《仪器分析》实验教学大纲

第页《仪器分析》实验教学大纲适用专业理论学时实践课学时总学时学分中药学、制剂、中药资源4536814.5先修课程《无机化学》《化学分析》《有机化学》《物理化学》课程英文名称InstrumentsAnalysis一、实验课程的地位和作用《仪器分析》是一门以中医药理论为指导，运用现代分析理论和方法研究中药制剂质量的综合应用性学科，是中药专业的主干课程之一。它是顺应中药质量控制的提高和中药走向世界而开设的，具有实践性强、应用性广的学科特点。而实验课教学不仅可以验证和补充理论，更是培养实践能力的重要手段，故在仪器分析教学中更应重视实验课教学的效果，训练学生的专业思维，注重其动手能力和创新思维能力的培养，促进学生自主学习和独立思考的能力，培养学生的团队精神和相互协调的能力，提高了学生分析问题和解决问题的能力等的综合素质，使其更好的为社会服务。二、实验课程的目的和任务通过实验，加深对仪器分析基本理论、基本知识的理解，正确、熟练地掌握仪器分析常用的方法、仪器使用及规范化的操作技能。三、实验教学内容与要求仪器分析是化学分析、有机化学、物理化学等学科相结合的一门具有很强实践性和综合性的应用科学，是将后学习掌握中药制剂分析、药物分析等科学的基础。本课程实践教学既注重基本技能训练、又加强创新能力的培养。在实践教学内容的安排上，既有验证性实验，让学生掌握药物分析的一般方法与技术特点；又有综合性试验，使学生将理论知识和具体的药物分析测定技术融会贯通，掌握解决实际药物分析技术问题的能力，培养学生的研究创新能力，使学生的理论和实验技能得到不断的进步。主要包含以下实验：实验序列号实验名称学时1实验一可见分光光度计的性能检测32实验二水中微量铁的含量测定33实验三紫外吸收曲线及吸收系数的测定34实验四橙皮苷的紫外含量测定35实验五吸附色谱法操作技术36实验六柱色谱法净化黄连生物碱37实验七奎宁、辛可宁的薄色谱鉴别38实验八黄连的薄层色谱鉴别39实验九气相色谱法的定性分析310实验十气相色谱法的定量分析311实验十一高效液相色谱仪使用及定性312实验十二HPLC测定陈皮中橙皮苷的含量3具体实验内容如下：实验一可见分光光度计的性能检测【实验内容】1．比色皿透光率的检查2．比色皿配对相同规格的比色皿之间差异，会影响测定结果准确性，因此需选择配对的使用。3．稳定性仪器的稳定性是检查方面之一，要求连续多次测定结果的RSD≤2%，则符合要求。4．吸光度准确度由于温度变化对机械部分的影响，仪器的工作波长会略有变动，从而影响吸光度的准确度。可以通过检查标准物质吸光度检定吸光度准确度。【教学基本要求】1．掌握可见分光光度计一般性能检查及操作方法。2．掌握比色皿配对和校正值测定的方法。3．熟悉可见分光光度计的组成。【实验方式】教师演示、教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基本技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．仪器722型可见分光光度计；比色皿（1cm）；2．试剂K2Cr2O7（基准，已于120℃干燥至恒重）；浓硫酸（AR）；3．2×10-4mol/LK2Cr2O7溶液取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾约60mg，精密称定，置1000ml量瓶中，用0.005mol/L硫酸溶液溶解并稀释至刻度，摇匀，即得。4．0.005mol/L硫酸溶液取0.3ml浓硫酸，慢慢加到盛有1000ml蒸馏水的烧杯中，混匀，即得。【与理论课程的关系】本实验是在学习第二章紫外-可见分光光度法的础知识教学基础上的实验教学。实验二水中微量铁的含量测定【实验内容】1．利用邻二氮菲与Fe2+建立显色反应，在pH值为2～9的溶液中，亚铁离子与邻二氮菲生成稳定的红色配合物，分光光度法测定水中微量铁含量。2．利用标准曲线法进行定量测定。【教学基本要求】1．了解邻二氮菲测定Fe2+的原理和方法。2．熟悉分光光度计使用方法。3．掌握用标准曲线法进行定量测定的原理及方法。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．722型可见分光光度计；比色皿（1cm）；2．分析天平；容量瓶；移液管；吸量管；量杯；烧杯；3．NH4Fe（SO4）2·12H2O（AR）；4．0.15%邻二氮菲水溶液（现用新配）；5．10%盐酸羟胺水溶液(现用新配)；6．100mg/L标准铁溶液：取NH4Fe（SO4）2·12H2O（AR）约0.86g，精密称定，置250mL烧杯中，加入6mol/LHCl溶液20mL和少量蒸馏水，溶解并全部转移至1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀；7．1mo1/LNaAc溶液；6mo1/LHCl溶液；1mo1/LNaOH溶液8．试样：自来水、井水或河水。【与理论课程的关系】本实验是在学习第二章紫外-可见分光光度法的础知识教学基础上的实验教学。实验三紫外吸收曲线及吸收系数的测定【实验内容】（一）溶液制备1．橙皮苷对照品溶液取橙皮苷对照品约10mg，精密称定，置100ml量瓶中，加乙醇至刻度，摇匀，作为对照品溶液（母液）。2．标准溶液分别精密量取1ml、2ml、3ml、4ml、5ml橙皮苷对照品溶液，置10ml量瓶中，用乙醇定容，摇匀备用。（二）测定1．开机、预热，按照仪器使用方法进行操作，设置测定参数。2．绘制吸收曲线选择仪器“扫描测量”功能。以乙醇为空白作为参比溶液，以标准溶液浓度最大者为测量溶液，在210~350nm范围内进行光谱扫描，得到吸收光谱图，找到最大吸收波长（λmax）。【教学基本要求】1．掌握紫外-可见分光光度计的使用。2．掌握吸收曲线的绘制方法；学会从吸收曲线上找到最大吸收波长λmax。3．掌握吸收系数的测定方法。【实验方式】教师指导完成、分组合作完成【实验项目类型】基础技能与综合技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．紫外-可见分光光度计；石英比色皿（1cm）；2．量瓶10ml；移液管；小烧杯；洗耳球；3．试剂橙皮苷对照品；乙醇（AR）；【与理论课程的关系】本实验是在学习第二章紫外-可见分光光度法的础知识教学基础上的实验教学。实验四橙皮苷的紫外含量测定【实验内容】1．橙皮苷对照品溶液取橙皮苷对照品约10mg，精密称定，置100ml量瓶中，加乙醇至刻度，摇匀，作为对照品溶液（母液）。2．标准溶液分别精密量取1ml、2ml、3ml、4ml、5ml橙皮苷对照品溶液，置10ml量瓶中，用乙醇定容，摇匀备用。3．供试品溶液取陈皮约0.3g，精密称定，置100ml磨口三角瓶中，精密加入乙醇50ml，加塞称重，超声提取15分钟后，放置室温，再称重，并用乙醇补足减失的重量，摇匀，滤过，精密量取续滤液1ml，置100ml量瓶中，稀释至刻度，摇匀，即得。4．工作曲线测绘选择仪器“定量测量”功能。以乙醇为空白作为参比溶液，在λmax处，依次测定各标准溶液的吸光度A。以浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标，得到回归方程。5．样品含量以乙醇作为参比溶液，在λmax处，测定供试品溶液吸光度A，由回归方程得供试品溶液浓度。依据称样量及稀释倍数计算样品含量。【教学基本要求】1．掌握紫外-可见分光光度计的使用。2．学会从吸收曲线上找到最大吸收波长λmax。3．掌握标准曲线法测定中药有效成分的方法。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能与综合技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．紫外-可见分光光度计；石英比色皿（1cm）；2．量瓶10ml；移液管；小烧杯；洗耳球；3．试剂橙皮苷对照品；乙醇（AR）；4．样品陈皮药材。【与理论课程的关系】本实验是在学习第二章紫外-可见分光光度法的础知识教学基础上的实验教学。实验五吸附色谱法操作技术【实验内容】1．硅胶粘合薄层板制备称取硅胶（薄层层析用）7g，于小碾钵中，加0.5%羧甲基纤维素钠约20ml，碾匀，铺于10×20cm玻璃板上，使形成均匀薄层。室温晾干，置烘箱中于105～110℃活化0.5h，置干燥器中贮存备用。【教学基本要求】1．掌握粘合薄层板的制作方法。2．学会薄层色谱的基本操作方法。3．了解硅胶G薄层板活度的测定方法。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．仪器恒温干燥箱；双槽层析缸；点样毛细管；电吹风；玻璃板（5×15cm）；碾钵；2．试剂硅胶G（薄层层析用）；3．蒸馏水。【与理论课程的关系】本实验是在学习第五章经典液相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验六柱色谱法净化黄连生物碱【实验内容】1．色谱柱的制备：于干燥的色谱管底垫一层精制棉，垂直夹在滴定台上，把氧化铝仔细装入色铺管中至高达6cm处，用一根带橡皮套的玻璃棒轻轻地均匀地敲打至氧化铝的高度约5cm处，并使氧化铝表面水平平整。2．供试品溶液的制备：取黄连0.5g，研成细粉，精密称取0.3g，置60ml索氏提取器中加95%乙醇连续回流提取生物碱至无色。将提取液浓缩至20ml，定量转移至25ml容量瓶中，用95%乙醇稀释至刻度，作为样品供试液。3．黄连生物碱的净化：精密吸取样品液1ml通过Al2O3柱,用95%乙醇至洗脱完全，收集洗脱液于10ml量瓶中，连续加95%乙醇至刻度。【教学基本要求】1．掌握吸附薄层柱色谱制备、洗脱、分离净化的一般操作步骤。2．熟悉柱色谱法在中药分析中的应用。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．色谱柱：高13cm,内径1.5cm；2.带橡皮套的玻璃棒1根；10ml量筒、精制棉；3．60ml索氏提取器一套。4．中性Al2O3(150~200目)。5．黄连药材，95%乙醇，AR。【与理论课程的关系】本实验是在学习第五章经典液相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验七奎宁、辛可宁的薄色谱鉴别【实验内容】【教学基本要求】1．掌握薄层色谱原理和操作步骤。2．熟悉混合物的层析分离与定性鉴别的方法3．了解薄层色谱在药物分析中的应用。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．千分之一天平2．定性毛细管3．层析缸4．喷雾瓶5．吹风机6．活化后的硅胶G薄层板,5X15cm或5X10cm。7．改良碘化铋钾试液；8．奎宁、辛可宁标准品；9．奎宁、辛可宁混合样品，试剂均为AR级。【与理论课程的关系】本实验是在学习第五章经典液相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验八黄连的薄层色谱鉴别【实验内容】1．对照品溶液的制备：精密称取盐酸小檗碱对照品,加无水乙醇制成每1ml含0.5mg的溶液,即得。2．对照药材溶液的制备：取黄连对照药材60mg，研细，加乙醇5ml，置水浴中加热回流15分钟，滤过，滤液补加乙醇使成5ml，作为对照药材溶液。3．供试品溶液的制备：取黄连0.5g，研成细粉，精密称取0.3g，置60ml索氏提取器中加95%EtOH连续回流提取生物碱至无色。将提取液浓缩至20ml，定量转移至25ml容量瓶中，用95%EtOH稀释至刻度，作为样品供试液。4．点样：用毛细管吸取以上3种溶液各2ul（约1.5cm）,分别点于同一硅胶薄层板上，点样基线距底边1.5～2cm，样品直径一般不大于2mm。5．展开：以乙酸乙酯:氯仿:甲醇:氨水:二乙胺（8:2:2:1:0.5）为展开剂，将展开剂倒入层析缸内，将点好样的薄层板放入展开剂中，饱和15分钟后，浸入展开剂的深度为距原点5mm为宜，密封，展开，待展开至规定距离（8～12cm），取出，吹干。6．检识：将吹干后的薄层板在紫外灯下（365nm）检识，供试品色谱中,在与对照品斑点相应的位置上，显相同颜色的黄色荧光斑点；并且，黄连药材应与黄连对照药材显相同颜色的四个荧光斑点。表明黄连鉴别合格。【教学基本要求】1．掌握薄层色谱原理和操作步骤。2．通过对中药黄连的薄层定性鉴别，了解薄层色谱在中药分析中的应用。3．掌握荧光薄层色谱的原理及应用。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．千分之一天平2．恒温水浴3．层析缸4．三用紫外分析仪5．定性毛细管6．吹风机7．活化后的硅胶G薄层板,5X15cm或5X10cm。8．盐酸小檗碱对照品、黄连对照药材，试剂均为AR级。9．样品：黄连药材。【与理论课程的关系】本实验是在学习第五章经典液相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验九气相色谱法的定性分析【实验内容】1．色谱条件：（1）色谱柱：弱极性柱OV-130m×0.53mmID×1.0µm100%聚二甲基聚硅氧烷；（2）检测器：FID检测器；（3）柱温：初始70°C，保持2min，以9°C/min升至180°C，保持1min；（4）后进样口载气温度：230°C，不分流；（5）前检测器温度：300°C；（6）理论塔板数n：按龙脑峰计算不低于10万；分离度：R>1.5；对称因子T：0.95～1.05。2．实验用溶液的配制：（1）内标溶液配制：精密称取水杨酸甲酯125mg，置25ml量瓶中，加乙酸乙酯至刻度，摇匀，作为内标溶液（C水=5µg/µl）。（2）对照溶液配制：精密称取龙脑对照品20mg，置10ml量瓶中，加内标溶液至刻度，摇匀，作为龙脑对照溶液（C龙=2µg/µl）。（3）样品溶液配制：精密称取合成冰片50mg，置10ml量瓶中，加内标溶液使冰片溶解并稀释至刻度，摇匀，作为样品溶液（C冰=5µg/µl）。3．测定：分别吸取上述各样品0.6µl，注入气相色谱仪，进行测定。【教学基本要求】1．熟悉气相色谱仪的使用方法及注意事项。2．掌握气相色谱法定性分析方法和原理。3．熟悉气相色谱仪各种操作条件的选择应用。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．安捷伦-6820气相色谱仪（FID检测器）、微量进样器（1µl）；2．乙酸乙酯（AR）；3．水杨酸甲酯（内标，色谱纯）；4．龙脑对照品；5．合成冰片（市售品）。【与理论课程的关系】本实验是在学习第六章气相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验十气相色谱法的定量分析【实验内容】1．色谱条件：（1）色谱柱：弱极性柱OV-130m×0.53mmID×1.0µm100%聚二甲基聚硅氧烷；（2）检测器：FID检测器；（3）柱温：初始70°C，保持2min，以9°C/min升至180°C，保持1min；（4）后进样口载气温度：230°C，不分流；（5）前检测器温度：300°C；（6）载气：N2，柱前压：100KPa左右；（7）H2：50KPa；空气：50KPa；（8）理论塔板数n：按龙脑峰计算不低于10万；分离度：R>1.5；对称因子T：0.95～1.05。【教学基本要求】1．掌握气相色谱法测定中药制剂中成分含量的方法和原理。2．熟悉气相色谱仪进行含量测定的操作过程。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．安捷伦-6820气相色谱仪（FID检测器）、微量进样器（1µl）；2．乙酸乙酯（AR）；3．水杨酸甲酯（内标，色谱纯）；4．龙脑对照品；5．合成冰片（市售品）。【与理论课程的关系】本实验是在学习第六章气相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验十一高效液相色谱仪使用及定性【实验内容】1．色谱条件：（1）色谱柱：HypersilODS2,250mm×4.6mm,5µm；（2）泵：Waters515pump；（3）流动相：甲醇-水(43:57)；（4）柱温：室温或柱温25°C；（5）流速：1ml/min；（6）检测器：Waters2487DuallAbsorbanceDetector；（7）检测波长：270nm；（8）进样量：5µl；2．实验用溶液的配制：（1）橙皮苷对照品溶液的制备（2）供试品溶液的制备3．进样，测定。记录各样品峰的保留时间。【教学基本要求】1．熟悉高效液相色谱仪的使用及注意事项。2．熟悉实验条件的选择和测定。3．掌握高效液相色谱法定性方法。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．Waters515型高效液相色谱仪，2487紫外检测器；2．超声提取器；3．溶剂过滤器；0.45µm微孔滤膜；4．微量注射器；（5µl）；容量瓶；吸量管；5．橙皮苷对照品；6．甲醇：色谱纯；水：纯净水；7．陈皮药材。【与理论课程的关系】本实验是在学习第七章高效液相色谱法的础知识教学基础上的实验教学。实验十二HPLC测定陈皮中橙皮苷的含量【实验内容】1．色谱条件：（1）色谱柱：HypersilODS2,250mm×4.6mm,5µm；（2）泵：Waters515pump；（3）流动相：甲醇-水(43:57)；（4）柱温：室温或柱温25°C；（5）流速：1ml/min；（6）检测器：Waters2487DuallAbsorbanceDetector；（7）检测波长：270nm；（8）进样量：5µl；（9）理论塔板数：按橙皮苷计算不低于3000；2．实验用溶液的配制：（1）橙皮苷对照品溶液的制备：精密称取橙皮苷对照品适量，置100ml量瓶中，加95%乙醇至刻度，摇匀，制成0.016mg/ml的溶液，作为对照品溶液（C橙=0.016mg/ml）。（2）供试品溶液的制备：精密称取陈皮0.3g置100ml量瓶中，加入50mL95%乙醇，加塞称重，超声提取15分钟后，放置室温，再称重，并用甲醇补足减失的重量，摇匀。用0.45µm微孔滤膜过滤，取续滤液，作为供试品溶液。3．测定：分别吸取95%乙醇以及上述样品各5µl，注入高效液相色谱仪，进行测定，记录橙皮苷的峰面积。4．计算：外标一点法计算100g陈皮中含有多少克橙皮苷。【教学基本要求】1．掌握高效液相色谱法测定中药中橙皮苷含量的原理及操作方法。2．熟悉高效液相色谱仪的使用及注意事项。【实验方式】教师指导、分组合作完成【实验项目类型】基础技能实验【实验学时】3学时【主要仪器设备与耗材】1．Waters515型高效液相色谱仪，2487紫外检测器；2．超声提取器；3．溶剂过滤器；0.45µm微孔滤膜；4．微量注射器；（5µl）；容量瓶；吸量管；5．橙皮苷对照品；6．甲醇：色谱纯；水：纯净水；7．陈皮药材。