包括强酸和腐蚀性氧化物，这使以金属响应染料作为信号产物成为可能。这
种方法快速，能够进行原位检测。在CX缓冲溶液中混合纳米晶体可使荧光信号在20s内达到
最大值的80%（没有确切数据）。另外，阳离子交换信号放大能直接用于生物检测格式和光学检测平台，对仪器不需要特殊要求，不必进行实验设计。跟其他纳米基底敏感技术相比，阳离子交换信号放大最卓越的特性在于纳米晶体独特的光学性质。因此，当我们选择和修饰纳米晶体，以及在实现检测性能的高灵敏性、高稳定性和极好的生物相容性等多种金属响应荧光染料的性能时将会有很大的选择空间。
Schematic Illustration of CXAmp with ZnSeNCs a
Scheme 1. The secondary antibody was labeled with ZnSe NCs, which, after target binding, would undergo CX reaction with the added Ag+and released Zn2+. The freed Zn2+ would then bind to the poorly luminescent FluoZin-3, and the Zn- FluoZin-3 complex emits strong ?uorescence.
自CdSe的阳离子交换信号放大发展和应用以来，我们在目前的研究中取得了很大的技术进步：使用ZnSe纳米晶体进行阳离子交换信号放大（如设计图1所示）。使用生物兼容性好的ZnSe纳米晶体使其毒性大大降低。ZnSe纳米晶体的阳离子交换信号放大的检测性能优于荧光染料、量子点和HRP的检测性能，能用于人血清免疫球蛋白E（IgE）的定量分析。此外，我们使用一项在检测和储存情况下阳离子交换信号放大条件和纳米晶体稳定性的细致研究来确认我们的方法的稳定性。
实验部分
化学试剂和材料。用于制备纳米结晶、溶剂和配体的各种化学试剂采购自费舍尔科学公司。胺标低聚核苷酸采购自综合DNA科技公司（Coralville, IA），没有进一步纯化。人免疫球蛋白G（IgG）、被HRP修饰或没被其修饰的基抗体和辅抗体、Qdot525nm（QD）和FluoZin-3均购自Invitrogen（卡尔斯巴德，加利福尼亚州）。人血清免疫球蛋白E采购自雅典研究和技术公司（雅典，佐治亚州）。LonzaBiowhittaker人血清由费舍尔科学公司提供。
ZnSe纳米结晶的合成与特性。水溶性的ZnSe纳米晶体是是修改先前报道的CdSe纳米晶体的合成路线，在水溶液中合成的。合成的细节和纳米晶体的性质请参阅支持信息中。
抗体或氨标聚核苷酸和纳米晶体的生物耦合技术。山羊抗人免疫球蛋白G (anti-IgG)或抗-人血清免疫球蛋白E通过1-乙基-3-（3-（二甲氨基）丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）和磺基-N-羟基（磺酸基-NHS）耦合到ZnSe纳米晶体上。在ZnSe表面的巯基丙烯酸（MAA）分子为耦合提供羧基官能团。包含了大约1014个纳米晶体的ZnSe粉末，在5μL的去离子水中第一次悬浮，用0.4mgEDC和1.1mg的磺酸基- NHS在1mL的链接缓冲溶液(0.1 M
NaH2PO4-Na2HPO4 (pH 7.2))中活化15分钟。在添加100μL的抗-人血清免疫球蛋白G
(1mg/mL)或抗-IgE (1 mg/mL)防止蛋白交联之前，剩余的EDC使用1.2μL的巯基乙醇进行淬火处理。将混合物在室温（RT）下搅拌3小时。最后，使用Amicon离心过滤器将耦合的ZnSe 纯化，并保存在100μL 0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液中（pH值7.2）。使用前将原料稀释100倍。耦合在ZnSe纳米晶体上使用3’胺标的27 ntDNA使用同样的步骤处理。
将抗体共轭到量子点上使用的是生产商建议的一步反应过程。将大约1014个量子点同0.2mg的EDC和100μL 1mg/mL的抗体在1mL的连接缓冲液中混合。混合物在室温下搅拌3h，使用YM-100过滤器纯化并保存在100μL 0.1 M的磷酸盐溶液中。检测时将共轭在量子点上的原料稀释15倍。
使用Cary紫外-可见分光光度计（瓦里安，加利福尼亚州），键合到ZnSe纳米晶体和量子点上的抗体大概在350nm处（纳米晶体的特征吸收峰）和280nm处（既包括纳米晶体也包括蛋白质的信息）有吸收峰，ZnSe纳米晶体和量子点共轭给出的结果是抗体和纳米晶体的摩尔比接近45：1。因为YM-100过滤器不能够完全地移除自由抗体分子。这个数值不能反应每个纳米晶体中人血清免疫球蛋白G的真实数目，只能用于估算纳米晶体的总数和检测中用到的抗体数。
免疫分析和荧光检测。二元检测法和夹心检测法都使用96孔微孔板进行检测。在二元检测中使用人血清免疫球蛋白G将细孔覆盖一整夜并保持温度在4°C，然后室温下在磷酸盐缓冲液（PBS）中使用1%的牛血清白蛋白（BSA）将细孔阻塞30分钟，这些操作都是在100μL 使用HRP、ZnSe、荧光素，或量子点标记的抗-人血清免疫球蛋白G在37°C保温1h前进行的。HRP-和荧光素-标记的抗免疫球蛋白G从1mg/mL生产商建议的原料中分别稀释4000倍或40倍。夹心法检测人血清免疫球蛋白E时，使用100μL山羊抗-人血清免疫球蛋白E（10mg/mL）将平板整夜覆盖并保持温度在4°C，并使用1%BSA阻塞平板。这样，不同浓度的人血清免疫球蛋白E会加到平板上，并在37°C下保温1h。在PBS/BSA（1%）中将100μL ZnSe-抗人血清免疫球蛋白E（将原料稀释100倍）使用PBS洗涤若干次，再将其装填到每一个小孔中，37°C 下保温1h。再一次使用洗涤步骤洗去残留标记抗体。将100μL 2mM的H2O2和2mM ABTS加入到细孔中会使HRP的吸收信号增强。在吸光度在平板读出装置中测量出前反应在室温下进行了20分钟。阳离子交换信号放大的信号输出和加入含有500μM AgNO3 and 3μM FluoZin-3的100 μL of 10 mM HEPES步骤是同步的。一个485 nm的激发滤光器和一个530/30 nm发射滤波器用于检测FluoZin-3。除了405nm的激发滤光器用于量子点检测，其他情况下使用同样的滤光器测量量子点和使用去离子水作为检测溶液的荧光素的信号。
FluoZin-3和阳离子反应信号放大的荧光光谱使用的是SpexFluoroLog Tau-3荧光分光光
度计（HORIBAJobinYvon的公司，新泽西州），激发波长为488nm。使用2nm宽度的狭缝收集从505nm到550nm的发射光谱，量子点的激发光谱在350 nm处，据记载在使用2nm宽度的狭缝时发射光谱是从505nm到550nm。ZnSe纳米晶体的激发光谱在350 nm处，据记载在使用10nm宽度的狭缝时发射光谱是从385nm到450nm。
所有记录的数据都是三次测量结果的平均和标准偏差。
结果与讨论
Zn2+荧光信号的最大化。人一天摄入Zn2+超过10mg的水平对健康的威胁很低，环境保护局（EPA）也没有规定Zn2+的摄入上限。[35,36]因此，以锌为基础的纳米结晶是提高阳离子交换信号放大生物兼容性的可选材料。因为阳离子交换信号放大是以荧光素结合释放的自由Zn2+而产生的荧光为基础的，所以阳离子交换信号放大的最低检测限和线性范围是由Zn-响应燃料的性能决定的。过去几十年发展了大量的荧光Zn2+传感器，[37-41]本次研究我们选择了FluoZin-3。在Zn2+的影响下FluoZin-3的量子产率能从小于0.005增加到0.43，它也有个比较低的解离常数15nM，每一纳秒范围内的结合速率常数。[37]所有这些性质决定了在阳离子交换后能有强的荧光产生。
Figure 1. (a) Detection of Zn2+ with 0.5, 3, or 5 μM FluoZin-3 in 10 mM HEPES at pH 7.4 (b) Detection of Zn2+ with 0, 1, 10, 25, and 50 μM EDTA in 10 mM HEPES at pH 7.4 containing 2 mMCa(NO3)2 , 2 mM Mg(NO3)2 , and 3 μM FluoZin-3.
我们进行试验的第一步是优化FluoZin-3的荧光条件。在阳离子交换器中应放入合适浓度的FluoZin-3以便结合所有释放出的Zn2+并确保宽的检测范围，但是过高的染料浓度将不可避免地增加背景值。我们在pH为7.4的10mM HEPES的缓冲溶液中测试了FluoZin-3的三种不同浓度(500 nMand 3 and 5 μM)对较大Zn2+浓度范围的荧光响应曲线。之所以选择HEPES为缓冲体系是因为HEPES能提供一个合适的pH范围使FluoZin-3放出强荧光。HEPES同样不会和Ag+
反应也不会干扰阳离子交换反应。如图1a所示，在Zn2+达饱和浓度10μM时，3μM的FluoZin-3具有最宽的线性范围和最大的信噪比（S/B～ 86）。虽然5μM的FluoZin-3在高浓度的Zn2+体
系中能发出更强的荧光，但由于染料的自体荧光会使背景值也随之上升，在5 μM Zn2+时信
噪比会降到60（如支持信息图S1所示）。3μM和500 nM的FluoZin-3的背景信号具有可比性。因此，考虑到能提供的较大的性噪比和较宽的动力学范围，在以下的测试中我们选择浓度是3μM的FluoZin-3。
在使用阳离子交换信号放大检测追踪产物时，较低的Zn的检测限也是要考虑的一个因素。伴随着大量FluoZin-3分子产生的荧光，降低阳离子交换信号放大的检测限的关键是降低背
景荧光值。从实验室一般玻璃仪器泄露出来的Zn2+，或作为制备缓冲溶液盐类中的杂质，在没有纳米晶体存在的情况下都能产生较强的背景值。有文献报道在检测细胞Zn2+时，使用
Ca–EDTA可以掩蔽背景荧光信号。在没有Ca–EDTA或者在不同浓度的Ca–EDTA的情况下我们使用Ca–EDTA滴定Zn2+，然后比较了它们的荧光信号。当Zn2+的浓度达到5nM时，EDTA 的存在事实上既增加了背景值也增加了荧光信号，但是不管有没有EDTA，使用了FluoZin-3的Zn2+的检测限仍然具有可比性（如图1b所示）。100 pM的Zn2+也可以检测到。然而，当Zn2+的浓度增加到50 nM以上时，由于EDTA和FluoZin-3会竞争吸附锌离子（如支持信息图S2a所示），荧光信号随着EDTA的量的增加而减小。而且，在EDTA存在的情况下信号的强
度会变得不稳定。当溶液中EDTA的浓度达10μM时，在前5分钟的滴定中，100 nM Zn2+产生的荧光信号降低8%，当EDTA的浓度大约在25μM时会损失50%的信号（如支持信息图S2b所示）。这个结果证明，尽管EDTA是一种比FluoZin-3更慢的Zn2+螯合剂，在开始时大多数自由的Zn2+会跟FluoZin-3结合，但由于在溶液中的高浓度，最终EDTA会结合更多的Zn阳离子。因为我们能在没有Ca–EDTA存在的情况下可以获得稳定的荧光和较低的Zn2+检测限，所以
我们在阳离子交换信号放大的溶液中没有选择Ca–EDTA。
使用ZnSe纳米晶体进行信号放大。水溶性的ZnSe纳米晶体据测量是立方体形的，用分
子式表示是ZnSe0.64，平均尺寸是5±1nm（如支持信息图S3，a、b所示）。ZnSe纳米晶体在350nm激发时在400nm发射非常低的荧光（如支持信息图S3c所示）。使用水溶性合成路线制备的纳米结晶具有相对较宽的粒径分布，仍然伴随着低量子产率；但它们不在阳离子交换信号放大中考虑。考虑到ZnSe 5.27 g/cm3的密度和立方晶体的理想结构，每5nm的ZnSe0.64 的立方晶体包含了大约3400个Zn2+。在以上的优化锌检测条件下，5 nMZnSe纳米结晶产生的信号是FluoZin-3自体荧光（488 nm激发）的60倍，是5nM CdSe/ZnS核/壳结构量子点525nm 荧光信号（350nm激发）的30倍（如图2所示）。溶液中存在ZnSe纳米晶体，强荧光使得其检测限低达30 fM（如支持信息S4所示），相应地Zn2+的检测限低达100 pM。图2中包含在纳米晶体悬浮液中的Zn2+使用诱导耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）证实。更进一步，由纳米晶体表面修饰引起的阳离子交换效率的改变是可以忽略不计的。没被键合的和键合了DNA或抗-免疫球蛋白E的ZnSe纳米晶体在Zn(Ac) 2溶液中经过阳离子交换信号放大后的曲线很好的重合（如图3所示），这说明阳离子交换效率接近100%。所有的数据都是在阳离子交换溶液中2分钟内采集的。
Figure 2. Fluorescence spectra of 5 nM QDs in DI water and 5 nMZnSe after the CXAmp with 500 μM Ag+ and 3 μM FluoZin-3 in 10 mM HEPES buffer, pH 7.4. The auto?uorescence of
FluoZin-3 was measured in the CXAmp buffer.
Figure 3. CX ef?ciency in ZnSe NCs without or with different surface modi?cation, i.e., 27 nt DNA and ZnSe - IgG. Zn content in NCs was determined by ICP-AES. The CXAmp buffer contained 500 μM Ag+ and 3 μM FluoZin-3 in 10 mM HEPES buffer, pH 7.4.
在使用ZnSe纳米晶体进行生物传感时，ZnSe纳米晶体会随之溶解是个很大的问题，因为这会降低纳米结晶的总数，对检测的有效性产生影响。与更大颗粒的晶体相比，纳米结晶大的比表面更能增加溶解性。ZnSe的溶解度是1.9 ×10-10M。考虑到每个ZnSe纳米晶体中包含的Zn2+的总数，这个溶解度可以认为是在检测过程中ZnSe纳米晶体的浓度应该保持在0.56 pM
以上，防止纳米晶体的溶解损失。另一个溶液情况，例如pH值和盐分，会影响溶解平衡和
改变溶解度。因此我们在典型的免疫分析和保存条件下测试了纳米晶体的稳定性。这个测试是在10 000 Da (YM-10)在NMWC中使用Amicon滤光片来从完整的纳米晶体中分离溶解在
溶液中的金属离子。在使用YM-10过滤完ZnSe-抗免疫球蛋白E的存储溶液后，从ZnSe纳米晶体中释放的Zn2+会流过色谱柱，而完整的ZnSe-抗免疫球蛋白E键合体会保留在过滤器的顶部。随后，在有500 μM Ag+和3 μM FluoZin-3的情况下使用荧光检测存在Zn2+的上清液和流出液，用FluoZin-3的荧光强度对Zn2+的浓度作标准曲线图。因为ZnSe -抗免疫球蛋白G的阳离子交换效率接近100%，溶解的和没有溶解的ZnSe纳米晶体的数目能够用锌离子的浓度除以3400的比值很容易地计算出来。为了评估ZnSe -抗免疫球蛋白G在常规免疫检测中的稳定性，微
粒必须保存在PBS缓冲溶液中，溶液也必须每隔1h取一次样。只有微量的ZnSe -抗免疫球蛋白G共轭体会在5h的检测期间里以锌离子的形式（如支持信息图S5a所示）溶解并留出过滤器。这种持续时间接近真实的一般免疫检测的持续时间。另一方面，通过测量发现，保留在Amicon?lter顶部的ZnSe -抗免疫球蛋白G共轭体的数目是个常数。而且研究证明，ZnSe -抗免疫球蛋白G在0.1 M pH为7.2的磷酸盐缓冲溶液中具有长期的稳定性。纳米晶体每隔一周取一
次样这样持续一个月。再次观察发现没有Zn2+泄露出来（如支持信息图S5b所示）。高稳定性可以归因于覆盖试剂MAA的使用。它和ZnSe纳米晶体表面的锌能很好地协调，而且能够提供足够多的负电荷使纳米晶体在水溶液中自由分配。
随着抗体与ZnSe纳米晶体共轭使阳离子交换反应快速完整地进行和在检测保存中令人满意的稳定性，ZnSe纳米晶体能够在免疫分析中用作标记物。
Figure 4. Relative change of signal over background of IgG detection by comparing ZnSe NCs
based CXAmp to ELISA.
ZnSe阳离子交换信号放大的检测性能。酶联免疫分析测定(ELISA)是以酶为信号放大因素提供低检测限的免疫分析的黄金法则。因此，为了能更好地评估阳离子交换信号放大卓越的检测性能，我们比较了ZnSe阳离子信号放大和酶联免疫分析测定中最常用的辣根过氧化酶信号放大的性能。结果显示，山羊抗人免疫球蛋白G既能跟辣根过氧化酶标记也能跟ZnSe 纳米晶体标记。两种标记方法的信号放大效率用信号对背景的相对变化[即(信号-背景)/背景×100%]来表示，如图4所示就是其对免疫球蛋白G浓度的曲线图。很明显地可以看到阳离子交换信号放大的信号值比用辣根过氧化酶标记的信号值上升地更快，它们都有一个可比较的动态范围。阳离子交换信号放大也有一个非常低的检测限。10 ng/mL免疫球蛋白G的量能经过阳离子交换信号放大很明显地检测到，这个值比我们以前报道的CdSe阳离子交换信号放大所得到的检测限低5倍。[31]计算出的上述（黑色，HRP）检测限（LOD，等于3倍的标准偏差(SD)）是3.7ng/mL（如支持信息图S6a所示）。阳离子交换信号放大也具有很好的检测重现性，相对标准偏差（SRD）的平均值为2%。与此相对，使用辣根过氧化酶标记的检测免疫球蛋白G的最低限度是50 ng/mL，计算得出的检测限是34 ng/mL，相对标准偏差的
平均值为6%（如支持信息图S6b所示）。如图S6所示两条标准曲线的斜率也显示出在检测免疫球蛋白G时，阳离子交换信号放大比辣根过氧化酶灵敏20倍。另外，对量子点和使用荧光染料标记物性能的检测分别使用的是QDot525n m和荧光标记山羊抗人免疫球蛋白G。但这两者在最低可检测10 μg/mL的免疫球蛋白G时显示比较差的灵敏度。低灵敏度同样会导致较窄的检测范围和测量中显著的大标准偏差值（如支持信息图S7所示）。
通过夹心检测法使用ZnSe阳离子交换信号放大对免疫球蛋白E进行检测。上述免疫球蛋白G的检测性能是二元相互作用格式的一种形式。更通常的做法是夹心检测用于阵列传感器。因此，为了更进一步地展示ZnSe阳离子交换信号放大在生物分子检测中的性能，在夹心法
检测中我们将它作为一种样品抗原用于人免疫球蛋白E的检测。免疫球蛋白E是人体5种同型免疫球蛋白(Igs)中的一种。[31]跟其他的免疫球蛋白相比，体内的免疫球蛋白E的浓度非常低。例如，免疫球蛋白E在冷血液中的浓度低于1 U/mL (1 U =2.4 ng)。免疫球蛋白E浓度上升通常跟过敏性失调疾病有关，例如过敏症、免疫缺陷综合征或其他炎症。在大多数放射免疫鉴定法中，检测限低达0.5 U/mL (1.2 ng/mL)。[43]过敏原特异性免疫球蛋白E数量的定量仍然需要技术在自动化、精度、周转时间和灵敏度方面的改进，以便在临床重要的工作中精确测量免疫球蛋白E。[44]
Figure 5. Human IgE detection by ZnSe NCs based CXAmp with a sandwich assay format.
免疫球蛋白E分子包含有两个完全相同的抗免疫球蛋白E抗原决定簇—FcεRI位点和
FcεRII位点—对称地位于两个ε-重链旋转轴中心部位。[45]因此，可以预期能同时连接两个完全相同的抗免疫球蛋白E分子。在我们的夹心法免疫检测中，存在于样品中的免疫球蛋白E
能跟抗免疫球蛋白E抗体发生反应，那些抗免疫球蛋白E抗体吸收在检测器表面，能用ZnSe
纳米晶体标记的相同的抗免疫球蛋白E抗体进行检测。图5显示了用阳离子交换信号放大检测人免疫球蛋白E的标准曲线。线性检测范围可达100 ng/mL，荧光持续增加当免疫球蛋白E达到饱和时荧光信号超过1 μg/mL（如图5中插入图所示）。跟使用放射性同位素标记法相比[43]，这种方法的检测限可达1ng/mL。
这种以阳离子交换信号放大为基础的检测方法能够用于纯净人血清中免疫球蛋白E和一系列血清稀释物（使用1 × PBS缓冲溶液稀释）的检测。稀释的血清包含更低量的蛋白质，其中的量化结果可能很少受到背景中非特异性结合蛋白质的影响。事实上，每一种由标准免疫球蛋白E检测曲线得到的血清溶液中免疫球蛋白E的浓度会随着稀释溶液中血清的体积比而逐渐增加。然而，血清比例低于30%的缓冲溶液的增加斜率显然比高血清比例高的缓冲溶液的增加斜率大（如图6所示），这包括了背景蛋白质中更高蛋白质的含量可以降低对免疫球蛋白E的检测能力。检测平板上相关蛋白质对抗免疫球蛋白E抗体的非特异性结合可以阻止免疫球蛋白E的捕获和降低最终的检测信号。具有较高血清稀释因素，如像9%-33%这样更低的血清含量百分比，我们计算出来的免疫球蛋白E的浓度始终在261.1 ± 15.8 ng/mL，这显然是成年人血浆中一个合理的水平。[44]
Figure 6. Calculated IgE concentration in human serum dilutions with 1 × PBS plotted against the serum volume percentage. The dilution fold was 1-, 2-, 3-, 5-, and 10-fold, respectively. IgE in serum with or without dilution was tested with ZnSeCXAmp, and the concentration of IgE was calculated based on the standard curve.
阳离子交换信号放大信号强灵敏度高，使利用高稀释血清降低大量基体蛋白质的影响成为可能。因为可以应用更多特异性捕获剂和报道分子，所以能够实现对免疫球蛋白E的更精确测量。而且在我们的夹心法测量中，每一个免疫球蛋白E分子都键合了两个完全相同的免
疫球蛋白E抗体。通过免疫球蛋白E的变形来进行相互结合，这样会增加分子内部的张力。[45]对结合位点的竞争和结构变形的阻止都能够降低检测的灵敏度。可以预期，使用两种类型的抗免疫球蛋白E来识别免疫球蛋白E分子的不同抗原位点能够提高检测的灵敏度。人免疫球蛋白E的几种单克隆抗体和特殊的核酸适合体已经制造出来，[46-48]它们可以很容易地和具有强大信号策略的阳离子交换信号放大法结合使用，这样在免疫球蛋白E检测中可以得到更强的特异性和更高的灵敏度。
结论
在最近的研究中对阳离子交换信号放大进行了的一些技术上改进。水环境中合成的具有生物相容性的ZnSe纳米晶体被证明在免疫检测中同阳离子交换信号放大结合用于信号处理具有很好的稳定性。和传统标记物—包括荧光染料、量子点和生物酶—相比，ZnSe纳米晶体阳离子交换信号放大获得更高的灵敏度和更低的检测限。它的检测能力在检测人血清中免疫球蛋白E的过程中得到了很好的体现。当前的发展也指出使用不同类型的纳米晶体用于阳离子交换进行信号放大可以满足不同的实验要求。
然而，为了提高阳离子交换信号放大法操作简单、实现高信号和得到高灵敏度，我们还有很多工作要做。例如，可以开发出一种更稳定的纳米晶体用于不同的样品基底和纳米晶体的簇能够够释放出更强的信号放大功能。阳离子交换和荧光触发过程能更进一步地简化从而适用于不同的检测平台。阳离子交换信号放大中的背景问题源于金属相应染料的自发荧光，可以使用键合澜系元素标记和时间选通数据征用技术加以解决。[49]
致谢
这项工作的启动资金是由加州大学滨河分校的Zhong先生提供的。非常感谢Le He，Tao Wu两位先生提供投射电子显微镜和X射线衍射协助我们进行检测。
提供的支持信息
文中标记的附加信息。这些信息通过因特网免费提供https://www.360docs.net/doc/af205063.html,.
参考文献：
(1) Gauglitz, G. Anal. Bioanal.Chem. 2005, 381, 141–155.
(2) Eubanks, L. M.; Dickerson, T. J.; Janda, K. D. Chem. Soc. Rev. 2007,
36,458–470.
(3) Tecon, R.; van der Meer, J. R. Sensors 2008, 8, 4062–4080.
(4) Haab, B. B. Curr. Opin.Biotechnol. 2006, 17, 415–421.
(5) Zhou, H.; Roy, S.; Schulman, H.; Natan, M. J. Trends Biotechnol. 2001,19,
S34–39.
(6) Demchenko, A. P. Anal. Biochem. 2005, 343, 1–22.
(7) Resch-Genger, U.; Grabolle, M.; Cavaliere-Jaricot, S.; Nitschke, R.; Nann,T.
Nat. Methods 2008, 5, 763–775.
(8) Schaferling, M.; Nagl, S. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 385, 500–517.
(9) Resch-Genger, U.; Grabolle, M.; Cavaliere-Jaricot, S.; Nitschke, R.; Nann,T.
Nat. Methods 2008, 5, 763–775.
(10) Schaferling, M.; Nagl, S. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 385, 500–517.
(11) Ruan, G.; Agrawal, A.; Smith, A. M.; Gao, X.; Nie, S. Rev. Fluoresc. 2006,3,
181–193.
(12) Noh, M.; Kim, T.; Lee, H.; Kim, C. K.; Joo, S. W.; Lee, K. Colloids Surf.,
A2010, 359, 39–44.
(13) Smith, A. M.; Duan, H. W.; Mohs, A. M.; Nie, S. M. Adv. Drug DeliveryRev.
2008, 60, 1226–1240.
(14) Rene-Boisneuf, L.; Scaiano, J. C. Chem. Mater. 2008, 20, 6638–6642.
(15) Karabanovas, V.; Zakarevicius, E.; Sukackaite, A.; Streckyte, G.; Rotomskis,R.
Photochem. Photobiol. Sci. 2008, 7, 725–729.
(16) Aslan, K.; Gryczynski, I.; Malicka, J.; Matveeva, E.; Lakowicz, J. R.;
Geddes,C. D. Curr. Opin.Biotechnol. 2005, 16, 55–62.
(17) Deng, W.; Drozdowicz-Tomsia, K.; Jin, D. Y.; Goldys, E. M. Anal.
Chem.2009, 81, 7248–7255.
(18) Deng, W.; Jin, D. Y.; Drozdowicz-Tomsia, K.; Yuan, J. L.; Goldys, E.
https://www.360docs.net/doc/af205063.html,ngmuir 2010, 26, 10036–10043.
(19) Khatkhatay, M. I.; Desai, M. J. Immunoassay 1999, 20, 151–183.
(20) Avseenko, N. V.; Morozova, T. Y.; Ataullakhanov, F. I.; Morozov, V. N.
Anal.Chem. 2002, 74, 927–933.
(21) Joos, T. O.; Schrenk, M.; Hop?, P.; Kroger, K.; Chowdhury, U.; Stoll,
D.;Schorner, D.; Durr, M.; Herick, K.; Rupp, S.; Sohn, K.; Hammerle,
H.Electrophoresis 2000, 21, 2641–2650.
(22) Servoss, S. L.; Gonzalez, R.; Varnum, S.; Zangar, R. C. Methods Mol.
Biol.2009, 520, 143–150.
(23) Wiese, R.; Belosludtsev, Y.; Powdrill, T.; Thompson, P.; Hogan, M.
Clin.Chem. 2001, 47, 1451–1457.
(24) Woodbury, R. L.; Varnum, S. M.; Zangar, R. C. J. Proteome Res. 2002,
1,233–237.
(25) Fischer, N.; Tarasow, T. M.; Tok, J. B. H. Curr. Opin. Chem. Biol. 2007,11,
316–328.
(26) Gharabaghi, F.; Tellier, R.; Cheung, R.; Collins, C.; Broukhanski, G.; Drews,S.
J.; Richardson, S. E. J. Clin. Virol. 2008, 42, 190–193.
(27) Mahony, J. B. Clin. Microbiol. Rev. 2008, 21, 716–747.
(28) Mehlmann, M.; Bonner, A. B.; Williams, J. V.; Dankbar, D. M.; Moore,C. L.;
Kuchta, R. D.; Podsiad, A. B.; Tamerius, J. D.; Dawson, E. D.; Rowlen,K. L. J.
Clin. Microbiol. 2007, 45, 1234–1237.
(29) Wang, L.; Wang, K. M.; Santra, S.; Zhao, X. J.; Hilliard, L. R.; Smith, J. E.;Wu,
J. R.; Tan, W. H. Anal. Chem. 2006, 78, 646–654.
(30) Wu, J.; Ye, Z. Q.; Wang, G. L.; Jin, D. Y.; Yuan, J. L.; Guan, Y. F.; Piper, J.J.
Mater. Chem. 2009, 19, 1258–1264.
(31) Li, J. S.; Zhang, T. R.; Ge, H. P.; Yin, Y. D.; Zhong, W. W. Angew. Chem.,Int.
Ed. 2009, 48, 1588–1591.
(32) Li, J. S.; Schachermeyer, S.; Wang, Y.; Yin, Y. D.; Zhong, W. W. Anal.
Chem.2009, 81, 9723–9729.
(33) Domaille, D. W.; Que, E. L.; Chang, C. J. Nat. Chem. Biol. 2008, 4, 507–507.
(34) Tang, A. W.; Teng, F.; Xiong, S.; Wang, Y.; Feng, B.;
Hou, Y. B. J.Electrochem. Soc. 2008, 155, K190–K194.
(35) Fraga, C. G. Mol. Aspects Med. 2005, 26, 235–244.
(36) EPA 816-F-09-004 Web site.
https://www.360docs.net/doc/af205063.html,/safewater/contaminants/index.html#inorganic (accessed
May 2009).
(37) Gee, K. R.; Zhou, Z. L.; Qian, W. J.; Kennedy, R. J. Am. Chem. Soc. 2002,124,
776–778.
(38) Jiang, P. J.; Guo, Z. J. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 205–229.
(39) Kikuchi, K.; Komatsu, K.; Nagano, T. Curr. Opin.Chem. Biol. 2004,
8,182–191.
(40) Qian, W. J.; Gee, K. R.; Kennedy, R. T. Anal. Chem. 2003, 75, 3468–3475.
(41) Thompson, R. B. Curr. Opin. Chem. Biol. 2005, 9, 526–532.
(42) Kay, A. R. BMC Physol. [Online] 2004, 4 (1), DOI:
10.1186/1472-6793-4-4.https://www.360docs.net/doc/af205063.html,/content/k3v30385255017
3v/.
(43) Winter, W. E.; Hardt, N. S.; Fuhrman, S. Arch. Pathol. Lab. Med. 2000,124,
1382–1385.
(44) Hamilton, R. G. Arch. Pathol. Lab. Med. 2010, 134, 975–982.
(45) Chang, T. W. Nat. Biotechnol. 2000, 18, 157–162.
(46) Hahn, Y. K.; Jin, Z.; Kang, J. H.; Oh, E.; Han, M. K.; Kim, H. S.; Jang, J.
T.;Lee, J. H.; Cheon, J.; Kim, S. H.; Park, H. S.; Park, J. K. Anal. Chem.
2007,79, 2214–2220.
(47) Li, Y.; Ren, J. J.; Nakajima, H.; Soh, N.; Nakano, K.; Imato, T. Anal. Sci.2007,
23, 31–38.
(48) Wang, J. L.; Munir, A.; Li, Z. H.; Zhou, H. S. Biosens. Bioelectron. 2009,25,
124–129.
(49) Jiang, L. N.; Wu, J.; Wang, G. L.; Ye, Z. Q.; Zhang, W. Z.; Jin, D. Y.; Yuan,J.
L.; Piper, J. Anal. Chem. 2010, 82, 2529–2535.
仪器分析在医药的应用
仪器分析在药物分析的应用 班级：12食品姓名：李娜学号：12110217 【摘要】近年来，随着仪器分析在医药领域应用越来越广泛，越来越多的的新技术新方法被应用在医药制造分析方面，本文对医药领域方面的仪器分析应用整理并统一综述。【关键词】仪器分析医药应用制造高效毛细管电泳应用 【正文】 高效毛细管电泳(HPCE)又叫毛细管电泳(CE)，是必高压电场为驱动力，以毛细管及其内壁为通道和载体，利用样品各组分之间电泳淌度或分配行为的差异而实现分离的一类液相分离技术。目前已广泛应用于生命科学、生物技术、临床医学、药物学和环境保护等领域。采用HPCE法能数秒至数分钟内可冲洗再生，不易污染，能直接进样水溶性蛋白样品。此外，它呵在185～210nm波长下进行监测，因其避免了高效液相色谱仪(HPLC)在短紫外波长测定时易受到所用溶剂截止波长的干扰，这样就可测定分子中不带生色团的药物，扩大了监测范围[1]，这些优点与传统药物分析方法相此更突出了HPCE在这一领域巾的优势地位，使毛细管电泳在体内药物分析领域有着极其广阔的应用前景。 1.概述 1.1 电泳及其发展介绍 电泳是带电粒子在电场力作用下，以不同的速度向电荷相反方向迁移的现象.称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。1937年，蒂塞利乌斯将蛋白质混合液放在两段缓冲溶液之间，两端施以电压进行自由溶液电泳，第一次将人血清提取的蛋白质混合液分离出白蛋白和α、β、γ球蛋白；发现样品的迁移速度和方向由其电荷和淌度决定；第一次的自由溶液电泳；第一台电泳仪；1948年，获诺贝尔化学奖。 1.2 传统电泳和高效毛细管电泳的比较 传统电泳：（纸电泳，凝胶电泳等）操作烦琐，分离效率低，定量困难，无法与其他分析相比。高效毛细管电泳(HPCE)：是指离子或带电粒子以毛细管为分离室,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。高效毛细管电泳在技术上采取了两项重要改进：一是采用了0.05mm内径的毛细管；二是采用了高达数千伏的电压。 1.3 HPCE的特点 高灵敏度：常用紫外检测器的检测限可达10-13－10-15mol，激光诱导荧光检测器(LIF)则达10-19-10-21。 高分辨率：每米理论塔板数为几十万，高者可达几百万乃至几千万。
仪器分析心得体会
仪器分析心得体会 篇一：仪器分析的感想 对仪器分析课程的认识和感想 仪器分析是高等学校等有关专业开设的一门基础课，其目的是使学生在大学学习期间掌握有关仪器分析中一些常用方法的基本原理、特点和应用，对于将来参加科学研究或具体实际工作都是很有益的。 仪器分析法是以物理和化学及其信号强度为基础建立起来的一种分析方法，使用比较复杂和特殊的仪器。仪器分析的基本原理源于分析化学。分析仪器的发展与分析化学的发展紧密相关，分析化学经历过三次重大变革，使得仪器分析也逐步升级，从仪器化、电子化、计算机化到智能化、信息化以至仿生化。 常用的仪器分析方法主要包括几类：光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱法。这些方法依据的原理不同，具有的性能指标如精密度、灵敏度、检出限、测定下限、线性范围、准确度等，在选择方法时，还要有一些考虑，如对样品结果准确度的要求，还有费用（包括仪器的购置费、运转费）、样品量、分析速度等。使用仪器分析法检测样品，具有效率高、速度快、方便、实用的特点。 仪器分析的应用范围十分广泛。仪器分析与科学四大理论（天体、地球、生命、人类起源和深化）及人类社会面临
的五大危机（资源、粮食、能源、人口、环境）问题的解决密切相关，也与工农业生产及人们日常衣食住行用的质量保证等领域密切相关，仪器分析的发展包括仪器和方法两方面的发展，仪器分析的发展趋势表现在建立原位、在体、实时、在线的动态分析检测方法建立无损以及多参数同时检测方法。现在以实现各种分析法的联用；分析仪器的智能化、自动化和微型化等几个方面。 通过对仪器分析这一课程的学习，对常用仪器的基本原理、特点、使用方法和应用都有了大致的认识和掌握。这门学科的实用性强，应用广泛。它的方法和基本思想如逻辑思维，对以后的科研和日常的工作有巨大的帮助。如果能对仪器分析这门课程有深刻认识，对以后仪器的创新和发展也能尽到一份力。 篇二：《仪器分析》问题学习法总结 《仪器分析》问题学习法心得体会 虽然只有短短的八周学习时间，但在张玲老师的指导学习下，使我对仪器分析这门学科了解颇多。通过学习是我知道仪器分析是我们学化学的必学的一门课程，是化学分析中不可缺少的方法。而且随着科技的发展，仪器分析变得越来越重要，在化学分析中的应用也越来越广泛。因此，我们必须学好仪器分析。就像张玲老师说的那样，大学毕业后我们什么书都可以卖掉，但《仪器分析》这本书一定要留下来。
《仪器分析资料报告》模拟考试精彩试题
《仪器分析》模拟考试试题（1） 一、填空题：（每空1分，共20分） 1．按被作用物质的本质可分为___________光谱和___________光谱。 2．色谱分析中有两相，其中一相称为__________，另一相称为__________，各组分就在两相之间进行分离。 3．在气相色谱分析中用热导池作检测器时，宜采用______作载气，氢火焰离子化检测器进行检测时，宜用_______作载气。 4．在色谱分析中，用两峰间的距离来表示柱子的__________，两峰间距离越______，则柱子的________越好，组分在固液两相上的______性质相差越大。 5．红外光谱图有两种表示方法，一种是________________，另一种是_________________。 6．红外光谱法主要研究振动中有__________变化的化合物，因此，除了___________和___________等外，几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。 7．原子发射光谱是由______________________________跃迁产生的，线光谱的形成原因是________________________________。 8．影响有色络合物的摩尔吸收系数的因素是_________________________。 9．多组分分光光度法可用解联立方程的方法求得各组分的含量，这是基于______________。 10．原子吸收光谱是由_________________________________________的跃迁而产生的。 二、选择题：（每小题2分，共40分） （）1. 分子中电子跃迁的能量相当于 A紫外/可见光B近红外光 C微波D无线电波 （）2. 在气相色谱法中，用于定量的参数是 A. 保留时间 B. 相对保留值 C. 半峰宽 D. 峰面积 （）3. 在气相色谱法中，调整保留值实际上反映了哪些部分分子间的相互作用？ A. 组分与载气 B. 组分与固定相 C. 组分与组分 D. 载气与固定相 （）4. 在气相色谱中，直接表征组分在固定相中停留时间长短的保留参数是 A. 调整保留时间 B. 死时间
仪器分析答案
《仪器分析》 一、选择题（共30分） 1 准确度、精密度高、系统误差、偶然误差之间的关系是（ C ） A准去度高，精密度一定高B精密度高，一定能保证准确度高 C 系统误差小，准确度一般较高 D 偶然误差小，准确度一定高 2 可见光度分析中所用的比色血是用（A）材料制成的。 A玻璃 B 盐片 C 石英 D 有机玻璃 3 测定值的大小决定于( A) A待测物的浓度 B 待测物的性质 C 比色皿的厚度 D 入射光强度 4 指出下列哪种不是紫外-可见分光光度计使用的检测器？ ( A ) A 热电偶 B 光电倍增管 C 光电池 D 光电管 5 指出下列哪种因素对朗伯-比尔定律不产生偏差？( D ) A溶质的离解作用 B 杂散光进入检测器 C 溶液的折射指数增加 D 改变吸收光程长度 6 某化合物的浓度为1.0×10-5mol/L，在λMAX=380nm时, 有透射比为50%，用1.0cm吸收池，则在该波长处的摩尔吸收系数为/[L/(mol.cm)] ( D ) A 5.0 ×104 B 2.5 ×104 C 1.5 ×104 D 3.0 ×104 7 膜电位产生的原因是( B )。 A电子得失 B 离子的交换和扩散 C 吸附作用 D 电离作用 8 为使pH玻璃电极对氢离子响应灵敏，pH玻璃电极在使用前应在( )浸泡24 小时以上。A自来水中 B 稀碱中 C 纯水中 D 标准缓冲溶液中 9 控制电位库伦分析的先决条件是（A） A 100%电流效率 B 100%滴定效率 C 控制电极电位 D 控制电流密度 10 下列关于荧光光谱的叙述哪个是错误的（ C ） A荧光光谱的形状与激发光的波长无关 B 荧光光谱和激发光谱一般是对称镜像关系 C 荧光光谱是分子的吸收光谱 D 荧光激发光谱和紫外吸收光谱重合 11 荧光分光光度计常用的光源是（ C ） A空心阴极灯 B 氙灯 C 氘灯 D 硅碳棒 12 无火焰原子吸收谱线宽度主要决定于（A） A多普勒变宽 B 洛伦茨变宽 C 共振变宽D自然变宽 13 原子吸收的定量方法标准加入法，消除了下列哪种干扰？（ D ） A背景吸收 B 电离干扰 C 光谱干扰 D 物理干扰 14 测定工作曲线时，工作曲线截距为负值原因可能是（ D ） A参比池比样品池透光率大 B 参比池与样品池吸光度相等 C 参比池比样品池吸光度小D参比池比样品池吸光度大 15 在极谱分析中与被分析物质浓度呈正比例的电流时（A） A极限扩散电流 B 迁移电流 C 残留电流 D 极限电流 16 双波长分光光度计的输出信号是（B ）
仪器分析课程论文
毛细管电泳综述 摘要：自 1988 年第一台商品化的毛细管电泳仪问世，距今已有二十多年的时光。在这期间，毛细管电泳（CE）技术无论在理论还是应用方面，都得到了飞速的发展。今天，CE 技术已逐渐成熟，在分析化学、生物化学、环境化学、材料化学、临床化学、有机化学、天然产物化学和药物化学等领域有着广泛的应用。CE 技术作为一种强有力的分离分析手段，已成功地应用于小分子、大分子、中性化合物和荷电化合物的分离。检测器是毛细管电泳仪器的关键部件，本文主要对毛细管电泳的检测器进行讨论，介绍一下我们自制的电导检测器。关键词：毛细管电泳，检测器 第一章前言 电泳是指带电粒子在电场作用下向电性相反的方向迁移的现象，据此对某些化学或生物化学组分进行分离的技术称为电泳技术。毛细管电泳(CE)又称高效毛细管电泳(HPCE)，是指以毛细管为分离室，以高压电场为驱动力的一类新型现代电泳技术，它于 80 年代中后期迅速发展，其原理是在高压电场和毛细管分离通道中，依据试样中各组分电泳淌度和分配行为上的差异而实现分离的一类分析技术。与经典电泳相比，毛细管电泳法克服了由于焦耳热引起的谱带宽和柱效较低的缺点。毛细管电泳引入高的电场强度，改善了分离质量，具有分离效率高、速度快和灵敏度高等特点，而且所需样品少、成本低，更为重要的是，它又是一种自动化的仪器分析方法。毛细管电泳法与高效液相色谱一样同是液相分离技术，在很大程度上两者互为补充，但无论从效率、速度、用量和成本来说，毛细管电泳法都显示了它独特的优势。毛细管电泳分离技术与传统的平板电泳和现代液相色谱分离技术相比具有很多优点：1.高效（105-107理论塔板数/米）；2.快速（几十秒至几十分钟）； 3.分离模式多，选择自由度大； 4.分析对象广，从无机离子到整个细胞； 5.高速自动化； 6.样品需量小，无环境污染,运行成本低，如:毛细管电泳可通过改变操作模式和缓冲液成分，根据不同的分子性质(如大小、电荷数、疏水性等)对极广泛的物质进行有效分离,而高效液相色谱法要用价格昂贵的色谱柱和溶剂。可见，毛细管电泳法具有仪器简单、分离模式多样化、应用范围广、分析速度快、分离效率高、灵敏度高、分析成本低、环境污染小等优点。 CE的研究可追溯到60 年代，1967 年由Stellen Hjerten 撰写的一篇论文，他使用3 mm 内径的石英毛细管，进行自由溶液区带电泳(CZE)[1]，由于意识到焦耳热会引起严重的峰展宽，他使用旋转毛细管的方法减小温度梯度的影响。1974 年，Virtanen 通过实验比较，认为使用细内径毛细管是降低焦耳热效应、提高分离效率的主要方法[2]。1979 年，Mikkers 采用200 μm 内径的聚四氟乙烯管和电导检测器分离了16 种有机离子，获得了105 plates/m 的高柱效[3]，这是毛细管电泳发展中第一个突破性成就。第二个突破性成就是Jorgenson 等人于1981 年完成的[4]，他们采用内径为75 μm 的石英毛细管和荧光检测器，配以30 kV 的高电压，获得了 4 × 105 plates/m 的柱效，使传统电泳技术发生了根本变革，迅速发展成为可与气相色谱(GC)和高效液相色谱(HPLC)相媲美的新颖的分离和分析技术——高效毛细管电泳(HPCE)。1983 年Hjerten 开展了很多开创性的工作，把传统的聚丙烯酰胺凝胶电泳移植到毛细管中，创建了毛细管凝聚电泳(CGE)[5]；1984 年Terabe 在毛
仪器分析论文
各分析仪器特点及在环境监测中的应用 一、绪论 本文总结了本学期仪器分析实验中涉及的三大类共八种仪器和方法，内容包括其在定性、定量分析方面的特点，适用及不适用的分析样品类型，必需的样品预处理，以及在环境监测中的应用。 二、光分析法 光分析法是基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位 1、原子吸收分光光度法-原子吸收分光光度计 原子吸收光谱法是基于测量待测元素的基态原子对其特征谱线的吸收程度而建立起来的分析方法。 其原理为，样品特定元素由基态原子吸收特定能量的光，恰好使得核外电子激发从而形成原子吸收光谱。从仪器结构而言，空心阴极灯提供特定能量的光辐射，特定能量的光只能由待测元素提供，其他元素无法取代。所以空心阴极由待测元素金属或合金制成，保证实现峰值吸收。原子化器提供基态原子，基态原子吸收特定光形成吸收光谱。整个过程中没有像紫外与红外那样形成一个范围很宽的吸收谱带，由于宽度很窄习惯上称之为谱线。故通常不用于物质的定性分析，而是用于物质的定量分析。 该仪器主要适用于分析金属元素，对于难熔金属和大多数非金属元素测定困难，因为需要将被测元素金属制成阴极。 主要优点有检出限低，精密度和准确度高，灵敏度高，选择性好，需样量少，测定元素多，分析速度快。缺陷除了之前提到的非金属元素测定困难，还有就是测定不同元素需要换用不同的灯。 存在的干扰主要分为四类：物理、化学、电离以及光谱干扰。物理干扰的消除方法是配制与待测溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法，化学干扰的消除方法是加入释放剂及保护剂，电离干扰消除法为加入消电离剂，光谱干扰中的背景吸收可采用空白校正法、氘灯校正法等方法进行消除。 原子吸收光谱法加测汞和氢化物发生器等附件，测定灵敏度可比石墨炉更高，汞、砷、硒、碲、铋、锑、锗锡、铅的测定范围可提高1～2个数量级。原子吸收光谱法已广泛用于测定水、飘尘、土壤、粮食以及各种生物样品中的重金属元素。 2、紫外-可见光吸收光谱分析法-紫外-可见分光光度计 紫外-可见吸收光谱法属于分子吸收分光光度法，基于物质分子对光的选择性吸收。 主要用于无机化合物、有机化合物的定量分析以及配合物的组成和稳定常数
仪器分析 试题库
复习题库 绪论 1、仪器分析法： （）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（）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（）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。 6、简述分析天平的使用方法和注意事项。 第一章电位分析法 1、电化学分析法： 2、电位分析法： 3、参比电极：
4、指示电极： 5、pH实用定义： （）6、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 （）7、在电位分析法，作为指示电极，其电极电位应与测量离子的活度。 A、符合能斯特方程式 B、成正比 C、与被测离子活度的对数成正比 D、无关 （）8、饱和甘汞电极的外玻璃管中装的是。 A、0.1mol/L KCl溶液 B、1mol/L KCl溶液 C、饱和KCl溶液 D、纯水 （）9、关于pH 玻璃电极膜电位的产生原因，下列说法正确的是。 A、氢离子在玻璃表面还原而传递电子 B、钠离子在玻璃膜中移动 C、氢离子穿透玻璃膜而使膜内外氢离子产生浓度差 D、氢离子在玻璃膜表面进行离子交换和扩散的结果
（）10、下列不是直接电位法中常用的pH标准缓冲溶液。A、pH=4.02 B、pH=6.86 C、pH=7.00 D、pH=9.18 （）11、实验室常用的pH＝6.86（25℃）的标准缓冲溶液为。 A、0.1 mol/L 乙酸钠+ 0.1 mol/L 乙酸 B、0.025 mol/L 邻苯二甲酸氢钾 C、0.1 mol/L 氢氧化钠 D、0.025 mol/L 磷酸二氢钾和磷酸氢二钠（）12、pH复合电极的参比电极是。 A、饱和甘汞电极 B、银－氯化银电极 C、铂电极 D、银电极 （）13、经常不用的pH复合电极在使用前应活化。 A、20min B、30min C、12h D、8h （）14、pH复合电极在使用前应用下列哪种溶液活化。 A、纯水 B、饱和KCl 溶液 C、0.1mol/L KCl 溶液 D、0.1mol/LHCl溶液 （）15、已知待测水样的pH大约为5左右，定位溶液最好选。 A、pH4 和pH7 B、pH2 和pH7 C、pH7 和pH9 D、pH4 和pH9
仪器分析论文
仪器分析总结 本学期我们开的仪器分析是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器，对物质进行定性分析，定量分析，形态分析。仪器分析方法所包括的分析方法很多，目前有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同，所测量的物理量不同，操作过程及应用情况也不同。 仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析的分析对象一般是半微量(0.01-0.1g)、微量(0.1-10mg)、超微量(<0.1mg)组分的分析，灵敏度高；仪器分析大致可以分为：电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外光谱法、其它仪器分析法等，这学期我们学的主要是气相色谱法、原子光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、红外光谱法、分子发光分析法、紫外可见分光光度法。 紫外--可见分光光度法是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。操作简单、准确度高、重现性好。波长长（频率小）的光线能量小，波长短（频率大）的光线能量大。分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。适用于低含量组分
测定，还可以进行多组分混合物的分析。利用催化反应可大大提高该法的灵敏度。 红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。简称“IR”,分子吸收光谱的一种。是利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。被测物质的分子在红外线照射下，只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。对红外光谱进行剖析，可对物质进行定性分析。化合物分子中存在着许多原子团，各原子团被激发后，都会产生特征振动，其振动频率也必然反映在红外吸收光谱上。据此可鉴定化合物中各种原子团，也可进行定量分析。红外吸收光谱法主要用于鉴定有机化合物的组成，确定化学基因及定量分析，已用于无机化合物。 分子发光分析法是某些物质的分子吸收一定能量后，电子从基态跃迁到激发态，以光辐射的形式从激发态回到基态，这种现象称为分子发光，在此基础上建立起来的分析方法为分子发光分析法。此种方法对某些元素具有较高的灵敏度和选择性。 原子光谱法根据与电磁辐射作用的物质是以气态原子还是以分子（或离子团）形式存在，可将光谱法分为原子光谱法和分子光谱法两类。原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子发射光谱法（AES）、原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS，这是应对欧盟RoHS指令最主要的仪器）等。原子光谱法可以分为以下三类：（1）原子发射光谱分析（AES），它是利用原子
仪器分析答案
仪器分析 1.灵敏度和检出限 其定义为流动相中样品组分在检测器上产生两倍基线噪声信号时相当的浓度或质量流量。 方法检出限不但与仪器噪音有关，而且还决定于方法全部流程的各个环节，如取样，分离富集，测定条件优化等，即分析者、环境、样品性质等对检出限也均有影响，实际工作中应说明获得检出限的具体条件。 2.谱线自吸 在发射光谱中，谱线的辐射可以想象它是从弧焰中心轴辐射出来的，它将穿过整个弧层，然后向四周空间发射。弧焰具有一顶的厚度，其中心的温度最高，边缘处温度较低。边缘部分的蒸汽原子，一般比中心原子处于较低的能级，因而当辐射通过这段路程时，将为其自身的原子所吸收，而使谱线中心减弱，这种现象称为谱线的自吸。 谱线自蚀 原子发射光谱的激发光源都有一定的体积，在光源中，粒子密度与温度在各部位分布并不均匀，中心部位的温度高，边缘部位温度低。元素的原子或离子从光源中心部位辐射被光源边缘处于较低温度状态的同类原子吸收，使发射光谱强度减弱，这种现象称为谱线的自吸。谱线的自吸不仅影响谱线强度，而且影响谱线形状.一般当元素含量高，原子密度增大时，产生自吸。当原子密度增大到一定程度时，自吸现象严重，谱线的峰值强度完全被吸收，这种现象称为谱线的自蚀。在元素光谱表中，用r表示自吸线，用R表示自蚀线。 3.分配系数和分配比 分配系数的含义：用有机溶剂从水相中萃取溶质A时，如果溶质A在两相中存在的型体相同，
平衡时溶质在有机相的活度与水相的活度之比称为分配系数，用KD表示。萃取体系和温度恒定，KD 为一常数。 在稀溶液中可以用浓度代替活度 分配比的含义：将溶质在有机相中的各种存在形式的总浓度CO和在水相中的各种存在形式的总浓度CW之比，称为分配比．用D表示： 当溶质在两相中以相同的单一形式存在，且溶液较稀，KD=D。如：CCl4——水萃取体系萃取I2 在复杂体系中KD 和D不相等。分配系数与萃取体系和温度有关，而分配比除与萃取体系和温度有关外，还与酸度、溶质的浓度等因素有关。 1.下列哪一个不是仪器分析方法的主要评价指标( ) 主要：灵敏度和检测限 检出限和灵敏度、定量限、精密度、准确度、适用性 2.波长大于1mm，能量小于10-3 eV（电子伏特）的电磁波普，称为( 无线电波) 3.在紫外－可见光度分析中极性溶剂会使被测物吸收峰(C位移) A 消失 B 精细结构更明显 C 位移 D 分裂 5.双光束分光光度计与单光束分光光度计相比，其突出优点是( ) 1、双光束分光光度计以两束光一束通过样品、另一束通过参考溶液的方式来分析样品的分光光度计。这种方式可以克服光源不稳定性、某些杂质干扰因素等影响，还可以检测样品随时间的变化等； 2、单光束分光光度计是由一束经过单色器的光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行光强度测量。这种分光光度计的特点是：结构简单价格便宜主要适于做定量分析； 缺点是：测量结果受电源的波动影响较大，容易给定量结果带来较大误差，此外，这种仪器操作麻烦，不适于做定性分析 6.若在一个1m 长的色谱柱上测得两组分的分离度为0.68，若要使它们完全分离，则柱长(m) 至少应为( ) 柱长至少为4.87m 。 公式：R1/R2=（L1/L2的开平方）或表示为L1/L2=（R1/R2）*（R1/R2）。 已知：L1=1m ,R1=0.68 ,R2=1.5 , 则L2=(R2/R1)*(R2/R1)*L1=(1.5/0.68)*（1.5/0.68）*1=4.87(m)。
现代生物学仪器分析
现代生物学仪器分析在生命科学研究中的应用 生命科学的发展与生物学仪器分析技术的进步密切相关，比如X射线晶体衍射对DNA双螺旋结构的发现起着至关重要的作用，而DNA双螺旋结构的发现奠定了现代分子生物学的基石，使微观世界的大门为我们敞开，让我们得以一窥微观领域的奇妙景象。一代测序技术的问世使人类得以提前完成人类基因组计划，第二代，第三代测序技术的出现，不仅大大降低了测序成本，还大幅提高了测序速度，并且保证了高准确性，为现代生物学的研究提供了强有力的帮助。诞生于上个世纪八十年代的生物质谱技术，为功能基因组，蛋白质组的研究奠定了基础。随着科学技术的发展，更精确，更快速，选择性更高，灵敏度更高的分析仪器以及新的技术和新的方法会不断的涌现出来，从而加速生命科学研究的不断发展。 现代生物学仪器分析中有“四大谱”和“三大法”。生物分子的结构分析最有效的方法就是“四大谱”：紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱。而生物大分子结构测定的最重要和应用最广泛的“三大法”分为X射线晶体衍射分析、核磁共振波谱分析和冷冻电镜。 紫外可见吸收光谱是通过研究溶液中生物分子对紫外和可见光谱区辐射能的吸收情况对生物分子进行定性、定量和结构分析的方法。通常我们所说的紫外光谱其波长范围主要是为200～800nm。由于不同物质的分子其组成和结构不同，它们所具有的特征能级也不同，其能级差不同，而各物质只能吸收与它们分子内部能级差相当的光辐射，所以不同物质对不同波长光的吸收具有选择性。紫外可见吸收光谱应用广泛，不仅可进行定量分析，还可利用吸收峰的特性进行定性分析和简单的结构分析。近年来，随着生命科学领域的发展，紫外可见吸收光谱在生命科学领域应用的越来越广泛。比如利用紫外-可见吸收光谱对生物样品的定性分析，鉴定生物样品的种类、纯度等；还可以利用紫外-可见吸收光谱测定生物样品的浓度（蛋白质，核酸等） 红外—拉曼光谱在生命科学领域应用十分广泛，因为拉曼样品用量很少，不需要对生物样品进行固定、脱水、包埋、切片、染色、标记等繁琐的前处理程序，不仅操作简单，而且不会损伤样品从而能够获得样品最真实的信息。另外，生物大分子多是处在水溶液中，研究它们在水溶液中的结构对于了解生物大分子的结构和性能的关系非常重要。由于水的红外吸收很强，因此用红外光谱研究生物体系有很大局限性，而水的拉曼散射很弱，干扰小，而且单细
仪器分析第五版习题及答案
仪器分析第五版习题及答案 第一章引言 1-2 1，主要区别:(1)化学分析是利用物质的化学性质进行分析；仪器分析使用物质的物理或物理化学特性进行分析。(2)化学分析不需要特殊的仪器和设备；仪器分析需要特殊的仪器和设备；(3)化学分析只能用于成分的定量或定性分析；仪器分析也可用于部件的结构分析。 (3)化学分析灵敏度低、选择性差，但测量精度高，适用于主要成分的分析。该仪器灵敏度高，选择性好，但测量精度稍差。适用于痕量、痕量和超痕量成分的分析。 2，共同点:两者都是成分测量的手段，都是分析化学的成分。1-5 分析仪器与仪器分析的区别:分析仪器是一种用于仪器分析的技术设备和装置；仪器分析是利用仪器和设备进行成分分析的技术手段。分析仪器和仪器分析的关系:仪器分析需要分析仪器来达到测量的目的，而分析仪器是仪器分析工具仪器分析和分析仪器的发展相互促进。1-7 ，因为仪器分析直接测量物质的各种物理信号，而不是它们的浓度或质量数，并且信号和浓度或质量数之间的关系仅在一定范围内是确定的，并且这种关系还受到仪器、方法和样品基质等的影响。因此，为了对组分进行定量分析，消除仪器、方法和样品基体对测量的影响，必须建立特定测量条件下信号与浓度或质量数的关系，即必须进行定量分析和校正。第二章光谱分析导论
2-1 光谱仪的总体组成包括:光源、单色仪、样品引入系统、探测器、信号处理和输出装置每个组件的主要功能是: 光源:提供能量使被测组件吸收，包括激发到高能态；单色仪:将合成光分解成单色光，收集特定波长的光进入样品或探测器；样品引入系统:样品以适当的方式引入光路，可以作为样品容器；检测器:将光信号转换成可量化的输出信号信号处理和输出设备:放大、转换、数学处理、滤除噪声，然后以适当的方式输出2-2: 单色仪由入射狭缝、透镜、单色仪、聚焦透镜和出射狭缝组成。每个组件的主要功能是:入口狭缝:从光源或样品池收集合成光；透镜:将入射狭缝收集的合成光分解成平行光；单色元件:将合成光分散成单色光(即按波长排列的光)的聚焦透镜:将单色元件分散的相同波长的光成像在单色仪的出射曲面上；出射狭缝:收集色散后特定波长的光入射样品或探测器2-3 棱镜的分光原理是光的折射因为不同波长的光在同一介质中具有不同的折射率，所以不同波长的光可以相应地分离光栅的分裂原理是光衍射和干涉的综合作用。不同波长的光被光栅衍射后具有不同的衍射角，从而分离出不同波长的光。 2-7 ，因为对于一阶光谱(n=1)，光栅的分辨率为 R = nN = N =光栅宽度x光栅刻痕密度= 720 x 5 = 3600 ，并且因为
仪器分析技能总结与综合
分析技能总结与综合 本学期我们学仪器分析课程的同时做了本课程的实验。理论可以指导实验，通过实验可以验证和发展理论。对于大多数同学来说，将来并不从事分析仪器制造或者仪器分析研究，而是将仪器分析作为科学实验的手段，利用它来获取所需要的 信息。 仪器分析实验的目的是让学生以分析仪器为工具，亲自动手去获得需要的信息，是学生走向未来社会独立进行科学实践的预演。本次实验课程收获很多。 仪器分析是以测量物质的某些物理和化学性质的参数来确定其化学组成，含量或结构的分析方法。在最终测量过程中，利用物质的这些性质获得定性，定量，结构以及解决实际问题的信息。 仪器分析的分类 一，电化学分析法建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法，包括电位分析法，库仑分析法，电重量分析法，伏安法和极谱分析法以及电导分析法。 二，色谱法利用混合物中各组分不同的物理和化学性质来达到分离的目的。分离后的组分可进行定性和定量分析，有时分离和测定同时进行，有时先分离后测定。包括气相色谱法和液相色谱法等。 色谱的定性分析－确定各色谱峰所代表的化合物。 各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值，故保留值可作为一种定性指标（目前各种色谱定性方法的依据）。不同物质在同一色谱条件下，可能具有相似或相同的保留值，即保留值并非专属。仅根据保留值对一个完全未知的样品定性是困难的。如果在了解样品的来源、性质、分析目的的基础上，对样品组成作初步的判断，再结合下列的方法则可确定色谱峰所代表的化合物。 色谱定性和定量分析 利用保留值定性（最常用、最简单）
1.利用纯物质定性相同条件下，通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰，确定试样中是否含有该物质。该法不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 2.利用加入法定性作出未知样品的色谱图，然后在未知样品加入某已知物，又得到一个色谱图。峰高增加的组分即可能为这种已知物。 色谱图的意义 ①根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数是样品中所含组分的最少个数； ②色谱峰的保留值，色谱定性分析的依据； ③色谱峰下的面积或峰高，色谱定量分析的依据； ④色谱峰的保留值及其区域宽度，评价色谱柱分离效能的依据； ⑤色谱峰两峰之间的距离，评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。 三，光学分析法建立在物质与电磁辐射互相作用基础上的一类分析法，包括原子发射光谱法，原子吸收光谱法，紫外—可见吸收光谱法，红外吸收光谱法，核磁共振谱法，分光和荧光光度法和X射线衍射法等。 我们本学期一共做了十二个分析试验，分别是一下十二个 （1）核磁共振波谱法研究乙酰丙酮的互变异构现象 核磁共振属于光学分析法。核磁共振波谱是以电磁波作用于磁场中的原子核时，原子核产生自旋跃迁所得的吸收波谱。由于各原子核所处的化学环境不同，使不同的有机化合物呈现不同的核磁共振谱，因此可以用核磁共振谱法测定和确证有机化合物的结构，检验化合物的纯度和进行混合物的分析。 为了让原子核自旋的进动发生能级跃迁，需要为原子核提供跃迁所需要的能量，这一能量通常是通过外加射频场来提供的。当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同的时候，即入射光子的频率与Larmor频率γ相符时，射频场的能量才能够有效地被原子核吸收，为能级跃迁提供助力。因此某种特定的原子核，在给定的外加磁场中，只吸收某一特定频率射频场提供的能量，这样就形成了一个核磁共振信号。 核磁共振的条件之一是外磁场中存在着具有磁矩的原子核。本实验是利用核磁
气相色谱论文
学院：化学化工学院 专业：应用化学 年级： 2013级 姓名：周玉佳 论文（设计）题目：气相色谱 指导教师：曹俊涛职称：讲师成绩： 2015 年 6 月 15 日
目录 摘要 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。关键词 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。Abstract ................................................................................................... 错误！未定义书签。Keywords................................................................................................. 错误！未定义书签。引言 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。 1 气相色谱法的起源 (1) 2气相色谱法的发展 .............................................................................. 错误！未定义书签。 3 气相色谱的普遍应用 .......................................................................... 错误！未定义书签。 3.1 气相色谱石油石化工业分析应用 (2) 3.2 气相色谱在农药残留检测方面的应用 (2) 3.3 气相色谱在药物和临床分析中的应用 (3) 4 结语 (3) 参考文献 (3)
中学中仪器分析归纳
仪器分析在高中教学设置思考 象山中学唐朝军 摘要：仪器分析作为分析化学重要分支之一，在与化学相关的各行各业中具有重要的作用。本文结合我国高中化学的课标和高中教材，对仪器分析作以归纳和总结，并关注新课程的化学改革中仪器分析教学问题和未来的新动向。 关键词：现代分析测试技术仪器分析新课程改革 现代分析测试技术的发展水平是国家科技水平和综合国力的重要标志之一。科学研究离不开现代分析测试技术的发展，同样，科学仪器的发展体现国家科技水平和综合国力。化学是一门以实验为基础的学科，实验贯穿于整个学习过程。仪器分析作为实验化学的一部分，与实验化学有着密不可分的关系，但又有着与高中其它实验部分与众不同的特点。仪器分析在化工、制药、食品分析、环境监测以及生命科学等领域有着广泛的应用，在有关专业教学中占有重要地位，是高等院校化学专业和化学相关专业必修的基础课程之一。笔者搜索1994年至今的化学教育发现大学中讨论仪器分析的有56篇。但从中学角度讨论仪器分析的论文却没有。本文结合仪器化学的特点，浅析我国高中的课标、教材和中学阶段的仪器分析的教学。 一、仪器分析简介 仪器分析是通过测量表征物质的某些物理或物理化学性质的参数来确定其化学组成、含量或结构的分析方法[1]。这类方法常常是测量热、声、光、电、磁等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较特殊或复杂的仪器设备，故称为“仪器分析”。仪器分析不仅用于物质的定量和定性分析，还可用于状态分析、价态、结构，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，广泛应用于制药、食品分析、环境监测以及生命科学等领域[2]。 根据仪器的物理学原理现代的仪器分为质谱分析法、光分析学、电化学学、色谱分析法和热分析法等及其联用（见表一）。中学阶段主要是让学生了解红外吸收光谱、核磁共振氢谱、紫外可见分光光度计和质谱法四种仪器分析，这四种方法也是目前仪器分析中的重要内 表一：常见的仪器分析方法分类
仪器分析结课论文
仪器分析论文
核磁共振（NMR ）的应用 具有磁距的原子核在高强度磁场作用下，可吸收适宜频率的电磁辐射，由低能态跃迁到高能态的现象。如1H、3H、13C、15N、19F、31P等原子核，都具有非零自旋而有磁距，能显示此现象。不同分子中原子核的化学环境不同，将会有不同的共振频率，产生不同的共振谱。记录这种波谱即可判断该原子在分子中所处的位置及相对数目，可以分析各种有机和无机物的分子结构，用于进行定量分析及分子量的测定。可以直接研究溶液和活细胞中分子量较小(20 kDa以下)的蛋白质、核酸以及其他分子的结构，而不损伤细胞。 核磁共振适合于液体、固体。如今的高分辨技术，还将核磁用于了半固体及微量样品的研究。核磁谱图已经从过去的一维谱图（1D）发展到如今的二维（2D）、三维（3D）甚至四维（4D）谱图，陈旧的实验方法被放弃，新的实验方法迅速发展，它们将分子结构和分子间的关系表现得更加清晰。 在世界的许多大学、研究机构和企业集团，都可以听到核磁共振这个名词，包括我们在日常生活中熟悉的大集团。而且它在化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、环保、纺织及其它工业部门用途日益广泛。 微型磁共振成像系统 BRUKER 公司获得R&D100 奖的mq 系列minispec核磁共振分析仪是理想的TD-NMR 谱仪（TD, Time Decay，时间衰减的NMR 谱仪），长时间的稳定性以及优异的测试重复性保证了仪器用于产品质量控制/过程控制的可靠性，mq 系列核磁共振分析仪还可用于研究、开发。Bruker的mq系列核磁共振分析仪广泛用于食品如油脂厂、巧克力厂、饼干厂，石化如聚丙烯装置、聚乙烯装置、聚苯乙烯装置、ABS装置、SBS装置等，化工如牙膏厂、有机氟产品等的产品质量的检验检测。 BRUKER 公司是最早生产minispec NMR 用于QA/QC 的家，一支强有力的集研究、生产、应用、技术支持的队伍以及遍及世界各地的售后服务体系，这些因素保证BRUKER 公司的产品处于世界领先、用 户最多、售后及应用支持最完善。 测定固体脂肪含量（SFC）：
仪器分析实验论文色谱
仪器分析实验论文 高效液相色谱测定麦麸中阿魏酸含量 姓名：马旋瑞 专业班级：食品质量与安全2010级1班 学号：20105859
阿魏酸(Ferulic Acid)化学名称3-甲氧基-4-羟基肉桂酸，产品类别“医药原料和中间体”，化学式C10H10O4，外观淡黄色结晶粉末，是桂皮酸(又称肉桂酸，3苯基2丙烯酸，分子结构)的衍生物之一。阿魏酸（阿魏酸钠）具有抗血小板聚集，抑制血小板5-羟色胺释放，抑制血小板血栓素a2（txa2）的生成，增强前列腺素活性，镇痛，缓解血管痉挛等作用。是生产用于治疗心脑血管疾病及白细胞减少等症药品的基本原料。如心血康、利脉胶囊、太太口服液等等，它同时在人体中可起到健美和保护皮肤的作用。 1、材料与方法 1.1 材料与试剂 甲醇为色谱纯，水为超纯水，冰醋酸，乙醇以及盐酸为分析纯等，13、92ppm阿魏酸标准液 1.2 仪器与设备 LC-10A高效液相色谱仪（LUNA(2)型手动进样器），C18色谱柱 1.3 样品处理 称取10g烘干至恒重的小麦籽粒用粉碎机粉碎后，浸入100m L蒸馏水中加淀粉酶0.2g。在55 ℃下，用4%NaOH调PH=8.0，于恒温水浴锅水浴1 h（每10min 定期振荡）。再用胃蛋白酶0.1g在37℃下，用6mol/LHcl溶液调PH=2，于恒温气浴摇床中再次振荡搅拌1 h,。之后再用四层纱布过滤，取滤渣于105℃下烘干2 h灭酶，得干沉淀，再次称重(记录实际称量质量）。干沉淀用体积比2:1的碱醇（质量分数4%的NaOH，无水乙醇）溶液按料液比1:12（w/v)浸润，在40℃下加入0.3g无水Na2SO3超声0.5 h。用6mol/L Hcl溶液调PH=2.6000rpm/min离心15min，去残渣。上清液于50℃旋转蒸发出其中的乙醇。将余液用流动相定容至50mL,摇匀，用0.45um微孔滤膜滤过即可。 1.4 HPLC测定 用精密注射器分别吸取2.5，5.0，7.5，10.0，15.0 uL进样。 得到如下图的结果： 色谱柱luna(2)c18 标准品浓度16.16ug/mL 进样体积(uL) 保留时间（min) 进样量（ug) 峰面积 2.5 9.765 40.4 242719.7 5.0 9.665 80.8 543902.3 7.5 8.898 121.2 810254.9 10.0 9.473 161.6 543902.3 15.0 9.44 242.4 1057961
上海大学 2015仪器分析
上海大学2015-2016 学年秋季学期研究生课程考试 小论文 课程名称：高等仪器分析课程编号：11S009002 论文题目:TEM在core-shell介孔分子筛合成方面的应用 研究生姓名: 黄乐学号: 15722175 论文评语: 成绩: 任课教师: 张剑秋 评阅日期:
TEM在core-shell介孔分子筛合成方面的应用 黄乐 （上海大学环境与化学工程学院，上海200444） 摘要：介孔分子筛也称作介孔沸石，这种材料在催化，吸附和高新技术先进功能材料等方面有着重大应用，其中在催化方面的应用更加为人们所熟知。Core-shell结构的沸石是在普通的沸石表面包裹上一层鸡蛋壳一样的壳状物质，而且在沸石核心与壳之间一般会有一个空腔，这样就能更大的增加吸附催能力，提高催化效率，使之有更广泛的应用。关于这种沸石，由于是涉及纳米级的检测，所以当表征它时，一般会用到XRD,SEM,TEM和氮气吸附脱附仪等等一些仪器。其中，需要了解沸石的内部形态结构，晶格，网格时，一般会使用SEM来观察，分辨率要求更高时，就会选用TEM来观察其形貌结构。当需要了解沸石的细微结构，以及尺寸较小时的沸石，高分辨率透射电镜是一种研究局部和缺陷结构的有力工具。 关键词：TEM；Core-shell；介孔分子筛；形貌 Application of TEM in synthesis of core-shell mesoporous zeolite Huang Le (School of Environmental and chemical engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China) Abstract: Mesoporous molecular sieves are also known as mesoporous zeolites, which have important applications in catalysis, adsorption, and advanced functional materials, and applications of mesoporous zeolites are well known in catalysis. The Core-shell structure of the zeolite is a kind of zeolite covered a layer of egg shell on the surface , and there is a cavity between the core and the shell, which can increase the adsorption catalytic ability and improve the catalytic efficiency, so that it can be used more widely. About this kind of zeolite, because it is involved in the detection of nano scale, so when it needs characterization , in general, XRD, SEM, TEM , nitrogen adsorption desorption instrument and some of the instruments will be used. In addition,we requires a understanding of the internal structure of the zeolite, the lattice, the grid, and in general it will use SEM to observe,when needing higher resolution requirements,TEM will be chosen to observe its morphology structure. When it is necessary to understand the fine structure and the size of the zeolite, the high resolution transmission electron microscopy is a powerful tool to study the local and the structure of the defects. Key words: TEM；Core-shell；Mesoporous molecular sieves；Morphology 1 前言 多孔分子筛材料,由于其空旷的骨架，巨大的比表面积以及规整可调的孔结构,在催化、吸附、分离等领域已经得到了非常广泛的应用,同时也为人类创造了巨大的经济效益。[1]由于在石油加工过程中，传统的微孔分子筛由于孔径较小，重油分子不能进入孔道，从而限制了催化反应的进行，而有序的介孔材料提供了介孔的孔道结构，这更加有利于重油的催化转化。但是，目前受到无定型孔壁组成的限制,其水热稳定性、酸性稳定性和强度还较差，未能达到工业应用要求。功能性设计是促进材料科学领域不断发展的驱动力。Core-shell复合材料是一类将具有不同功能或孔道结构的不同组分在不同空间上均匀、可控分布的功能性材料。 Core-shell即核-壳纳米复合材料，核-壳纳米复合材料是以一个尺寸在微米至纳米级的颗粒为核，在其