仪器分析绪论

仪器分析

绪论一、

概述

generalization二、仪器分析的发展和作用

roleanddevelopmentofinstrumentanalysis三、仪器分析发展历程developingprocessofinstrumentanalysis四、仪器分析分类classificationofinstrumentanalysis五、仪器分析应用领域applicationrangeofinstrumentanalysisIntroductionofinstrumentanalysis2023/9/23一、概述

generalization

分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一；分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学；

分析化学是化学中的信息科学；

分析化学的发展促进了分析科学的建立;分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解释世界的过程；20世纪40年代前：分析化学=化学分析；越来越多的问题化学分析不能解决：快速、实时检测方法？痕量分析方法？结构确定？2023/9/23二、仪器分析发展和作用

roleanddevelopmentofinstrumentanalysis

20世纪40年代后：仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位；原因：（1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展；（2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫切需要）；分析化学=化学分析+仪器分析；

仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息2023/9/23分析化学（仪器分析）三要素理论对象（问题）技术生产科学技术2023/9/23致癌DIOXINs剧毒致畸形人体暴露到二恶英中的允许值为:

0.000000000001g/kgday（110-12g/kgday）2023/9/23多氯二苯并呋喃（PCDF）

此外，尚有类似物等，据统计共有210种毒物，所谓二恶英是指这210种毒物。但是目前限于条件，只检测其中17种毒性最高的二恶英类化合物。目前利用色谱-质谱联用技术检测二恶英。二苯并对二恶英（DD）2023/9/23分析化学六面体2023/9/23与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者1901 Rontgenetal 首次发现X射线存在1907 Michelsonetal 首次制造精密光谱仪器1922 Astonetal 发明质谱测定同位素1923 Pregletal 发明有机物微量分析1930 Ramanetal 发现拉曼效应1944 Rabietal 用共振方法记录原子核磁性1948 Tiseliusetal 用电泳法发现血浆蛋白性质1952 Blochetal 发展核磁共振精细测量法1952 Martinetal 发明分配色谱1959 Heyrovskyetal 发明极谱法1981 Siegbahnetal 发明高分辨电子光谱法1981 Bloembergenetal 发展激光光谱学1991 Ernstetal 对高分辨核磁共振方法发展2023/9/23三、仪器分析的发展过程

developingprocessofinstrumentanalysis

分析化学的三个发展阶段，三次变革。阶段一：

16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础。分析化学由一门操作技术变成一门科学；

分析化学的第一次变革；

20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；2023/9/23阶段二：

20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展；化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低；

为什么出现在这一时期？一系列重大科学发现，为仪器分析的建立和发展奠定基础。

（1）BlochF和PurcellEM；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年；（2）MartinAJP和SyngeRLM；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖1952年；（3）HeyrovskyJ，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。2023/9/23阶段三：

八十年代初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。（1）计算机控制的分析数据采集与处理：实现分析过程的连续、快速、实时、智能；促进化学计量学的建立。（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的化学信息。

化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。（3）以计算机为基础的新仪器的出现：傅里叶变换红外；色-质联用仪。

2023/9/23四、仪器分析方法的分类classificationofinstrumentanalyticalmethod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2023/9/23电化学分析方法的分类classificationofelectrochemicalanalysis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2023/9/23光分析方法的分类classificationofelectrochemicalanalysis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2023/9/23色谱分析方法的分类classificationofchromatographicanalysis色谱分析法气相色谱法平面色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法2023/9/23其他分析方法的分类classificationofelectrochemicalanalysis其他分析法质谱分析法联用技术热分析法2023/9/23五、仪器分析应用领域

applicationfieldsofinstrumentanalysis

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。2023/9/23仪器分析的发展方向：微型高效自动智能2023/9/23分析仪器的主要应用领域正向着生物医学领域转移

分析仪器在保障人类健康生活、监控病人病情、预防灾害发生等方面也都起着重大的作用。

没有新型DNA分析仪的进一步发展，人类也很难在防病、治病特别是在防治癌症和各种遗传病方面对现有基因图谱加以利用。2023/9/23

分析仪器是人们感觉器官的延伸

它所测量或所获取的主要是物质的质和量的信息。以一切可能的（化学的、物理的、生物医学的、数学的等等）方法和技术，利用一切可以利用的物质属性，对一切需要加以表征、鉴别或测定的物质组分（包括无机和有机组分）及其形态、状态（以及能态）、结构、分布（时、空）等进行表征、鉴别和测定，以求对样品所代表的问题有一个基本的了解。这是当今分析科学也是分析仪器发展所面临的任务。

2023/9/23仪器分析的进展

1.由分析对象来看

有机物分析无机物分析生物活性物质2.由分析对象的数量级来看3.由分析自动化程度来看常量微量痕量分子水平手工操作仪器自动全自动智能化仪器2023/9/23仪器分析的特点1.灵敏度高，检出限低。2.选择性好。3.操作简便,分析速度快,易于实现自动化。4.相对误差一般较大。5.价格一般来说比较昂贵。2023/9/23课程主要内容maincontentof

thecourse

仪器分析方法，包括方法原理、仪器结构、操作条件选择、应用；四大类：光分析法、电分析法、色谱分析法、其他分析法；无机物分析；有机物分析；化合物结构分析；特点：内容繁多、各成体系；每类方法有其特点、内在规律、应用范围；2023/9/23课程性质与目标

propertyandgoalofthecourse1.课程性质

仪器分析：化学+物理学+电子技术+计算机(综合性学科)

基础课：化学专业；药学专业；生物化学；环境化学等专业的基础课；2.课程目标

培养两类人才：分析仪器的熟练应用者——解决问题；创新型人才——发现问题，开拓新领域；例：分析仪器在C60的发现中的作用；(1)掌握常用仪器分析方法原理、应用，熟悉仪器结构；(2)使学习者具备选择适宜的分析方法的能力；

(3)学习创新思维方式。2023/9/23课程的学习方法

learningmethodofthecourse1.抓住主线特点——原理——用途；重点在原理2.归纳共性与个性色谱法：共性：复杂混合物分离分析个性：流动相-原理-对象3.处理好整体与局部分析仪器——结构流程——关键部件4.勤书山无路勤为径！

2023/9/23参考书仪器分析（武汉大学）仪器分析教程北京大学化学系分析化学（仪器分析部分）林树昌等（