现代食品检测技术期末考试试卷及参考答案A

命题教师：期末考试试题（2008-2009学年第1学期）共3页第1页课程名称现代食品检测技术开课学院食品学院使用班级考试日期学生所在学院专业、班级学号姓名题号名得分阅卷教师一二三四总分核查人签一．填填空题（每空1分，共计30分）1.在酸性条件下，苯酚的最大吸收波长将发生变化。2.紫外吸收光谱的最重要应用是为我们提供识别未知有机化合物分子中可能具有的_____和估计共轭程度的信息，从而推断和鉴别该有机物的结构。3.在有机化合物的红外吸收光谱分析中，出现在4000～1350cm-1频率范围的吸收峰可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为______。4.原子吸收光谱法是基于气态原子对光的吸收符合_____，即吸光度与待测元素的含量成正比而进行分析检测的。5.免疫学检测技术是食品检验技术中的一个重要组成部分，特别是三大标记免疫技术即、、在食品检测中得到了广范应用。6.色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中______的差别。7.进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽______。8.选择固定液时，一般根据______原则。9.含氯农药的检测使用色谱检测器为最佳。10.HPLC中通用型检测器是_______。11.请按照能量递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波，_________________________。12.对于正相液相色谱法，是指流动相的极性______固定液的极性。13.如果样品的相对分子量在200到2000之间，一般可考虑使用____进行分离。14.相对保留值是指某组分2与某组分1的_______。15.对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄主要决定于组分在色谱柱中的___。16.红外光谱对有机化合物的定性分析具有鲜明的特征性，大致可分为_________定性和_________分析两个方面17.原子吸收分光光度计中光源的作用是辐射待测元素的____________________，以供试样原子蒸气中基态原子的吸收。18.电子鼻的两大核心部件是和19.生物芯片的制作方法包括:,,。20.超声波通过介质时大致表现为3种形式：、和。21.请写出两种常用的无损检测技术和二．简述题（共计40分）1．什么是分光光度中的吸收曲线？制作吸收曲线的目的是什么？（5分）2．为什么原子吸收光谱法只适用于定量分析而不用于定性分析？（5分）3．根据速率方程，请简述引起GC中峰扩张的因素及其解决方法。（5分）4．试比较程序升温与梯度洗脱的异同点。（5分）5.用作人工嗅觉气体传感器的材料必须具备两个基本条件，并举例。（5分）6.简述PCR的基本原理。（5分）7.从功能和应用角度来看，生物芯片的主要类型及其用途？（5分）8.简述食品检测中常用的力学特性？（5分）三．计算题简述题（共计30分）1．用15cm长的ODS柱分离两个组分，已知在实验条件下，柱效n＝2.84×104m-1，用苯磺酸溶液测得死时间t0＝1.31min，tr1＝4.10min，tr2＝4.38min。求：（10分）（1）K1、k2和α（2）若增加柱长至30cm，分离度能否达到1.5？2．用厚度为1.00cm的吸收池，应用紫外吸收光谱法在两个测定波长处测定含有两种吸收物质溶液的吸光度。混合物在580nm处吸光值为0.945，在395nm处的吸光值为0.297。摩尔吸光系数列于下表中。试计算混合物中每个组分的浓度。（10分）组分580nme/L.mol-1.cm-1395nm19874548245583743.请联系本课程所学的知识，利用一种现代食品检测技术检测西瓜的成熟度，并叙述出其详细原理、步骤和预期的结果？A卷答案：二、简答题：1．什么是分光光度中的吸收曲线？制作吸收曲线的目的是什么？让不同波长的光通过待测物，经待测物吸收后，测量其不同波长的光的吸收程度，以吸收度为纵轴，以波长为横轴作图即位吸收曲线。根据吸收曲线的峰强度，位置及数目可以研究分子结构。2．为什么原子吸收光谱法只适用于定量分析而不用于定性分析？原子吸收光谱法是基于物质产生的原子蒸气中待测元素的基态自由原子对特定谱线的吸收强度来进行元素定量分析的方法。当适当波长的光辐射通过基态原子蒸气时，如果与光辐射频率相应的光量子能量等于原子由基态跃迁到激发态所需的能量，则会引起原子对辐射的吸收，产生原子吸收光谱。各种元素的原子结构和能级具有特征性，因此各元素的原子吸收光谱是具有一系列特征波长的吸收谱线。其中原子由基态跃迁至第一激发态时产生的吸收线称为共振线。由基态跃迁至第一激发态的跃迁最容易发生，因此对于大多数元素来说，共振线是元素的最灵敏线。在原子吸收光谱法中，就是利用处于基态的待测原子蒸气对光源辐射的共振线的吸收来进行定量分析的。原子吸收光谱法是测定样品的基态原子对光源发出的特征谱线的吸收强度，主要用于元素的定量分析。3．根据速率方程，请简述引起GC中峰扩张的因素及其解决方法。1956年，荷兰化学工程师vanDeemter提出了色谱过程动力学速率理论：吸收了塔板理论中的板高H概念，考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而给出了vanDeemter方程：u为流动相线速度；A，B，C为常数，其中A—分别表示涡流扩散系数；B—分子扩散系数；C—传质阻力系数(包括液相和固相传质阻力系数)。该式从动力学角度很好地解释了影响板高(柱效)的各种因素！任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H，从而提高柱效。1)涡流扩散项(A)在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份在迁移过程中随流动相不断改变方向，形成紊乱的“涡流”：从图中可见，因填充物颗粒大小及填充的不均匀性——同一组分运行路线长短不同——流出时间不同——峰形展宽。展宽程度以A表示：A=2λdp其中dp—填充物平均直径；λ—填充不规则因子。可见，使用细粒的固定相并填充均匀可减小A，提高柱效。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即A=0。2)分子扩散项(B/u)纵向分子扩散是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时，它呈“塞子”状分布。随着流动相的推进，“塞子”因浓度梯度而向前后自发地扩散，使谱峰展宽。其大小为B=2γDγ—称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由分子扩散的阻碍情况；D—组分在流动相中的扩散系数。组份为气体或液体时，分别以Dg或Dm表示；3)传质阻力项(Cu)因传质阻力的存在，使分配不能“瞬间”达至平衡，因此产生峰形展宽。4)流速u当u一定时，仅在A、B、C较小时，H较小，柱效较高；反之则柱效较低，色谱峰将展宽。以u对H作图，可得H-u曲线，从该曲线得到：涡流扩散项A与流速u无关；低流速区(u小)，B/u大，分子扩散项占主导，此时选择分子量大的气体如N2和Ar为载气，可减小扩散，提高柱效；高流速区(u大)，Cu大，传质阻力项占主导，此时选择分子量小的气体如H2和He为载气，可增加扩散系数，提高柱效；曲线的最低点对应最佳线速uopt(板高Hmin()。)下的最小(1)被分离组分分子在色谱柱内运行的多路径、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因；(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效；(3)速率理论为色谱分离和操作条件的选择提供了理论指导，阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响；(4)各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。4．试比较程序升温与梯度洗脱的异同点。都是为了更好地分离流动相中不同性质的物质。但程序升温是由于流动相中不同组分的沸点不同，通过程序式地升高温度使不同组分得以分离的方法。而梯度洗脱是由于流动相中各组分之极性不同，故通过有一定梯度的改变固定相极性从而使不同组分更好分离的方法。5.用作人工嗅觉气体传感器的材料必须具备两个基本条件，并举例。（5分）用作人工嗅觉气体传感器的材料必须具备两个基本条件：1．对多种气味均有响应，即通用性强，要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上作出鉴别。2．与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速、可逆的，不产生任何“记忆效应”，即有良好的还原性。根据材料类型的不同，现有的传感器（指气体传感器，下同）可分为金属氧化物型半导体传感器、有机导电聚合物传感器、质量传感器（包括石英晶体谐振传感器和声表面波传感器）、金属氧化物半导体场效应管传感器、红外线光电传感器和金属栅MOS气体传感器等。6.简述PCR的基本原理。（5分）PCR的原理并不复杂，实际上它是在体外试管中模拟生物细胞DNA复制的过程。PCR反应极其迅速，可在短短几小时内将极少量的基因组DNA或RNA样品中的特定基因片段扩增上百万倍。PCR的特异性是由两个人工合成的引物序列决定的。所谓引物就是与待扩增的DNA片段两翼互补的寡核苷酸，其本质是ssDNA片段。在微量离心管中，除加入与待扩增的DNA片段两条链两端已知序列分别互补的两个引物外，还需加入适量的缓冲液、微量的DNA模板、四种脱氧核糖核苷酸（dNTP）溶液、耐热TaqDNA聚合酶、Mg2+等。反应时首先将上述溶液加热，使模板DNA在高温下变性，双链解开为单链状态，称为变性；然后降低溶液温度，使合成引物在低温下与其靶序列特异配对（复性），形成部分双链，称为退火；此时，两引物的3′相对，5′相背，在合适的条件下，以dNTP为原料，由耐热DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）催化引导引物沿5ˊ→3ˊ方向延伸，形成新的DNA片段，该片段又可作下一轮反应的模板，此即引物的延伸。如此重复改变温度，由高温变性、低温复性和适温延伸组成一个周期，反复循环，使目的基因得以迅速扩增。因此PCR是一个在引物介导下反复进行热变性一退火一引物延伸三个步骤而扩增DNA的循环过程。7.从功能和应用角度来看，生物芯片的主要类型及其用途？（5分）一、DNA芯片(DNAChip)又称基因芯片(Genechip)，它是在基因探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因的芯片。DNA芯片技术的应用：DNA序列测定；基因点突变检测和多态性的分析；基因表达分析和新基因发现；基因诊断与基因药物、食品安全检测的开发；蛋白组学方面的应用二、蛋白质芯片（ProteinChip，PC）又称蛋白质微阵列(Proteinmicroarray)，它利用的不是碱基配对而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测芯片。蛋白质芯片技术的应用：蛋白质研究；临床应用；新药研制三、芯片实验室(labonachip,LOAC)是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的超微型实验室，因此也可以称为微完全分析系统。芯片实验室技术的应用：毛细管电泳分离；微型反应仓；分类设备；分析复杂的不同样品。8.简述食品检测中常用的力学特性？（5分）食品与农产品种类繁多，组成复杂，对于不同状态的食品与农产品进行品质检测时，常用的力学特性主要有下面的内容。（1）固体物料的力学特性主要包含质量（重量）、密度、应力-应变规律、冲击、振动、屈服强度、硬度、蠕变、松弛、流变模型等；（2）散粒体的力学特性包含摩擦、黏附、变形、流动、离析等；（3）液体物料的力学特性主要包含流体力学特性、流变特性、黏性、粘弹性等；三、计算机解析题：1．用15cm长的ODS柱分离两个组分，已知在实验条件下，柱效n＝2.84×104m-1，用苯磺酸溶液测得死时间t0＝1.31min，tr（1）＝4.10min，tr（2）＝4.38min。求：（10分）（1）K1、k2和α（2）若增加柱长至30cm，分离度能否达到1.5？(1)K1＝2.13k2＝2.34α＝1.1(2)R＝1.472．用厚度为1.00cm的吸收池，应用紫外吸收光谱法在两个测定波长处测定含有两种吸收物质溶液的吸光度。混合物在580nm处吸光值为0.945，在395nm处的吸光值为0.297。摩尔吸光系数列于下表中。试计算混合物中每个组分的浓度。组分580nm120.945＝9874*1*Ca+455*1*C10.297＝548*1*Ca+8374*1*C2C1＝9.436*10-5mol/LC2=2.929*10-5mol/L3.请联系课程所学的知识，利用一种现代食品检测技术检测西瓜的成熟度，并叙述出其详细原理、步骤9874455e/L.mol.cm395nm5488374和预期的结果？可以采