现代化学研究方法与技术—2

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中药现代研究的思路与方法

中药现代研究的思路与方法

中药现代研究的思路与方法1. 研究目标中药现代研究的目标是通过科学的方法和现代技术手段,对中药进行系统性的研究,探索其药理作用、活性成分、药效机制以及临床应用,以期发展中药现代化、个性化治疗方案,进一步推动中药在现代医学中的应用和发展。

2. 研究方法中药现代研究采用多种研究方法,包括化学分析、药理学研究、分子生物学实验、临床研究等等,下面将针对这些方法进行详细介绍。

2.1 化学分析通过对中药进行化学分析,可以鉴定其中的化学成分,特别是活性成分,为研究中药的药理作用和药效机制提供基础。

化学分析方法包括质谱分析、核磁共振分析、高效液相色谱分析等。

化学分析可以帮助研究人员发现中药中的新化合物,并确定其化学结构。

2.2 药理学研究药理学研究是中药现代研究的重要部分,通过体外实验和动物实验,探索中药的药理作用和机制。

常用的药理学研究方法包括体外细胞实验、动物模型实验和分子生物学技术的应用。

在药理学研究中,研究人员可以评估中药对特定疾病的治疗效果,寻找其作用目标和作用机制。

2.3 分子生物学实验分子生物学实验可以帮助研究人员探索中药的作用机制和相应的分子基础。

常用的方法包括基因表达分析、蛋白质表达分析、基因敲除实验等。

通过这些实验,可以深入研究中药对基因表达和信号转导通路的调控作用,揭示中药的分子机制。

2.4 临床研究临床研究是将中药置于临床背景下进行的研究,旨在评估中药的疗效和安全性。

临床研究包括临床观察研究、临床试验等。

通过临床研究,研究人员可以评估中药在临床实践中的效果,并为中药的合理应用提供科学依据。

3. 研究发现经过中药现代研究,取得了一系列重要的研究发现,包括以下几个方面:•发现了中药中许多活性成分,如黄连中的黄连素、当归中的川芎嗪等。

这些活性成分具有明显的药理作用,对多种疾病具有治疗作用。

•揭示了中药的药效机制,如某些中药通过调节炎症因子的表达来治疗炎症性疾病,某些中药通过抑制肿瘤细胞增殖和诱导凋亡来治疗肿瘤等。

二次离子质谱 质谱原理与技术 华南理工大学现代化学分析原理与技术 化学分离

二次离子质谱 质谱原理与技术 华南理工大学现代化学分析原理与技术 化学分离

第二节 二次离子质谱(SIMS)
二次离子质谱是利用质谱法,分析初级离子入 射靶面后,溅射产生的二次离子而获取材料表面 信息的一种方法。二次离子质谱可以分析包括氢 在内的全部元素,并能给出同位素的信息,分析 化合物组分和分子结构。二次离子质谱具有很高 的灵敏度,可达到ppm甚至ppb的量级,还可以 进行微区成分成像和深度剖面分析 。
一、离子溅射与二次离子质谱
一定能量的离子打到固体表面会引起 表面原子、分子或原子团的二次发射,即 离子溅射。溅射的粒子一般以中性为主, 其中有一部分带有正、负电荷,这就是二 次离子。利用质量分析器接收分析二次离 子就得到二次离子质谱。
❖离子溅射
➢ 描述溅射现象的主要参数是溅射阈能和溅射产 额。溅射阈能指的是开始出现溅射时,初级离 子所需的能量。
离子源
①Electron Ionization (EI)源
++
:
: R2
+
: R3
++
: R4 :e
(M-R2)+
(M-R1)+
(M-R3)+
M+
Mass Spectrum
EI 源的特点: 1.电离效率高,灵敏度高; 2.应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的; 3.稳定,操作方便,电子流强度可精密控制; 4.结构简单,控温方便;
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
质谱分析特点
(1)应用范围广。测定样品可以是无机物,也可以是 有机物。应用上可做化合物的结构分析、测定原子量与 相对分子量、同位素分析、生产过程监测、环境监测、 热力学与反应动力学、空间探测等。被分析的样品可以 是气体和液体,也可以是固体。

大气中自由基的产生和转化过程研究

大气中自由基的产生和转化过程研究

大气中自由基的产生和转化过程研究大气中的自由基是指一类高活性氧化物质,它们起着重要的化学反应催化剂的作用。

对于大气化学和空气质量监测,理解和研究大气中自由基的产生和转化过程是至关重要的。

一、自由基的产生来源大气中的自由基主要来自太阳光的辐射,即紫外线和可见光。

其中,紫外线主要负责形成OH自由基,而可见光则主要负责形成O1D自由基。

这两种自由基在大气中具有较高的活性,能够参与气体、液滴和颗粒物中的化学反应,对大气的复杂化学过程起着关键的调控作用。

二、自由基的转化过程大气中的自由基转化主要涉及一系列氧化和还原反应。

最主要的自由基反应包括自由基与氧分子(O2)的反应产生O3、与氮氧化合物(NOx)的反应生成过氧化氮(NO3)等。

此外,自由基还能与有机物反应,形成一系列复杂的氧化产物,如有机过氧化物、醛类、酮类等。

这些反应过程在大气化学中起着重要的角色,能够调控大气中的O3浓度、二次有机气溶胶的生成和光化学反应的速率。

三、研究方法与技术为了深入研究大气中自由基的产生和转化过程,科学家们采用了各种现代化学技术和大气模型。

其中,辐射化学技术是研究自由基的产生的重要方法之一。

通过建立太阳辐射光源和大气模拟室,科学家们可以模拟和研究自由基的光化学反应。

此外,质谱、激光和电化学等技术也被广泛应用于自由基的测量和监测。

四、自由基在大气污染控制中的应用由于自由基具有很高的活性和特殊的化学性质,它们在大气环境改善和污染控制中具有广泛应用前景。

例如,利用自由基可以实现污染物的高效降解和去除,如利用O3自由基氧化有机物、利用OH自由基降解有毒气体等。

此外,研究表明大气中自由基对于二次有机气溶胶的生成也起着重要的调控作用,因此研究和了解自由基的产生和转化过程对于降低大气污染和保护人类健康具有重要意义。

综上所述,大气中自由基的产生和转化过程是大气化学领域的重要课题。

通过深入研究自由基的来源、转化过程和作用机制,可以更好地理解大气中的化学反应过程,为大气环境改善和污染控制提供科学依据。

中药化学2.2 色谱分离技术

中药化学2.2 色谱分离技术
CH2 N O C CH2 CH2 CH2 H N C CH2 O H N CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 H O C CH2 N CH2 CH2 C O H O H H3C O H3C CH3 CH3 O
聚酰胺吸附力的影响因素: 1:形成氢键的能力与溶剂有关 水中>有机溶剂中>碱性溶剂中 常用溶剂对聚酰胺洗脱能力顺序如下: 水<甲醇或乙醇<丙酮<稀氢氧化钠液或稀氨溶 液<甲酰胺或二甲基甲酰胺<尿素水溶液。
注意温度超过150 ℃则游离硅醇基之间脱 水形成硅氧醚结构丧失游离硅醇基的吸附能力。 为酸性吸附剂适于分离中性或酸性成分。

常用硅胶:
硅胶H(不含黏合剂) 硅胶G(含黏合剂) 硅胶GF254(含煅石膏,另含有一种无机荧 光剂)。硅胶GF254nm紫外光下呈强烈黄绿色 荧光背景,在荧光背景下通过紫外光照射成分 斑点为暗斑,常用于一般显色手段不易显色的 成分的分离。
3、 洗脱:
洗脱操作的目的是要将加入的样品中各个 组分先后从上往下带出来,并能分开收集各成 分。 洗脱的过程中,上端溶剂不能干,分段收 集是关键;作定性检查合并相同成分。 TLC时Rf为0.2-0.3的溶剂系统是最佳的 洗脱系统,梯度洗脱。
4. 应用 柱色谱分离能力比薄层分离能力更强, 效果更好,尤其对结构相似、性质接近、 采用薄层难以分离的成分分离效果好。
(一)吸附剂
4、常用的吸附剂
(1)硅胶SiO2•xH2O 多孔性的硅氧烷交链结构,极性吸附剂, 吸附性较氧化铝稍低,既适于分离亲水性成分, 又可用于分离亲脂性成分。 其吸附作用的强弱取决于游离硅醇基的数 目,也与含水量有关,含水量达17%以上,则 失去吸附性,所以需110℃活化30分钟。
(一)吸附剂
例:求图中A、B、C三斑点Rf大小并判断三成分 极性大小顺序。

现代化学研究方法和技术

现代化学研究方法和技术

发光物质
荧光光谱
成像应用 (鼠肠内壁)
5. 波的衍射 光在传播过程中遇到“障碍物”时传播方向发生改变的现象。这种“障碍物” 可以是粒子,光栅的尺寸或针孔 衍射条件;(1) 粒子,光栅的尺寸或针孔与入射光的波长
(2)光栅方程 : d(sin sin0) = K 布拉格方程: 2d(sin) = n
任课教师
刘春元: 第一章 绪论 第二章 电子顺磁共振波谱法, 第三章 电子光谱, 吸收光谱 第四章 电子光谱, 发射光谱 第五章,9.3晶体结构解析 高庆生: 第五章 X-射线技术 第六章 多晶衍射
欧阳健民: 第七章 表面结构分析 第八章 显微分析技术 徐石海: 第九章 核磁共振波谱 第十章 红外吸收光谱 第十一章 有机质谱
衍射与散射的区别
衍射原理(Diffraction of light) 次级波的位相差相同,则衍射光增强;位相相反,则不发生衍射
Diffraction of X-ray over a single crystal
Diffraction spots
X-ray single crystal diffract meter
外光谱与拉曼光谱 IR
Raman
拉曼光谱(Raman spectroscopy) Raman scattering, inelastic scattering
电子激发态
普通拉曼
虚能级
振动能级
SA
S: 斯托克线 (Stoke)0 A: 反斯托克线(Anti-stoke) 0 +
共振拉曼
E1
S
A
弛豫: 由高能态回到低能态
振动弛豫
辐射弛豫-----发光
荧光 激发态分子从激发单重态的最低能级发射光量子回到基态 寿命短

高中化学研究有机物的一般步骤和方法

高中化学研究有机物的一般步骤和方法

(2) 再求各元素原子的个数比
(1)试求该未知物A的实验式(分子中各原子的最简单的整数比)。 C2 H6 O
(2)若要确定它的分子式,还需要什么条件? 相对分子质量
有哪些方法可以求相对分子质量? ( 1) M = m / n (2)根据有机蒸气的相对密度D: D =M1/M2 (3)标况下有机蒸气的密度为ρg/L, M = 22.4L/mol ×ρg/L
从核磁共振氢谱图我们
可以知道哪些信息? 核磁共振仪 氢原子类型=吸收峰数目 不同氢原子的个数之比=峰强度 (峰面积或峰高)之比
3 :2 : 1
CH3CH2OH
CH3—O—CH3
核磁共振氢谱在后续学习中多次出现,是判断同分异构体、确 定有机物结构的一个重要依据!
研究有机化合物的一般步骤和方法
步骤
分离、提纯
方 法
过滤
适用条件
分离固体和液体互不 相溶的固液混合物 分离各组分沸点不同 的液态混合物
主要仪器
玻璃漏斗、玻 璃棒、烧杯
蒸馏
蒸馏瓶、冷凝管、 尾接管、锥形瓶
重结晶
固体有机物溶解度随 温度的变化较大
玻璃漏斗、玻璃 棒、烧杯
3、萃取: • 原理:利用混合物中一种溶质在互不相溶的两种溶剂 中的溶解性不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶 剂组成的溶液中提取出来的方法。 • 主要仪器:分液漏斗
一、研究有机化合物的基本步骤: 分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式
二、分离、提纯 过滤 结晶 蒸馏
萃取、分液
色谱法
第一章 认识有机化合物
第4节 研究有机化合物的一般步骤和方法 (课时2)
三、元素分析与相对分子质量的确定 1、元素分析:李比希法→现代元素分析法

现代化学研究方法

现代化学研究方法

另外生物芯片在农业、食品监督、司法 鉴定、环境保护等方面都将作出重大贡 献。生物芯片技术的深入研究和广泛应 用,将对 21 世纪人类生活和健康产生 极其深远的影响。 总之,生物芯片是生命信息的集成,将 给生命科学的研究方式带来重大改变, 开辟了一个生命信息研究和应用的新纪 元。
从 DNA 双螺旋结构的提出开始,便开启了分 子生物学时代。分子生物学使生物大分子的研 究进入一个新的阶段,使遗传的研究深入到分 子层次,“生命之谜”被打开,人们清楚地了 解遗传信息的构成和传递的途径。在以后的近 50 年里,分子遗传学、分子免疫学、细胞生 物学等新学科如雨后春笋般出现,一个又一个 生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明, DNA 重组技术更是为利用生物工程手段的研究 和应用开辟了广阔的前景。在人类最终全面揭 开生命奥秘的进程中,化学已经并将更进一步 地为之提供理论指导和技术支持。
(3)转基因生物
转基因生物是指应用转基因技术,植入了新基因 的生物。 科学家已创造了许多种转基因动物。有些转基因 动物可以用来作为生产医药产品的“化工厂” , 有些转基因动物可以为人类器官移植提供原料。 转基因植物的产业化进程则远远超过了转基因动 物。利用转基因技术可 培育出富含各种营养素,又具抗旱、抗虫和抗土 壤能力的农作物。
1953 年,沃森和克 里克以立体化学上的 最适构型建立了一个 与 DNA 的 X射线衍 射资料相符的分子模 型—DNA 双螺旋结 构模型(如图)。
二、生命化学进展
1.基因(Gene)工程 基因是染色体上 DNA 双螺旋链的具有遗传 效应的特定核苷酸序列的总称,是生物性 状遗传的基本功能单位。 基因调控着细胞的各种功能:生
• 生物芯片的概念来自计算机芯片,是在 20 世纪 90 年代中期发展起来的高科技产物。 由于生物芯片最初的目的是用于 DNA 序列 的测定,基因表达谱鉴定,所以生物芯片 又被称为 DNA 芯片或基因芯片。

北师大化学院2014-2015-2课表

北师大化学院2014-2015-2课表

北京师范大学分填表单位打印课表编排结果2014-2015学年春季学期填报单位:化学学院 课表类别:研究生课程考核随堂考试成绩类别方式考试周次构成百分制40/60百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制50/50百分制50/50百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/1006-12课程信息课程代码课程名学分周学时周次研究生/学位基础/必修CHE31113401现代化学研究方法学33考查√181-18181-18研究生/学位专业/必修CHE21026301化学教育测量与评价22考查√研究生/学位专业/必修CHE21035371科学学习理论与化学教学心理研究33考查√18考查√18研究生/学位专业/必修CHE21075031现代化学与中学化学331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21102621电化学研究方法33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21102631色谱分析法331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21104741光谱分析法33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21106971光电金属配合物化学331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107071基础化学计量学33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107081现代核磁共振技术331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107171高等量子化学33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107181计算化学理论与应用331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107261高等高分子物理33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107271高分子材料现代分析技术331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107301化学生物学23考试√12考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107311现代药物设计331-121-18研究生/学位专业/必修CHE21107331放射性药物化学进展33考试√18考查√18研究生/专业选修/选修CHE21026431化学文献221-181-18研究生/专业选修/选修CHE21107011固体材料现代分析方法概论22考试√18考试√18研究生/专业选修/选修CHE21107061无机物研究法331-181-18研究生/专业选修/选修CHE21107291环境友好高分子22考试√18考试√18研究生/专业选修/选修CHE21110091介孔材料221-181-1812研究生/必修环节/必修CHE21026241化学教学改革与实践研究23考查填表人签字______1-5√学生信息授课连上任课上课上课方式节数教师时间地点实践3胡久华[三]9-11化学楼619教师信息授课对象3贾宗超,刘正平,朱霖,龚兵[三]5-7化100A 博士:0000理论理论2王磊[二]7-8化学楼619硕士:2014/化学学院/学科教学(化学)、2014/化学学院/课程与教学论理论3王磊[二]9-11化学楼619硕士:2014/化学学院/学科教学(化学)、2014/化学学院/课程与教学论化学楼619硕士:2012/化学学院/学科教学(化学)、2012/化学学院/课程与教学论理论3魏锐[五]5-7理论3李晓宏[一]5-7化100C博士、硕士:2014/化学学院/物理化学化100C 博士、硕士:2014/化学学院/分析化学理论3欧阳津,那娜[四]9-11理论3晋卫军,邵娜[一]5-7二304博士、硕士:2014/化学学院/分析化学化200C博士、硕士:2014/化学学院/无机化学理论3王克志[五]5-7理论3刘红云[五]9-11化100C 博士、硕士:2014/化学学院/分析化学科技楼B区208博士、硕士:2014/化学学院/分析化学理论3耿珠峰,邓志威[四]5-7理论3刘亚军,黄元河[五]2-4化学楼715博士、硕士:2014/化学学院/物理化学化学楼715博士、硕士:2014/化学学院/物理化学理论3方德彩[四]5-7理论3贺昌城,霍红,周建军[五]5-7化100C 博士、硕士:2014/化学学院/高分子化学与物理二303硕士:2014/化学学院/高分子化学与物理理论3霍红,周建军,黄俐研[一]5-7理论3韩梅[五]2-4南院放化楼0208硕士:2014/化学学院/药物化学、2014/化学学院/药物化学与分子工程二305硕士:2014/化学学院/药物化学、2014/化学学院/药物化学与分子工程理论3张华北,齐传民[五]5-7理论3贾红梅,乔晋萍,朱霖,张俊波[一]5-7化200C 硕士:2014/化学学院/药物化学、2014/化学学院/药物化学与分子工程化200B 博士、硕士:2014/化学学院理论2李敏峰[五]3-4理论2杨晓晶[二]5-6化100C 博士、硕士:2014/化学学院/无机化学化100C 博士、硕士:2014/化学学院/无机化学理论3王克志[四]5-7理论2刘正平[五]3-4化200C博士、硕士:2014/化学学院/高分子化学与物理化100C 博士、硕士:2014/化学学院/分析化学、2014/化学学院/无机化学理论2岳文博[二]9-10______年_____月_____日 ______年_____月_____日______年_____月_____日硕士:2014/化学学院/学科教学(化学)、2014/化学学院/课程与教学论______________ 教学副部长(副院长/副系部主任)签字______________ 教学主管部门审核人签字______________理论3王磊[三]9-11化学楼619。

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HO HO
HO
O O
OH
O OH
O
HO
O
N
2020/9/28
HO
CN
O
OH
18
2,5-dihydrobenzoic acid, sinapinic acid, nicotinic acid, a-cyano-4-hydroxycinnamic acid
etc..
MALDI is typically used in conjunction with time-of-flight analyzer and can be used to measure the molecular weights of proteins in excess of 100,000 daltons.
1-2. Mass Spectrometry
Refs: Handbook of Spectroscopy (Wiley-2003)
1-2-1 Introduction
2020/9/28
1
What we can get from the MS?
1. Accurate mass measurements can be used to match empirical formulae.
2020/9/28
3
Instrumentation:
All mass spectrometer systems
have 5 main components
Sample introduction
Ionization (source)
Ion Analyser
2020/9/28
Ion Detection
> [AH+H]+ + A- - 'self chemical ionization'
2020/9/28
6
a * superscript are in high energy sates.
a • superscript are radicals.
Species with a " superscript are short lived intermediates which are not seen in the spectra.
2020/9/28
12
Field Desorption (FD)
FD is another technique used for involatile compounds. FD works best for compounds of low polarity, and thus complements FAB. FD uses the same emitter wires used in FI, but the samples are loaded directly on the wire by dipping into a solution of the sample. The sample for FD must be soluble in some solvent (usually 2 mg in 100 microliter).
R + MH (R-2H) + MH
R + (M-H)
R+ M
10
The CI spectra of lavanduyl
acetate using
methane, isobutane
and
ammonia.
2020/9/28
11Field Ioniza Nhomakorabeaion (FI)
There are three practical differences between CI and FI: there is less fragmentation in FI, there is no high-resolution FI, and FI is less sensitive. Sensitivity is not an issue unless there is an extremely small amount of sample.
4. Common peaks observed in a spectrum can give useful information regarding functional groups.
5. Relative isotope abundance's are used to get information regarding the elements making up a compound.
when glycerol as a
matrix.
2020/9/28
15
FAB Ionization Mechanism
2020/9/28
16
Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI)
2020/9/28
17
Matrixes commonly used in MALDI
Display/ Analysis
4
Ionization
Hard and Soft
2020/9/28
5
Electron ionization or
Electron impact
ionization (EI)
Mechanisms of ion formation
Consider the ionization of the analyte species AB: 1. AB + e-* -----> A+ + B- + e 2. AB + e-* -----> A+ + B·+ 2e 3. AB + e-* ---> [AB+·*] + 2e-followed by [AB+·*] --->
6. Complex mixtures can be analysed via 'hyphenated' techniques such as GC-MS and HPLC-MS,
2020/9/28
2
What kind of Mass spec (MS) samples can be run?
a) pure organic or inorganic compounds b) complex mixtures e.g. environmental
samples c) biological samples e.g. proteins, nucleic
acids, blood,urine, whole cells, (hot new area “proteomics” - use of MS to study total protein content of a cell).
1 and 2 are the highest abundance and are termed instantaneous fragmentation. This is the reason why EI is considered a hard ionization process.
3 is fairly high abundance and is the process responsible for the molecular ion formation. Unfortunately the highly energetic radical intermediate [AB+°*] tends to undergo fragmentation (or rearrangement) as a stabilizing process, this is responsible for the lower mass fragment ions present in the spectra.
2. Fragmentation fingerprints (specific to each compound) can be used to identify samples by comparison to fragment databases.
3. Controlled fragmentation (through MS/MS and MSn) can be used for structural elucidation of novel compounds.
2020/9/28
13
Fast Atom Bombardment (FAB)
2020/9/28
14
FAB is comparatively soft ionization technique, and is thus well suited to the analysis of low volatility species, typically producing large peaks for the pseudomolecular ion species [M+H]+ and [M-H]-, along with structurally significant fragment ions and some higher mass cluster ions and dimers
2020/9/28
7
4 is a very low abundance process, but theoretically it can occur.
5 is a process which can occur at higher pressures (self Chemical Ionization), this is especially problematic in the ionization of alcohols and amines where you may find that the dominant ionization process is proton exchange between two analyte molecules, leading to the formation of the [M+H]+ pseudo-molecular ion.
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