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仪器分析课件(武汉大学)01绪论


表1 各种仪器分析方法的灵敏度
4 仪器分析的历史发展概况
仪器分析的三次巨大变革 4.1 第一次变革 4.1.1 16世纪分析天平的发明,分析化学具有了科学的 内涵; 4.1.2 20世纪初,依据溶液中四大反应平衡理论,形成 分析化学的理论基础。分析化学由一门操作技术变成 一门科学; 特点:20世纪40年代前,化学分析占主导地位, 仪器分析种类少和精度低;
第二节 仪器分析方法的类型
质谱分析法 电化学分析法 光分析法
仪器分析
色谱分析法
分析仪器联用技术 热分析法
1 光学分析法
分子光谱
紫外可见法
原子吸收法
原子光谱
红外法
光分析法
原子发射法
荧光法 核磁法
光学分析法 某能量作用于待测物质后测定其产生的辐射讯号 或引起的某些变化的分析方法。 1.非光谱法--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、折射等) 的变化的分析方法。如:干涉法、折射法、散射法、 旋光法、衍射法等。 2.光谱法--以光的吸收、发射和拉曼散射等作用建立起 来的光分析法。通过检测光谱的波长和强度来进行 分析。 如:AAS,AES,AFS,UVS,IR,NMR等。
章节
第1章 第2章 第3章 第4章 第8章 第9章 第10章 第13章 第14章 第15章 第16章 第18章 第19章 第20章 总计
内容
绪论 光谱分析法导论 原子发射光谱法 原子吸收光谱法 分子发光分析法 紫外可见光谱法 红外吸收光谱法 电分析化学导论 电位分析法 伏安法与极谱法 电解和库仑法
分析化学的地位
据统计,在已经颁布的所有诺贝尔物理、化学 奖中,有四分之一的项目和分析化学直接有关。

国际:36国家,1075个分析化学机构;美国20万化 学家,4万多从事分析化学,3000多所大学,270多 所有分析化学专业。有的国家大学单独设系。

中国:10个国家级分析测试中心,12个部级测试中 心,21个省市测试中心,137个国家级产品质量监 督检验中心,300多个进出口商品检验室,8千多个 环境监测机构,数十万庞大的分析队伍。
恐怖袭击
不法污染排放
室内装修污染,食品安全情况。。。。
突发污染
据监测,20日7时,在吉林界内的第二松花江汇入我省界第一个监测断面即肇 源断面开始检出苯超标,表明污染带前锋已达我省。20日16时肇源断面硝基 苯也开始超标,21日9时,硝基苯超标29.1倍,较高浓度污染带约80公里,流 经持续时间为40小时左右。另据松辽委21日函报,19日21时污染团进入省界 缓冲区,苯超标2.5倍,硝基苯超标103.6倍。目前污染带已通过肇源断面,正 在向下游移动。据最新监测结果报告,距四方台哈尔滨市取水口73公里的三 家子断面,23日4时监测硝基苯超标28.56倍。
5.5 分析仪器的主要应用领域正向着生物医 学领域转移 分析仪器在保障人类健康生活、监控病人 病情、预防灾害发生等方面起着重大的作用。
没有新型DNA分析仪的进一步发 展,人类也很难在防病、治病特 别是在防治癌症和各种遗传病方 面对现有基因图谱加以利用。
2008年美籍华裔钱永健因在荧光蛋白研究领域的成果而获 得诺贝尔化学奖.他的父亲钱学榘是美国波音公司的工程师,舅舅 是麻省理工学院的的工程学教授,堂叔是中国导弹之父钱学森,哥 哥钱永佑是神经生物学家\美国科学院院士\斯坦福大学教授.堂兄 钱永刚是中国解放军某研究所高级工程师,上海交通大学兼职教授 . 钱永健1952年出生,后进入哈佛大学学习,20岁获得化学和物 理学士学位并前往剑桥大学深造,1977年获得生理学博士学位 .1981年到加州大学伯克利分校任教授.目前他将实验室搬至加州 大学圣地亚哥分校,任药理学教授和化学与生物化学教授. 钱永健利用其在化学与生物学方面的天分找到了让绿色荧光蛋 白更亮更持久发光的办法.它所发出的荧光就象一盏明灯,帮助研 究人员发现生命体在分子层面和细胞层面的诸多反应.


仪器分析应用领域
社会:体育(兴奋剂)、生活产品质量(鱼新鲜度、食 品添加剂、农药残留量)、环境质量(污染实时检 测)、法庭化学(DNA技术,物证) 化学:新化合物的结构表征;分子层次上的分析方法; 生命科学:DNA测序;活体检测; 环境科学:环境监测;污染物分析; 材料科学:新材料,结构与性能; 药物:天然药物的有效成分与结构,构效关系研究; 外层空间探索:微型、高效、自动、智能化仪器研制。
4.2 第二次巨大变革
20世纪40年代后,仪器分析的大发展时期。 第二次世界大战前后,分析化学从以化学分析为主的经典
分析化学,发展到以仪器分析为主的现代分析化学;
特点:化学分析与仪器分析并重,仪器分析自动化程度低; (1)Bloch F 和Purcell E M;建立了核磁共振测定方法;诺 贝尔化学奖1952年;
海 洋 浮 标 与 微 型 实 验 室
原位、在线、 实时、多维、 微区
天、空、面、底立体检测
原位在线无人值守
战争与战场现场快速测试
体液、单细胞分析
5 仪器分析发展趋势展望
分析仪器的发展是现代科学、经济和社会 发展的重要基础和推动力之一。 分析仪器的主要应用领域正向生物医学领 域转移.分析仪器本身将不断微型化、智能 化.但人类向时间和空间的两个极限挑战所需 的高级精密仪器也不容忽视.生命过程、生产、 科研和社会活动大量需要的将是在线、非侵入、 非损坏、原位、实时、多维分析仪器。
5.1分析仪器是人们感觉器官的延伸
5.2分析仪器的微型化和智能化 随着分子计算机、DNA计算机、光子计 算机、量子计算机等的不断推出,计算机也 将越来越微型化。 计算机(电脑)与人脑的结合将不再是 一个梦、带有植入式电脑的人的智能将大大 超过不带电脑的“自然人”。
5.3分析仪器的大众化、个性化和日用品化, 贵重仪器的网络化
课时
2 3 5 5 4 4 2 2 4 4 2
色谱法导论 气相色谱法 高效液相色谱法
3 4 4 48
如何学习仪器分析
1.掌握方法的基本原理,了解方法可提供的信息 2.了解仪器的结构、工作原理和方框图 3.掌握分析步骤和数据处理方法 4.反复阅读教本,独立完成作业
第一章


Introduction
海洋污染与赤潮
建 莲
甘 草
丹 参
枸 杞
苏丹红I(Sudan I)的化学名称为1-苯基偶氮-2-萘酚(1- phenylazo-2naphthalenol),分子结构式为C6H5=NC10H6OH,分子量248.28; 苏丹红II(Sudan II)化学名称为1-[(2,4-二甲基苯)偶氮]-2-萘酚(1-[(2,4dimethylphenyl)azo]-2-naphthalenol);苏丹红III(Sudan III)化学名称为1-{[4-( 苯基偶氮)苯基] 偶氮}-2-萘酚(1-{[4-(phenylazo)phenyl]azo]-2-naphthalenol); 苏丹红IV(Sudan IV)化学名称1-{{2-甲基-4-[(2-甲基苯)偶氮]苯基}偶氮}-2-萘酚 (1-{{2-methyl-4-[(2-methylphenyl)azo]phenyl}azo]-2-naphthalenol)。
现代分析科学发展前沿
中药复杂体系 大气海洋环境
医药食品安全保障
分析科学
生命过程研究
国家安全
基础理论研究
Fundamental and Application Oriented
技术发展
Problem Oriented
GLP Lab
便携式 分析仪器 现场实验室
食品安全和毒品等
发展创新仪器
集成系统

2. 电分析化学方法
根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分 析的方法.
电导分析法 电位分析法 电解分析法
电化学分析法
电泳分析法 极谱与伏安分析法 库仑分析法
3. 色谱分析法
根据混合物各组分在互不相溶的两相(固定相、流动相) 中的吸附能力,分配系数或其亲和作用性能的差异来进行分离 和测定的方法。
我院目前装备的部分分析仪器
仪器名称
核磁共振波谱仪 紫外可见分光光度计
型号
Cintra10
生产厂商
仪器分析
授课教师:戚琦
授课班级:09化本 学时数: 48学时
授课时间:每周二、周四上午第三、四节,至第十二周 结束课程
学习要求:1、按时上课,不迟到不早退。 2、上课时请同学们不要说闲话,造成对老 师授课时的干扰。请不要做与本课程无关的杂事。 3、做好相关的预习、复习工作。上课时作 好笔记,课后做好老师布置的作业。
波谱分析
电导、电位、电解、库仑 极谱、伏安 发射、吸收,荧光、光度 气相、液相、离子、超临 界、薄层、毛细管电泳 紫外、红外、核磁、质谱
第三节 分析仪器
1 分析仪器的基本结构单元
信号发生器:产生可以反映待测物存在及浓度的信号装置,多半为离子或化 合物自身。
检测器: 光电转换器 电位计 信号处理:运算放大 输出: 记录仪、计算机
理论 对象 (问题) 生产 科学
技术
技术
3 仪器分析的特点
3.1灵敏度高,检出限低
3.2分析速度快,效率高,可以一次分析
样品中多种元素信息; 3.3选择性好; 3.4 准确度相对较低5%,相对误差较大 3.5一般仪器价格较贵,维修使用成本较高 800MHz NMR地位 1 经典分析化学
•研究物质化学组成,结构信息,分析方法及相关理论的科学。 •化学分析: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。
Analytical chemistry is a scientific discipline that develops and applies methods, instruments and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time. .
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