第七章 物质成分分析.
第七章 生物样品内中药制剂化学成分分析
第三节 生物样品的制备
2.1抗凝剂的选择：
肝素最常用，一般不会干扰药物分析及导 致药物发生化学变化
肝素是一种含硫酸的粘多糖， 常用其钠盐、钾盐，能阻止凝血酶原转化为凝血酶，
枸抑一橼制般纤1酸m维l血蛋盐液白需、原要形乙用成肝纤二素维0蛋胺.1白~0四，.2m乙g，酸（EDTA）：能 与血血液放中入有C抗a凝2剂+结的试合管后，轻轻可旋能摇容引器，起但勿被太测猛烈组。 分发生 化学变化或干扰药物的测定
第三节 生物样品的制备
（一）血样 1、采血方式及评价
多用静脉采血 注意：将注射器内取好的血液转入试管或其他容器时，
应注意勿用力压出，而应取下针头后轻推，以免血球破 裂使血浆（或血清）带红色。
第三节 生物样品的制备
2、全血、血浆和血清样品的制备
血液
自然凝结 离心 加抗凝剂
全血 离心
上层：血清（40％） 下层：血细胞 上层：血浆（50％） 下层：血细胞
2、缀合物水解
含义：中药制剂待测成分或其代谢物与体内的内 源性物质结合生成的产物 特点：缀合物极性较母体药物大，亲水性强，不 易被有机溶剂提取，需水解处理
第三节 生物样品的制备
2、缀合物水解 水解方法：酸水解，酶水解（葡萄糖醛酸 苷酶，芳基硫酸酯酶），溶解剂 趋势：直接测定缀合物的量，了解药物代 谢情况
第三节 生物样品的制备
冷藏或冷冻 1、血浆和血清：采血后及时分离（2h），短期4℃，
长期-20℃ 2、尿样：应立即测定，否则需加防腐剂置冰箱保存 3、唾液：在4℃下保存，往往需要在取样时测定pH值 4、生物样品总的原则：临时解冻，解冻的样品一次测
完，不能反复冷冻→解冻→冷冻(FTC)；样品应以小 体积分装存放。
环烯醚萜类成分分析
11
环烯醚萜类成分分析
3）与Shear试剂（盐酸1体积与苯胺15体积混合液）的反应：能与吡喃衍生物
产生特有的颜色，如车叶草苷与Shear试剂反应，产生黄色→棕色→深绿色的
变化。 （4）Weiggering法：新鲜药材的1%盐酸溶液浸提液与Trim-Hill试剂（冰醋酸
10ml、0.2%硫酸铜水溶液1ml、浓硫酸0.5ml混合溶液）加热后产生颜色。
6 5．气相色谱法 某些分子量小、具有挥发性的香豆素类成分
适合测定总香豆素的含量和纯化后单体香豆素的
6
木质素类成分分析
一、概述 由两分子苯丙素衍生物（即C6—C3单体）聚合而成的天然化合
物。组成木脂素的单体有四种：桂皮酸，偶有桂皮醛，桂皮醇、丙烯苯、 烯丙苯。
二、定性鉴别
1．化学反应法：三氯化铁反应， Labat反应， Ecgrine反应，异羟肟酸铁 反应。
1 2
香豆素类成分分析
木质素类成分分析 环烯醚萜类成分分析 有机酸类成分分析 鞣质类成分分析
3
4 5
6
7 8
色素类成分分析 氨基酸、蛋白、多肽类成分分析
核苷类成分分析 多糖类成分分析
4
9
4
香豆素类成分分析
一、概述 具有苯骈α -吡喃酮环结构的化合物，由顺式邻羟基桂皮酸脱水缩 合而成的内酯。 二、定性鉴别 1.化学反应法 2. 荧光法 用异羟肟酸铁反应、三氯化铁反应、重氮化反应、Gibb′s 或Emerson反应等可对香豆素类成分进行鉴别。 香豆素母核本无荧光，其C7位羟基衍生物却呈强烈的蓝色荧光，
0.3mg的溶液，即得。 供试品溶液的制备 取五味子粉末（过三号筛）约0.25g，精密称定，置20ml容量瓶
中，加甲醇约18ml，超声处理（功率250w，频率20kHz）20分钟，取出，加甲醇至 刻度，摇匀，滤过，取续滤液，即得。 测定法 即得。 本品含五味子醇甲（C24H32O7）不得少于0.40%。
第七章 主成分分析
a1 a1 a1 a1 1
（1）
欲使方程组(3)有非零解，其充要条件是 I 0 是协方差阵 的特征根。又由 由此可见， a (2)式知，欲使 1 a1 的值最大，就是要 的 值最大。也就是说， 应取为 的最大的特 征根 1 。再由(1)式知，我们所要求的 a1 ， 应该是 的最大的特征根 1所对应的单位化 特征向量。这样，我们就求得第一个综合 指标 ( a1 a1 1) y1 a1 X ， 并称y1为第一个主成分。
a1 X , , a k X
就分别是第一，…，第k个主成分。
由于协方差阵 是对称阵，根据线性代数知，
的不同特征根所对应的特征向量是正交的。 所以，如果上面求得的k个特征根全不相同 时，则它们所对应的特征向量a1 ,… ak ,是相 互正交的，于是有 cov(ai X , a j X ) ai a j ai j a j j ai a j 0 这表明上面所求得的主成分y1,…,yk之间互 不相关。
y1,…,yq既能充分反映原来p个指标x1,…,xp所反
映的信息，又能使这q个综合指标之间互不相关。
首先，考虑第一个综合指标y1如何求得。它应该
是由原来p个指标x1,…,xp综合而成的，通常将其 取为原来p个指标的线性组合： y1 a1 X a11 x1 a1 p x p 其中a1 (a11 ,, a1 p ) ，是一个p维非零常向量。我
即 a2 也是协方差阵 的特征根所对应的单 位化特征向量。
a 2 a 2 1
为了使y2的方差尽量地大，自然a2 应为 的仅次于 1第二大特征根2 所对应的单位化 特征向量。这样，我们也求得了第二个综 合指标
第七章 主成分分析he因子分析
第七章主成分分析和因子分析实验报告下表为2012年全国31个省、直辖市和自治区城镇居民家庭平均每人全年消费性支出的八个主要变量数据。
X1 食品支出（元/人）X5家庭日用杂品（元/人）X2衣着支出（元/人） X6交通通信（元/人）X3居住支出（元/人） X7文教娱乐（元/人）X4家庭设备及用品（元/人） X8医疗保健（元/人）表7-1 2012年全国城镇居民平均每人全年消费性支出数据单位（元/人）资料来源：2013《中国统计年鉴》根据上述八个指标，下面用spss17.0对全国各地区城镇居民消费构成进行主成分分析和因子分析。
一、软件操作（一）操作步骤1.定义变量，输入数据。
2.在SPSS窗口中选择Analyze/Dimension Reduction /Factor,调出主成分分析主界面，并将变量X1至X8八个数据变量移入Variables框中,如图7-1所示。
图 7-1 因子分析主对话框3.单击【Descriptives】按钮，展开描述统计量对话框。
（1）在“Statistics”中选择要输出的统计量：Univariate Descriptives 输出单变量描述统计量和Initial solution，输出初始因子分析结果。
（2）在“Correlation Matrix”中，选择要输出的相关矩阵：①Coefficients,输出原始变量间的相关系数矩阵；②Significance levels，输出显著性检验的P值；③KMO and Bartlett’s test of sohericity 输出KMO测度和巴特利特球体检验。
图 7-2 选择描述统计量的子对话框4.点击【Extraction】按钮，展开因子提取对话框。
（1）在Method (因子提取方法)参数框中，选择Principal Components:主成分法。
（2）在Analyze（分析矩阵）中，选择Correlation matrix（分析矩阵）。
高二化学第七章 第一、二节 葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素人教版知识精讲
高二化学第七章 第一、二节 葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第七章 第一、二节 葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素二. 教学要求：1. 理解糖类的组成和分类，理解葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的用处。
2. 理解葡萄糖的复原性、蔗糖、麦芽糖的水解反响。
3. 理解淀粉、纤维素的水解反响。
三. 重点、难点：葡萄糖、蔗糖的性质和用处。
四. 知识分析：（一）糖类的组成和分类1. 糖类是由C 、H 、O 三种元素组成的有机化合物，通式为m n O H C )(2。
对通式的理解应留意：（1）该通式只说明糖类由C 、H 、O 三种元素组成，并不反映糖类的构造；（2）该通式的应用是有限度的，少数属于糖类的物质不一定符合通式，而少数物质符合通式又不是糖类。
2. 糖类可分为单糖、二糖、多糖，它们的互相转化关系为：多糖水解二糖水解单糖−−−←−−−←缩聚（二）葡萄糖1. 葡萄糖的组成及构造：葡萄糖的分子式为6126O H C ，构造简式为CHO CHOH OH CH 42)(。
它是一种多羟基醛。
由于含有醛基，它跟醛类一样具有复原性。
2. 物理性质：葡萄糖是一种白色晶体，有甜味，能溶于水。
3. 化学性质（氧化反响）：（1）银镜反响（用于保温瓶胆上镀银）OH NH Ag CHO CHOH OH CH 2342)(2)(+−→−∆COOH CHOH OH CH 42)( O H NH Ag 2342+↑+↓+（2）与新制2)(OH Cu 反响（检验人的尿液是否含超量的葡萄糖——检验是否患糖尿病）242)(2)(OH Cu CHO CHOH OH CH +OH CH 2−→−∆COOH CHOH 4)(↓+O Cu 2 O H 22+ （葡萄糖酸） （红色）（3）人体内的氧化反响（作为营养物质，维持人体生命活动所需要的能量）)(6)(6)(6)(2226126l O H g CO g O s O H C +→+mol 1葡萄糖完全氧化，放出约2804kJ 的热量。
多元统计分析第七章主成分分析习题答案
7.1 设随机变量12X(X ,X )'=的协差阵为21,12⎡⎤∑=⎢⎥⎣⎦试求Ｘ的特征根和特征向量，并写出主成分。
解：先求Ｘ的特征根λ，λ满足方程：21012-λ=-λ，即2(2)10-λ-=，因此两个特征根分别为123, 1.λ=λ=设13λ=对应的单位特征向量为()1121a ,a '，则()1121a ,a '满足：1121a 110a 110-⎛⎫⎡⎤⎛⎫= ⎪ ⎪⎢⎥-⎣⎦⎝⎭⎝⎭，故可以取1121a a ⎛⎛⎫ = ⎪ ⎝⎭ ⎝，其对应主成分为：112F X X 22=+；设21λ=对应的单位特征向量为()1222a ,a '，则()1222a ,a '满足：1222a 110a 110⎛⎫⎡⎤⎛⎫=⎪ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎝⎭，故可以取1222a a ⎛⎫⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎝⎭- ⎝，其对应的主成分为：212F 22=-.7.2设随机变量123X (X ,X ,X )'=的协差阵为120250,002-⎡⎤⎢⎥∑=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦试求Ｘ的主成分及主成分对变量Ｘ的贡献率。
解：先求Ｘ的特征根λ，λ满足方程：12025002-λ---λ=-λ，即()2(2)610-λλ-λ+=，因此三个特征根分别为1235.8284,2,0.1716λ=λ=λ=设1 5.8284λ=对应的单位特征向量为()112131a ,a ,a '，则它满足：1121314.828420a 020.82840a 000 3.8284a 0--⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎢⎥--=⎪ ⎪⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥-⎣⎦⎝⎭⎝⎭，故可以取 112131a 10.38271a 2.41420.92392.6131a 00⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，其对应主成分为： 112F 0.3827X 0.9239X =-，其贡献率为5.828472.86%5.828420.1716=++；设22λ=对应的单位特征向量为()122232a,a ,a '，则它满足：122232120a 0230a 0000a 0--⎡⎤⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎢⎥-= ⎪ ⎪⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎝⎭，故可以取122232a 0a 0a 1⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，其对应主成分为： 23F X =，其贡献率为225%5.828420.1716=++；设30.1716λ=对应的单位特征向量为()132333a ,a ,a '，则它满足：1323330.828420a 02 4.82840a 000 1.8284a 0-⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎢⎥-=⎪ ⎪⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎝⎭，故可以取132333a 10.92391a 0.41420.38271.0824a 00⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪ ⎪== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，其对应主成分为： 312F 0.9239X 0.3827X =+，其贡献率为0.17162.14%5.828420.1716=++.7.3 设随机变量12X (X ,X )'=的协差阵为14,4100⎡⎤∑=⎢⎥⎣⎦试从∑和相关阵Ｒ出发求出总体主成分，并加以比较。
中药分析挥发性成分分析
气味：挥发油具有特殊的气味，大多数为香 味。
4
a
挥发油类的理化性质
2.挥发性：均具有挥发性，可随水蒸气蒸馏。 3.溶解度：挥发油为亲脂性物质，难溶于水，
可溶于高浓度乙醇，易溶于乙醚、二硫化 碳、石油醚等亲脂性有机溶剂，在低浓度 乙醇中溶解度较小。
5
a
二、鉴别
01.化学反应法 02.色谱法
6
a
01.化学反应法
根据中药中所含挥发油各组分的结构和化学性质 进行鉴别。
1.含双键萜类成分，与溴加成使溴水褪色； 2.不饱和萜类成分，可被高锰酸钾氧化使之
褪色； 3.大多数挥发油能在浓硫酸或（浓盐酸）存
在下与香草醛形成各种颜色的化合物； 缺点：专属性不高。
7
a
02.色谱法——薄层色谱法
【例】避瘟散中薄荷脑、冰片的鉴别（薄 层色谱法）
①主要组成:檀香、白芷、零陵香、姜黄、 丁香、木香、冰片、薄荷脑等
②鉴别:取本品0.5g，8加石油醚（30-60℃） a
02.色谱法——气相色谱法
【例】西瓜霜润喉片中薄荷脑、冰片的鉴 别（GC法）①主要组成:西瓜霜、冰片、薄 荷素油、薄荷脑。②供试品、对照品溶液 的制备:取本品约0.5g精密称定，置具塞锥 形瓶中，精密加入内9标溶液5mL摇匀，称定 a
第七章 中药各类化学成分分析
第五节 挥发性成分分析
1
a
2
a
一、概念
挥发性成分：指中药中具有芳香气并易挥 发的成分。
主要包括：挥发油类成分和其他分子量较 小、易挥发的化合物。
含挥发油的中药： 唇形科：薄荷、紫苏、藿香等 伞形科：茴香、当归、白芷、川芎等
初中化学名师教学课件第七章：碳酸钙的性质
实验三、上述实验结束后，静置会，取少量上层澄 清的液体置于两支试管中，向一支试管加入2滴 酚酞试液，向另一支试管中的液体吹气，观察现 象。
现象与结论：学生总结
现象 实验一
灼烧后石灰石易碎
结论
高温 CaCO3 === CaO +CO2↑
实验二 与水反应，放出 CaO +H2O===Ca(OH)2
大量热
碳酸盐
检验：跟盐酸反应生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 例如:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
练习与实践：
▪ 1、A---F都是初中化学中的常见物质，其中B常做饼干干 燥剂，吸水后放热生成D；F固体易潮解，常用于肥皂工 业。各物质间有如图所示转化关系（反应条件、其他反应 物及产物均已略去）
转化规律：
▪
用途：做建筑材料，生 产生石灰、水泥、玻璃 以及炼铁也要用到石灰
石
CaCO3
吸水性做干 燥剂
（1）
（3）
▪
CaO
Ca(OH)2
（2）
高温
（1）CaCO3 === CaO + CO2↑ 。
（2 ）CaO + H2O === Ca(OH)2
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令 r (1 ) r
0 r
---磁导率
B H
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
表7-1可知，除NO外，氧气的磁化率较其他气体高很
多，因此可以用磁化率来分析混合气体中氧气含量
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
多组分混合气体磁化率
---混合气体磁化率 ii i ---某组分气体磁化率
器检测和相关信号处理后得到结果。
色谱分析仪器包括分离和分析两个技术环节。
7.2 色谱法测量气体成分
基本工作原理：
分配系数：
Cs Ki Cm
Ki为组分i的分配系数， Cs为组分i在固定相中的浓度， Cm为组分i在流动相中的浓度。
分配系数越大的组分在固定相中的浓度越大，停留时 间较长，越晚流出色谱柱； 分配系数越小，越早流出色谱柱。
氧离子固体电解质-----能传导氧离子的固体电解质。
7.1.2 氧化锆氧分析仪
1、工作原理
氧化锆是一种固体电解质。纯氧化锆基本上不导电，但参
杂一些氧化钙、氧化钇等稀土元素后，具有高温导电性。
7.1.2 氧化锆氧分析仪
假设右侧为被测气体（烟气），氧分压p1,氧浓度为1，左 (负极)Pt,O2(分压p1)ZrO2,CaO )O2(分压p2),Pt(正极）
若被测气体与参比气体的总压为P
p2 / P R T E ln nF p1 / P
R T 2 E ln n F 1
可知，当参比气体和温度一定时，电势是待测气体的氧百分含量 的函数，只要测出电势E,即可得到氧浓度的值。
7.1.2 氧化锆氧分析仪
7.1.2 氧化锆氧分析仪
7.2 色谱法测量气体成分
色谱技术的实质是流动相与固定相作相对运动时，
由于流动相中被分离的不同物质受到固定相的吸附和
溶解等作用的不同而得到分离的过程。
7.2 色谱法测量气体成分
1、分类
两相状态：气相色谱和液相色谱
固定相的固定方式：柱色谱、纸色谱、和薄膜色谱
分离原理：吸附色谱、分配色谱、排阻色谱。 气相色谱法—流动相为气体
7.2 色谱法测量气体成分
A、B同时进入色谱柱
根据色谱峰的峰高 和峰面积的大小即 可求出组分的百分 含量
7.3 红外色谱法测量气体成分
红外线是电磁波的一种，波长范围0.76-1000 μm。 在燃气或排放气体所含的主要成分中，除同原子的 双原子气体（H2，N2，O2等）外，其他非对称分子气 体如CO,CO2，H2O,NO,CnHm等，在红外光区均有特 定的吸收带。这种特定的吸收带对于某一种分子是确 定的、标准的。
O2 4e 2O 2 (正极，还原反应） 2O 2 O2 4e (负极，氧化反应）
侧参比气体（如空气）氧分压为p2Nernst 方程
7.1.2 氧化锆氧分析仪
p2 R T E ln nF p1 Nernst 方程
n i 1
i ---某组分百分含量
当混合气体中一种气体磁化率很高，其他气体的磁化率
取一个平均值
e
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
11 e 1 1 e (1 e )1
1 ---磁化率很高的气体的磁化率 1 ---磁化率很高的气体的组分百分含量
7.1.2 氧化锆氧分析仪
1、工作原理
基于氧化锆浓差电池所形成的氧浓度差电动势随氧浓
度变化的原理进行测量的。 氧化锆固体电解质导电机理
电解质溶液依靠离子导电。某些固体也具有离子导电性质。 固体电解质------具有某种离子导电性质的固体物 质。固体电解质是离子晶体结构，温度越高，导电 性能越强。
物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，此物质因磁化 而激发出来的磁场强度M与外加的激发磁场强度H满足：
M H
B 0 ( H M )
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
B 0 ( H H ) (1 ) 0 H
0
---磁化率 ---真空磁导率 ---介质的相对磁导率
第7章 物质成分分析
7.1
7.2
氧含量测量 色谱法测量气体成分
7.3 红外光谱法测量气体成分 7.4 化学发光法测量氮氧化物浓度
7.1 氧含量测量
过剩空气系数
实际供应空气量与理论必需空气量的比值
过剩空气系数与烟气中的含氧量的关系：
过剩空气系数增大，烟气中含氧量增加；
过剩空气系数减小，烟气中含氧量减少；
7.1 氧含量测量
氧含量分析仪
用于连续测量工业锅炉或加热炉燃烧过程中排放气 体的氧含量的设备，适用于燃烧过程的监测和控制。
种类
磁式氧分析仪（热磁式、磁力式）
氧化锆管分析仪
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
基于氧的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象 来测量混合气体中氧含量的。
磁化率---表征磁介质属性的物理量。
7.3 红外色谱法测量气体成分
1、基本原理
根据特定的吸收带可以鉴别分子的种类。
定性分析---根据某物质吸收了哪些波长的光辐射，
就可以判断是什么物质。 定量分析---利用光能吸收与组分浓度之间的关系
气固色谱—固定相为固体 气液色谱—固定相为液体
液相色谱法—流动相为液体
7.2 色谱法测量气体成分
基本工作原理：
根据不同物质在固定相和流动相所构成的体系，即色谱柱中具
有不同的分配系数而进行分离。被分析的试样由载气带入色谱柱，
色谱柱内有固体吸附剂或固定液，对不同的气体有不同的吸附能力 或溶解能力，但对载气的吸附能力要比样品组分弱得多。由于样品 各组分在固定相上吸附或溶解能力的不同，被载气带出的先后次序 也就不同，从而实现了各组分的分离。先后流出的不同组分经检测
e ---低磁化率气体的假定平均值
11
假设混合气体中磁化率很高的组分为氧气，其他气体的磁 化率相对太小
7.1.1 磁式氧分析仪
1、测量基本原理
11
只要能测出混合气体的磁化率，就可以知道氧气的百
分含量，磁式氧分析仪的基本原理。 顺磁性气体介质，当温度升高时，磁化率下降； 顺磁性介质在磁场中受到吸引力； 逆磁性介质则受到排斥力；