仪器分析A绪论

仪器分析A绪论

冯九菊化学与生命科学学院手机：676829邮箱：jjfeng@古人云：不学礼无以立，人无礼则不生，事无礼则不成，国无礼则不宁。文明礼仪是我们学习生活的根基，是我们健康成长的臂膀。请您不要迟到、不要早退，带手机的同学，请您关机或调到震动档；不要交头接耳、窃窃私语；专心听讲、积极思考，认真记笔记，有问题可随时问老师。我会随机性的给同学做游戏，在游戏中无故被逮住的，就一次性死亡；没有被逮住的，算你走运！传统美德要牢记，不关手机最失礼。做好预习是准备，迟到说声对不起。实时点名是规定，切忌逃课触校纪。课堂不是剧后场，废弃物品请带离。老师多给生留题，课后勤思并多记。

考核办法：

平时成绩(50分)；期终考试：(50分)学业评价：期末成绩50%+平时成绩（50%，包括出勤率：共10分；课后作业：10分；课堂表现:30分，包括分组讨论及设计检测方案等）。遵循多元化、全面性、发展性、公正性等原则，对学生的知识、能力和综合素质等进行全方位评价。光谱法紫外吸收光谱法原子发射光谱法原子吸收光谱法（分子）荧光光谱法色谱法色谱法基本理论气相色谱法液相色谱法授课内容介绍电化学分析法电位法电解和库仑分析经典极谱法现代电化学分析法如线性扫描法、循环伏安法、脉冲法等分析方法如何分类？从功能上讲，可分为组成分析，结构分析及性能分析三种方法

从技术上讲，材料分析方法可以分成两类：主动式和被动式激发源（电磁波，粒子束，电场，磁场，热，力等）主动式（含激发源式材料分析方法）未知物响应的传感与变换数据采集处理与组成，结构，性能等相关的某种响应直接获得有关未知物的物理、化学性能等固有信息，如尺寸大小、状态、重（质）量、颜色、形状、运动情况等亦可根据材料物理、化学性能的差异间接推断未知物的组成和结构信息，如色谱分析法、原子力显微分析等。被动式（无激发源式材料分析方法）未知物化学成分分析传统的化学分析技术电子探针X射线能谱显微分析原子光谱（吸收、发射、荧光）质谱与二次离子质谱核磁共振电子自旋共振光电子与俄歇电子能谱元素组成分析方法传统的化学分析技术分子吸收光谱（紫外—可见吸收光谱）分子振动光谱（红外、拉曼光谱）分子发射光谱（荧光光谱）气相、液相、凝胶色谱化合物组成分析方法材料形貌分析光学显微镜光学干涉仪激光散射谱扫描电子显微镜透射电子显微镜待测物分析方法的概念与分类什么是仪器分析方法？获取有关未知物的组成，结构和性能等相关信息学习总结未知物检测未知物分析未知物表征＝＝教学参考书目《材料结构表征及应用》吴刚主编，化学工业出版社《材料近代分析测试方法》常铁军主编，哈尔滨工业大学出版社《仪器分析》ChristianGD，王镇浦译，北京大学出版社，《热分析质谱法》陆昌伟等编著，上海科学技术文献出版社仪器分析的发展1661年Lavoisier发明了天平，建立分析测定基础。

1823年Heschel

用火焰颜色鉴定物质--火焰光度法1841年Fresenius发表了“定性分析导论”及“定量分析导论”1856年Swan光谱法定量测定钠离子1860年Kirchoff

（物理学家）和Bensen

（化学家）奠定近代光谱分析基础1862年Frensenius

出版了的一本分析化学杂志1874年英国出版了分析杂志。1885～1886年Mohr出版了“化学分析滴定法专论”。1887年美国出版了分析杂志（Anal.Chem.)

前身）1895年Osrward

出版了专著“分析化学科学基础“。20世纪初，由于物理化学的发展为分析化学提供了理论基础，建立溶液的四大平衡。---由一门技术发展为化学的一个分支。分析天平的发明溶液理论的建立（四大平衡的建立）

这是第一次革命！！！仪器分析的三次革命第二次巨大变革第二次世界大战前后：仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位。原因：物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫切需要）物理学和电子技术的发展为仪器分析奠定了基础

核磁共振(NMR),BlochF,PurcellEM

极谱,HeyrovskyJ

气相色谱,MartinATP,SyngeRLM第三次变革计算机的发明

尤其微型计算机的发展，给仪器分析带来全新的革命技术---理论---新技术---新理论分析技术---分析化学---分析科学分析仪器与计算机分析仪器热、光、电新技术新型材料、电子器件操作分析对象控制信号实施检测数据库信息数据处理方法描述报告结果判断多媒体计算机人工智能专家系统最优化技术自动化技术

1959年诺贝尔化学奖获得者海洛夫斯基，捷克斯洛伐克化学家，1924年他演示了第一台极谱仪，此后不久这一方法便得到普及。1941年发表专著《极谱学》。他因创立极谱学而获得1959年诺贝尔化学奖。1952年诺贝尔化学奖

马丁，辛格，英国生物化学家。合作研究发明了分配色谱，开创气相色谱。为此，马丁和辛格共同获得了1952年的诺贝尔化学奖1952诺贝尔物理奖斯坦福大学布洛赫(Bloch)和哈佛大学珀塞尔(Purcell)因发明了核磁共振(NMR)。

英国科学家彼得·曼斯菲尔德和美国科学家保罗·劳特布尔因在核磁共振成像技术领域的突破性成就而获奖。

2003年诺贝尔生理学或医学奖

核磁共振已成为最重要的仪器分析手段之一。迄今，已经有八位科学家因在核磁共振研究领域的突出贡献而分别获得诺贝尔物理学、化学、生理学或医学奖。

飞秒相干光谱法

AhmedH.Zewail1946年，埃及，1967毕业于埃及亚历山大大学,获学士学位，1969年在该校获得硕士学位，同年赴美国宾夕法尼亚大学化学系攻读博士学位，1974年获博士学位。现为加州理工学院化学物理系和物理系教授。Ahmed.H.Zewail1999年化学Nobel奖得者

1999年被授予诺贝尔化学奖，表彰他在飞秒化学领域的杰出贡献。采用超短脉冲激光以飞秒的时间尺度实时观察分子运动并目击分子的诞生,给化学和相关学科带来了革命性的变化。现代仪器分析的分类仪器分析电化学分析法光分析法色谱分析法热分析法分析仪器联用技术质谱分析法电分析化学方法的分类电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法色谱分析方法的分类色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法光分析方法的分类光分析法原子吸收法红外法原子发射法核磁法荧光法紫外可见法分子光谱原子光谱其他分析方法的分类其他分析法质谱分析法联用技术热分析法现代仪器分析应用社会：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。

举例：这套新装修房子能住吗？(指甲醛)

色度香气和口味酒精度、总酸、双乙酰“碘盐如何？”(含不含I？含多少？)瘦肉精事件盐酸克仑特罗

苏丹红事件“红心”鸭蛋

苏丹红分子式：乌克兰总统尤先科“二恶英中毒”

二恶英分子式日本中国饺子中毒事件贸易技术壁垒问题甲胺磷香精包子事件长春可口可乐美之源果粒奶优中毒案

问题馒头事件令老百姓望“色"止步明胶事件

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味全等卷入地沟油案损失过亿台湾食品业“全岛沦陷”

地沟油检测方法“特异性不强”，不能有效分辨出哪些是地沟油，哪些是食用油?掺假容易检测难，作案容易破案难

相关检测专家筛选了80多项指标，最后确定了4项比较有效的指标：胆固醇、多环芳烃、电导率和基因组成

传统分析方法MovingAnalysis光纤化学传感检测形式光纤化学传感器特点：原位、在线

BOD工程样机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Testcase.SmallandportablePCRmachineshelpdetectbiowarfareagentsevenwhentherearenolabsaround.战争与战场现场快速测试(Left)TheportableANAA,whichconsistsofanarrayoftenreactionmodulesandalaptopcomputer.(Right)Screenofthelaptopcomputerafterrunningareactioncontaining500Erwiniacells,basedoncolonyformingunits

PCRDetectionofBacteriainSevenMinutes利用分析手段分子之间的相互作用原理分析方法的新原理新理论单分子检测及荧光图谱钴酞菁分子，仅1.3纳米，共轭大环平面分子，当钴酞菁分子吸附到金属表面后，其中心的二价钴离子的局域磁矩完全消失。但通过在分子内部实现的精确“手术”后，却能够使整个分子的空间结构和电子结构产生变化，由此可以改变和调控其中心钴离子的自旋态，使其显示出由局域磁性所引起的近藤效应。单分子调控、检测（Sciences,2005年9月2日）体液、单细胞分析Auto-labandQCM库仑阵列电极（CoulArray）

穿透式多孔石墨碳电极有多个串联在一起，作液相色谱电化学检测器的工作电极使用，定量基础是库仑定律。UV-VisSpectrophotometry

日立F-4500荧光分光光度计(FluorescenceSpectrophotometry)InfraredAbsorptionSpectrumHighPerformanceLiquidChromatographyGasChromatographyCapillaryElectrophoresis各种大型仪器联用等离子体光谱BAIRDICP2070液-质联用/LC-MS等离子体光谱-质谱联用/ICP-MSCCD光纤光谱仪/CCDDetectorGC-MS日本岛津公司的原子吸收（AtomicAbsorptionSpectrometry）Multi-SystemforAnalyticalApplication

正如1991年InternationalUnionofPureandAppliedChemistry(IUPAC)国际分析科学会议主席E.NIKI教授所说，21世纪是光明还是黑暗,取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域的进步,而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。现代仪器分析的发展趋势及特点：从方法和技术的层面上，仪器分析方法发展的趋势有：微流控芯片化、在线化、实时化、原位化、仿生化、智能化、信息化、高灵敏化、高选择性化、高通量化、无损化、单原子化和单分子化等。此外还有各种联用技术和各种批量操作技术，如分析和分离联用，分析、分离和合成联用，组合化学等。从研究对象层面上有：1）生命分析化学；2）材料分析化学；3）环境分析化学；4）矿产资源分析化学；5）流程工业中的在线分析和自动调控；6）毒品和安全分析化学；7）宇宙和星际分析化学等。摘自徐光宪《从外行人眼里远看“21世纪的分析化学”》

仪器分析的一些未来发展途径自动化和机器人仪器网络真正