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1、,主讲人：张欣 生命科学学院,2012年 11月,生物仪器分析,什么是仪器分析 (Instrumental Analysis)？,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。,这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。,生物仪器分析课程特点,是一门实践性强，理论和实践相结合的课程，是生命科学领域生物技术和生物工程专业学生应该掌握的课程 涉及多种的仪器分析方法 各种仪器的工作原理有较大的区别 课程着重于方法原理介绍及最新研究进展,仪器分析与化学分析的关系,1. 仪器分析是在化学分析的基础上发展起来的。 2.
2、 不少仪器分析方法的原理，涉及到有关化学分析的基本理论。 3. 不少仪器分析方法，还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程。 4. 仪器分析有时还需要采用化学富集的方法提高灵敏度。,仪器分析的特点（与化学分析比较）,1. 灵敏度高，检出限量低；,发射光谱分析法：10-810-12 g ； 原子吸收光谱法：10-410-15 g ； 吸光光度法：10-510-8 g ； 离子选择性电极法：10-610-8 mol/L ； 库仑分析法：10-9 g ； 极谱法：10-810-12 mol/L； 气相色谱法：10-9 g 。,2. 选择性好，适于复杂组分试样的分析； 3
3、. 分析迅速，适于批量试样的分析； 4. 适于微量、超痕量组分的测定； 5. 能进行无损分析； 6. 组合能力和适应性强，能在线分析； 7. 数据的采集和处理易于自动化和智能化。,Chemical Methods of Analysis,Wet chemistry Quantitative analysis Qualitative analysis Titration Phase change pH Analyte concentration Physical properties Color changes,Sun dial, watch Thermometer, thermocouple
4、Barometer, pressure transducer Spectrometer, spectrophotometer Chromatograph Electrochemical techniques Balance Kinetics Mass Spectrometry,Time Temperature Pressure Light interactions Chemical separations Electrical properties Mass Rate of Reaction Mass/Charge,Instrumental Methods of Analysis,Classi
5、cal Instruments,Property,Instrumental Methods,Four Categories Spectroscopy Light/sample interaction Separations Purification and qualitative Electrochemical Methods Interaction of charges/ions Miscellaneous Techniques,Spectroscopy,Absorbance Reflection Emission Spin Raman Scattering Fluorescence Pho
6、sphorescence Harmonic techniques Surface analysis,Separations,Chromatography chemical interaction separation Crystallization liquid/solid phase change Distillation liquid/vapor phase change Electrophoresis charge difference with physical separation,Electrochemical Methods,Interaction of charges and
7、ions pH (离子选择电极) Voltammetry (伏安测量法) Coulometry (库仑分析法) Amperometry (电流分析法) Potentiometric Stripping (电位溶出法) Other techniques,Miscellaneous Techniques,Thermal Digital Scanning Calorimetry (DSC) Thermal Gravametric Analysis (TGA) Kinetic Rate Determination Diffusion Reaction order Mass Spectrometry (
8、MS) Mass/charge,仪器分析的分类,光分析法,电化学 分析法,质谱 分析法,热分析法,分析仪器 联用技术,仪器分析,色谱 分析法,光分析法,紫外可见法,红外法,原子吸收法,荧光法,原子发射法,X射线、激光 拉曼光谱等,薄层色谱法,气相色谱法,液相色谱法,柱色谱法,电色谱法,超临界色谱法,极谱与伏安分析法,电化学 分析法,电导分析,库仑分析法,电位分析法,质谱 分析法,热分析法,分析仪器 联用技术,核磁,PCR技术,Sample,Stimulus/ Energy,Response/ Readout,分析方法的选择,正确选择分析方法，了解分析对象！,对方法的要求： 精度 (Accura
9、cy) 误差 (error) 灵敏度 (Sensitivity) 检出线 (Limits of Detection) 浓度范围 (Concentration Range) 选择性 (Selectivity) 重现性 (Reproducibility),对样品的了解： 准确度、精确度要求 可用样品量 待测物浓度范围 可能的干扰 样品基体的物化性质 多少样品（经济）,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：新化合物结构表征；分子层次的分析方法；,生命科学：蛋白质结构分析；DNA测序
10、；活体检测；,环境科学：环境监测；污染物分析；,药物：天然药物有效成分与结构，构效关系研究；,材料科学：新材料；结构与性能；,物理：微型、高效、自动、智能化仪器的研制。,医学：疾病诊断；项目检测；,江河、湖泊污染 不法污染排放,海洋污染与赤潮,由于巢湖向长江泄洪和连日刮西南风，巢湖东半湖蓝藻“卷土重来”，绵延数公里的蓝藻积聚在双桥河一带，将湖体染成绿色。,苏丹红I（Sudan I）：1-苯基偶氮-2-萘酚， 苏丹红II（Sudan II）：1-(2,4-二甲基苯)偶氮-2-萘酚； 苏丹红III（Sudan III）：1-4-(苯基偶氮)苯基 偶氮-2-萘酚)； 苏丹红IV（Sudan IV）：
11、1-2-甲基-4-(2-甲基苯)偶氮苯基偶氮-2-萘酚。,食品安全问题,苏丹红事件,三聚氰胺事件,高效液相色谱法：检测限2毫克/千克 GC-MS联用法：检测限0.05毫克/千克 LC-MS联用法：检测限0.01毫克/千克,孔雀石绿事件,甲胺磷中毒事件,兴奋剂检测 (Doping Control),混标、加标蔬菜样的色谱图 (1) p,p-DDE (2) 狄氏剂 (3) p,p-DDD (4) o,p-DDT (5) p,p-DDT (6) 联苯菊酯 (7) 甲氰菊酯 (8) 高效氟氯氰菊酯 (9) 三氟氯氰菊酯 (10) 氯氰菊酯 (11) 氰戊菊酯 A、大白菜 B、包菜 C、花菜 D、混标（
12、0.4 ng/mL）,农药成分及农残的检测,不同产地和不同品种的鼠尾草属植物的近红外光谱 (a) 新疆鼠尾草; (b) 甘西鼠尾草; (c) 鄂皖丹参; (d) 江西产丹参; (e) 山东产丹参; (f) 中江产丹参; (g) 商洛产丹参,植物产地的特异性分析,蛋白质结构分析,instrument,machine,vs.,Thermo GC instrument,HP 5890A GC System (ECD & FID),HP HPLC instrument,Thermo LC-ESI-MS,CE, Beckman MDQ with DAD/LIF Detector,UV-vis instrument, Cary 100 Bio,Fluorenscence Spectroscopy instrument,X-ray fluorescence analyzer,Four-circle diffractometer,电子自旋共振（顺磁）波谱仪 Electron Spin Resonance Spectrometer (ESR),课程内容与时间安排,色谱分析（柱色谱、气相色谱、液相色谱、毛细管电泳等）（6学时） 质谱（3学时） 光化学分析（紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱、荧光光谱）（6学时） 其他 (3学时） 实验课（2学时）,
