硕士生物仪器分析

硕士生物仪器分析第1页/共43页什么是仪器分析(InstrumentalAnalysis)？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。第2页/共43页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第3页/共43页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.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。第4页/共43页仪器分析的特点（与化学分析比较）1.灵敏度高，检出限量低；发射光谱分析法：10-8～10-12g；原子吸收光谱法：10-4～10-15g；吸光光度法：10-5～10-8g；离子选择性电极法：10-6～10-8mol/L；库仑分析法：10-9g；极谱法：10-8～10-12mol/L；气相色谱法：10-9g。2.选择性好，适于复杂组分试样的分析；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。第5页/共43页ChemicalMethodsofAnalysisWetchemistry

QuantitativeanalysisQualitativeanalysisTitrationPhasechangepHAnalyteconcentrationPhysicalpropertiesColorchanges第6页/共43页Sundial,watchThermometer,thermocoupleBarometer,pressuretransducerSpectrometer,spectrophotometerChromatographElectrochemicaltechniquesBalanceKineticsMassSpectrometryTimeTemperaturePressureLightinteractionsChemicalseparationsElectricalpropertiesMassRateofReactionMass/ChargeInstrumentalMethodsofAnalysisClassicalInstrumentsProperty第7页/共43页InstrumentalMethodsFourCategoriesSpectroscopyLight/sampleinteractionSeparationsPurificationandqualitativeElectrochemicalMethodsInteractionofcharges/ionsMiscellaneousTechniques第8页/共43页SpectroscopyAbsorbanceReflectionEmissionSpinRamanScatteringFluorescencePhosphorescenceHarmonictechniquesSurfaceanalysis第9页/共43页SeparationsChromatographychemicalinteractionseparationCrystallizationliquid/solidphasechangeDistillationliquid/vaporphasechangeElectrophoresischargedifferencewithphysicalseparation第10页/共43页ElectrochemicalMethodsInteractionofchargesandionspH(离子选择电极)Voltammetry(伏安测量法)Coulometry(库仑分析法)Amperometry(电流分析法)PotentiometricStripping(电位溶出法)Othertechniques第11页/共43页MiscellaneousTechniquesThermalDigitalScanningCalorimetry(DSC)ThermalGravametricAnalysis(TGA)KineticRateDeterminationDiffusionReactionorderMassSpectrometry(MS)Mass/charge第12页/共43页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第13页/共43页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…第14页/共43页色谱分析法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第15页/共43页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第16页/共43页质谱分析法热分析法分析仪器联用技术核磁PCR技术……第17页/共43页SampleStimulus/EnergyResponse/Readout第18页/共43页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(Accuracy)

误差(error)灵敏度(Sensitivity)

检出线(LimitsofDetection)浓度范围(‎ConcentrationRange)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）第19页/共43页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；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；第20页/共43页江河、湖泊污染

不法污染排放海洋污染与赤潮第21页/共43页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。第22页/共43页苏丹红I（SudanI）：1-苯基偶氮-2-萘酚，苏丹红II（SudanII）：1-[(2,4-二甲基苯)偶氮]-2-萘酚；苏丹红III（SudanIII）：1-{[4-(苯基偶氮)苯基]偶氮}-2-萘酚)；苏丹红IV（SudanIV）：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/千克第23页/共43页孔雀石绿事件甲胺磷中毒事件第24页/共43页兴奋剂检测(DopingControl)第25页/共43页

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（0.4ng/mL）农药成分及农残的检测第26页/共43页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第27页/共43页蛋白质结构分析第28页/共43页instrumentmachinevs.第29页/共43页ThermoGCinstrumentHP5890AGCSystem(ECD&FID)第30页/共43页HPHPLCinstrument第31页/共43页ThermoLC-ESI-MS第32页/共43页CE,BeckmanMDQwithDAD/LIFDetector

第33页/共43页UV-visinstrument,Cary100Bio第34页/共43页FluorenscenceSpectroscopyinstrument第35页/共43页‎X-rayfluorescenceanalyzer

第36页/共43页Four-circlediffractometer第37页/共43页电子自旋共振（顺磁）波谱仪ElectronSpinRes