仪器分析基础知识模块-课程指南

1、仪器分析基础知识模块建议课时： 课时： 学分： 学分一、学习领域职业描述仪器是食品生产和研究中必不可少的手段，通过本课程的学习使学生对仪器分析领域有较全面的了解，掌握主要仪器分析基本原理；要求学生根据不同的研究对象和要求选择最合适的分析方法及解决相应问题的能力。使得实习和毕业的学生熟悉食品研发、品控和安全检测等多个工种的工作仪器操作和问题解析。二、模块的定位仪器分析基础知识模块是食品生物技术的核心专业课程，也是食品检测技术的重要专业课程，在于食品及相关领域有着举足轻重的地位。仪器分析基础知识模块是食品科学与工程及食品质量与安全专业的核心课程，是理论与实践相结合的重要课程，是食品科学专业承上启下

2、的重要课程，前期掌握了基础化学、有机化学及生物化学，学习和掌握仪器分析为后续的食品理化检测等专业课程奠定坚实的理论和实践基础知识，提升学生专业技能的理解和掌握。二、学习目标与职业能力要求课程的教学目标如下：知识目标：掌握仪器分析的基本理论和基本知识，掌握各种各类仪器分析方法的测定原理、基本构件的功能，熟悉使用各种分析仪器及其主要的性能指标、特点和应用；学会各类仪器分析方法的定性、定量与结构分析的原理与方法。 技能目标：掌握与各类分析方法相关联的仪器与技术及应用对象与应用范围；培养对分析中所产生的各种误差的分析与判断能力，掌握仪器分析数据的正确处理方法；了解与掌握各类分析方法图谱的解析方法；了解

3、现代仪器分析的发展趋势。素质目标：熟悉食品生产和研究中各个岗位的仪器使用情况和适用范围，培养学生干一行爱一行的爱岗敬业精神，培训学生的团队协作能力和脚踏实地的做事风格。四、学习情境设计（一）学习情境设计思想学习领域情境设计含有仪器分析的基础知识和基本原理，基本掌握主要仪器分析内容涵盖电化学分析、光化学分析、色谱分析、质谱分析及其它相关领域；对使用的仪器的原理、结构、功能、特点及应用对象能较深入地了解和掌握，培养根据不同的研究对象和要求选择最合适的分析方法及解决相应问题的能力。（二）学习情境划分与课时管理序号学习情境学时主要内容1电化学分析法2一、电化学分析法概述 二、 电位与电导分析法三、 电

4、解与库伦分析法四、 极谱与伏安分析法2色谱理论基础与气相色谱法1一、色谱分析基础 二、气相色谱分析法3高效液相色谱法2一、高效液相色谱的特点与仪器二、基本原理与主要分离类型 三、 固定相与流动相 四、影响分离的因素与操作条件选择 五、 离子色谱法4原子光谱法2一、 原子吸收光谱分析基本原理 二、 原子吸收光谱仪及主要部件三、干扰及其抑制四、分析条件的选择与应用五、原子荧光光谱分析法5X射线光谱法1一、X射线与X射线光谱分析二、X射线荧光分析 三、X射线衍射分析 四、X射线光电子能谱6分子发光分析法1一、分子荧光与磷光二、分子荧光和磷光分析法三、分子发光分析7紫外-可见吸收光谱法1一、紫外吸收光

5、谱分析基本原理二、紫外可见分光光度计三、紫外吸收光谱的应用8红外光谱法和激光拉曼光谱法2一、红外光谱分析基本原理 二、红外光谱与分子结构 三、红外光谱仪器 四、红外谱图解析 五、激光拉曼光谱9核磁共振波谱法2一、 核磁共振基本原理二、核磁共振与化学位移 三、自旋偶合与自旋裂分 四、谱图解析与结构确定 五、13C核磁共振波谱 10质谱法2一、 基本原理与质谱仪二、离子峰的主要类型 三、 有机分子裂解类型四、 质谱图与结构解析合计16（三）学习情境描述学习情境1 电化学分析法 学时：2学习目标了解：1、电化学生物传感器及其应用；流动载体膜电极和气敏电极；电位滴定法。2、控制电位库仑分析法的原理、装

6、置和工作方法；库仑分析法的应用。3、溶出伏安法的特点和应用；电位溶出法的基本原理、特点及其应用；极谱新技术。掌握：1、电化学基础（化学电池、电极的类型、电极电位、电池图解表示式、电池电动势、液接电位和盐桥）；电位分析基本原理；离子选择性电极的结构、分类、电极电位；pH玻璃电极和氟离子选择性电极。2、电导的基本概念；电导的测量；库仑分析法的基本原理、计算方法；恒电流库仑分析法的原理、装置、工作方法特点；电解三条基本规律：法拉第电解定律；能斯特方程；电解方程；分解电压；析出电位；超电压；超电位；有关计算。3、直流极谱法的基本原理；溶出伏安法的基本原理。熟悉：1、离子选择性电极的性能参数；直接电位分

7、析法的分析技术；直接电位分析法的准确度和应用。2、电导滴定的基本原理和应用；电导仪器装置；100电流效率、电量的测定特点和应用；浓差极化和电化学极化。3、溶出伏安法的仪器装置和实验操作技术；极谱和伏安法的定量方法。内容教学方法和建议一、电化学分析法概述 二、 电位与电导分析法1.电位分析原理与离子选择电极；2.位分析法的应用；3.电导分析法原理；4.电导分析法应用三、 电解与库伦分析法四、 极谱与伏安分析法1.极谱分析原理与过程；2.极谱定性定量方法与应用；3.现代极谱分析技术库仑滴定；4.溶出伏安分析原理与技术1. 学生通过学习掌握电化学分析方法的基本理论，熟悉电化学分析的仪器操作。2.教师

8、提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频了解电化学的基础知识具备实验分析的技能素养能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境2色谱理论基础与气相色谱法 学时：1学习目标了解：1、色谱发展的历史；离子交换色谱法和凝胶色谱法的基本原理和技术；纸色谱的基本原理和技术。2、GC法的特点和应用；顶空气相色谱法；毛细管气相色谱法。掌握：1、液相色谱法分离物质的原理、方法和技术；吸附色谱和分配色谱的基本原理和方法、分离过程、分配系数和保留时间、比移值、吸附等温线；分离条件的选择（

9、固定相、流动相、色谱分离方式和条件等）、色谱法的一般操作步骤；薄层色谱法的基本原理、操作技术及注意事项。 2、气相色谱法的常用术语；气相色谱法的基本理论和影响色谱分离效能的因素；定性和定量方法；气相色谱分离条件选择。熟悉：1、色谱法的分类、特点；吸附柱色谱的操作技术。2、气相色谱仪；气相色谱柱（固定相及其选择）；气相色谱检测器的工作原理及应用范围；内容教学方法和建议一、色谱分析基础 1.色谱法概述；2.色谱理论基础；3.色谱定量、定性方法；4.溶出伏安分析原理与技术 二、气相色谱分析法1. 学生通过学习了解色谱分析法的基本原理，掌握气相色谱仪的构成和基本操作步骤。2.教师提前准备学习引导资料，

10、准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频了解色谱分析法基本原理具备实验问题解析的能力能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境3高效液相色谱法 学时：2学习目标了解：高效液相色谱法的特点和应用；高效液相色谱新技术；高效液相色谱联用技术。掌握：高效液相色谱法的基本原理；影响高效液相色谱柱效的因素及分离条件的选择。熟悉：高效液相色谱仪及其操作方法；高效液相色谱的固定相及流动相。内容教学方法和建议一、高效液相色谱的特点与仪器； 二、基本原理与主要分离类型 ；三、 固定相与流动相 ；四、影响分离

11、的因素与操作条件选择 1影响分离的因素； 五、 离子色谱法 ；3.离子色谱的应用 1. 学生通过学习熟悉高效液相色谱分析法的基本原理和应用范围，色谱固定相好流动相的选择，掌握高效液相色谱仪的构成和基本操作步骤。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频了解高效液相色谱分析法的应用范围具备实验问题解析的能力能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境4原子光谱法 学时：2学习目标了解：1、原子发射光谱的基本原理及发展趋势；光谱项的含义及其与谱线的关系；原子发射光谱

12、分析的各种光源及仪器特点。2、原子吸收分光光度法特点和发展趋势；谱线轮廓和谱线展宽；原子吸收分光光度法在预防医学领域的卫生分析的应用。3、原子荧光的仪器组成和特点；原子荧光分析法的应用。掌握：1、ICP-AES的工作原理及其特点。2、原子吸收分光光度法的基本原理；原子化方法；定量方法；干扰及其抑制方法。3、原子荧光光谱法的基本原理；原子荧光的类型。熟悉：1、ICP-AES仪器的构造原理。2、原子吸收分光光度计的构造原理；分析条件的选择；灵敏度和检出限。3、原子荧光强度与被测物质浓度的关系；原子荧光分析的干扰及消除。内容教学方法和建议第一节 原子发射光谱一、 原子发射光谱分析基本原理 1.概述

13、；2.原子发射光谱的产生；3.谱线强度 ；4.谱线自吸与自蚀 二、发射光谱分析装置与仪器；2.火焰光度计；3.三、等离子体发射光谱仪1. 概述；2.ICP-AES结构流程；3.ICP -AES原理；4.ICP-AES 四、定性、定量分析方法1.光谱定性分析 ；2.光谱定量分析 ；3.特点与应用 第二节 原子分光光度分析法三、 原子吸收光谱分析基本原理 1. ；6.定量基础 四、 原子吸收光谱仪及主要部件1.流程；2.光源 ；3.原子化装置；4.单色器；5.检测器 三、干扰及其抑制1.光谱干扰及抑制；2.物理干扰及抑制；3.化学干扰及抑制；4.背景干扰及抑制 四、分析条件的选择与应用 ；2.分析

14、条件选择 ；3.定量分析方法；4.应用 五、原子荧光光谱分析法1.概述 ；2.基本原理 ；3.原子荧光光度计1. 学生通过学习了解原子光谱的基本原理，熟悉原子吸收和发射光谱仪的基本构成和简单操作步骤。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频了解原子光谱发射的基本原理具备原子光谱仪操作的基本能力能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境5 X射线光谱法 学时：1学习目标了解：X射线；X射线光电子能谱及应用。掌握：X射线光谱分析的基本原理；X射线荧光分析 ；X射

15、线衍射分析。熟悉：X射线仪器装置和仪器类型；定性定量分析。内容教学方法和建议一、X射线与X射线光谱分析二、X射线荧光分析 三、X射线衍射分析 四、X射线光电子能谱1. 学生通过学习了解X射线光谱产生原理，熟悉X射线光谱仪的基本构成。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频了解X射线光谱产生原理具备X射线光谱仪操作的基本能力能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境6分子发光分析法 学时：1学习目标了解：分子荧光分析法的应用；荧光新技术；磷光分析法；化学发光分

16、析法及其应用。掌握：分子荧光分析法的基本原理；荧光与分子结构的关系； 荧光光谱和激发光谱；荧光强度与浓度的关系；影响荧光强度的因素。熟悉：仪器装置和仪器类型；定性定量分析。内容教学方法和建议一、分子荧光与磷光二、分子荧光和磷光分析法三、分子发光分析1.了解分子发光的基本原理。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频了解分子发光的基本原理。熟悉分子发光和淬灭的产生原理能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境7紫外-可见吸收光谱法 学时：1学习目标了解：光分析

17、概论；紫外-可见分光光度法新技术；紫外-可见分光光度法的应用。掌握：电磁辐射及电磁辐射与物质的相互作用；分子吸收光谱的产生及分子吸收光谱；紫外-可见吸收光谱的主要类型；有机化合物的紫外吸收光谱；光的吸收定律及影响光吸收定律的因素；分光光度法反应条件和测量条件的选择；定量方法。熟悉：紫外-可见分光光度计的构造原理及操作方法；紫外-可见分光光度计的类型；提高分析灵敏度和准确度的方法。内容教学方法和建议一、紫外吸收光谱分析基本原理1.紫外吸收光谱的产生；2.有机物紫外吸收光谱；3.金属配合物的紫外吸收光谱 二、紫外可见分光光度计1.基本组成 ；2.分光光度计的类型 三、紫外吸收光谱的应用1.了解紫外

18、吸收光谱的产生，掌握紫外-可见分光光度计的操作和问题分析。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频紫外-可见分光光度计的操作能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境8红外光谱法和激光拉曼光谱法 学时：2学习目标了解：红外光谱的图谱解析；红外光谱在有机化合物结构鉴定方面的应用；红外光谱在定量分析方面的应用。掌握：红外吸收光谱基本原理；红外光谱的特点和红外光谱图的分区。熟悉：红外分光光度计的基本构造及类型；基本操作技术。内容教学方法和建议一、红外光谱分析基本原

19、理 二、红外光谱与分子结构 三、红外光谱仪器 四、红外谱图解析 五、激光拉曼光谱1.了解红外光谱的产生原理，熟悉红外光谱图的解析。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场地。工具与媒体学生已有基础教师所需执教能力要求多媒体教学设备部分模拟动画和视频红外光谱产生的基础知识能根据教学方法设计教学情境能按照设计的教学情境实施教学能够回答学生学习过程中的疑问学习情境9核磁共振波谱法 学时：2学习目标了解：核磁共振波谱仪；核磁共振在近代分析及医学上的应用。掌握：核磁共振波谱法的基本原理；化学位移及影响化学位移的因素。熟悉：简单自旋偶合和自旋分裂；核磁共振图谱的初步解析。内容教学方法和建议一、 核磁共振基本原理二、核磁共振与化学位移 三、自旋偶合与自旋裂分 四、谱图解析与结构确定 五、13C核磁共振波谱 1.了解核磁共振基本原理，熟悉核磁谱图的解析。2.教师提前准备学习引导资料，准备好教学设备和教学场