江苏食晶些蠱工覆系鲁佩笔记仪器分η 第一章绪论( Introduction) 1分析化学的发展和仪器分析的产生 分析化学的地位 无机化学 生物化学 分析化学 物理化学 有机化学 化学的其它领域 2仪器分析的历史发展概况 2.1分析化学的发展和仪器分析的产生 (1)什么是仪器分析? 般的说,仪器分析是指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物理化学性质 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 (2)定义 仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,测定时,常常需要使用比 较复杂的仪器.它是分析化学的发展方向.仪器分析是化学类专业必修的基础课程之 分析化学(分析学)是一门自然科学.它致力于建立和应用各种方法、仪器和战略以获得有关物质在 定时间或空间内的组成、结构和能态的信息 这是一个高度概括的定义.它包括了任务、手段、目标和适用面:但不涉及分析化学的具体内涵 物质的很多物理和物理化学性质与它们的化学组成、含量和结构之间也有着内在的联系,测定这些物 理和物理化学性质,也可获得所需要的定性和定量分析信息.这类方法称之谓物理和物理化学分析法 1.与化学分析的关系:相互和配合补充,化学分析以常量分析为主,仪器分析以微量分析为主 2不是一门独立的学科:需要其它学科的发展和支持 3化学及生物研究的重要工具:许多学科的发展离不开仪器分析 仪器分析的产生 是科学技术发展的需要、必然,也是科学技术发展的结晶 不少学科的发展对分析化学提出了更高的要求,如微量或痕量分析,无损分析,形态分析等 仪器分析的历史发展概况 仪器分析的三次巨大变革 第一次巨大变革 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 第二次巨大变革 第二次世界大战前后的科学技术 物理学和电子技术的发展为仪器分析奠定了基础 第三次变革
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 1 第一章 绪 论(Introduction) 1.分析化学的发展和仪器分析的产生 分析化学的地位 无机化学 生物化学 分析化学 物理化学 有机化学 化学的其它领域 2.仪器分析的历史发展概况 2.1 分析化学的发展和仪器分析的产生 （1）什么是仪器分析？ 一般的说，仪器分析是指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物理化学性质 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． （2）定 义 仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比 较复杂的仪器．它是分析化学的发展方向．仪器分析是化学类专业必修的基础课程之一． 分析化学（分析学）是一门自然科学．它致力于建立和应用各种方法、仪器和战略以获得有关物质在 一定时间或空间内的组成、结构和能态的信息． 这是一个高度概括的定义．它包括了任务、手段、目标和适用面；但不涉及分析化学的具体内涵． 物质的很多物理和物理化学性质与它们的化学组成、含量和结构之间也有着内在的联系，测定这些物 理和物理化学性质，也可获得所需要的定性和定量分析信息．这类方法称之谓物理和物理化学分析法． 1.与化学分析的关系：相互和配合补充，化学分析以常量分析为主，仪器分析以微量分析为主． 2.不是一门独立的学科：需要其它学科的发展和支持 3.化学及生物研究的重要工具：许多学科的发展离不开仪器分析 仪器分析的产生 是科学技术发展的需要、必然，也是科学技术发展的结晶． 不少学科的发展对分析化学提出了更高的要求，如微量或痕量分析，无损分析，形态分析等． 仪器分析的历史发展概况 仪器分析的三次巨大变革 第一次巨大变革 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 第二次巨大变革 第二次世界大战前后的科学技术 物理学和电子技术的发展为仪器分析奠定了基础 第三次变革
江苏食晶些蠱工覆系鲁佩笔记仪器分η 计算机的发明:尤其微型计算的发展,给仪器分析带来全新的革命 仪器分析的特点 灵敏度高,检出限低 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.价格一般来说比教昂贵 3仪器分析的分类 1.光分析法:谱法和非光谱法 2.电分析化学方法:以电讯号作为计量关系的一类方法,主要有五大类:电导、电位、电解、库仑及伏安 3.色谱法:是一类分离分析方法,主要有气相色谱和液相色谱 4.其它仪器分析方法 ①质谱,②热分析,③放射分析 4前景展望 科学仪器的创新是知识创新和技术创新的重要内容.发展科学仪器应当视为国家战略.分析仪器是科 学仪器的重要组成部分.分析仪器工业是高技术信息产业.分析仪器的发展是现代科学、经济和社会发展 的重要基础和推动力之一.分析仪器的主要应用领域正向生物医学领域转移 分析仪器是人们感觉器官的延伸 分析仪器的微型化和智能化 分析仪器的大众化、个性化和日用品化,贵重仪器的网络化 建立和发展虚拟仪器概念:分析仪器的主要应用领域正向着生物医学领域转移 前景展望 简单地说: 1.生命科学研究对分析化学提出高的要求.活体分析,单细胞分析,基因分析,及药物的检测等. 2.环境监测及控制.自动化智能化微型化 基础课的要求 现代仪器分析法的种类十分繁杂,作为仪器分析基础课,只能选择其中最重要和最常用的方法作为本 课程内容 对待教学实验和基础课的关系 通过本课程的学习,要求学生掌握仪器分析方法的原理和仪器的简单结构:要求学生初步具有根据分 析的目的,结合学到的各种仪器分析方法的特点,应用范围,选择适宜的分析方法的能力 课后作业: 1.名词解释 1)仪器分析 (2)分析化学 简答题 (1)仪器分析的特点有那些?他与分析化学的关系? (2)仪器分析可以分为那些类别?
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 2 计算机的发明：尤其微型计算的发展，给仪器分析带来 全新的革命． 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. 价格一般来说比教昂贵． 3.仪器分析的分类 1.光分析法：谱法和非光谱法 2. 电分析化学方法：以电讯号作为计量关系的一类方法, 主要有五大类: 电导、电位、电解、库仑及伏安． 3.. 色谱法：是一类分离分析方法, 主要有气相色谱和液相色谱． 4. 其它仪器分析方法 ① 质谱， ② 热分析，③ 放射分析 4.前景展望 科学仪器的创新是知识创新和技术创新的重要内容．发展科学仪器应当视为国家战略．分析仪器是科 学仪器的重要组成部分．分析仪器工业是高技术信息产业．分析仪器的发展是现代科学、经济和社会发展 的重要基础和推动力之一．分析仪器的主要应用领域正向生物医学领域转移． 分析仪器是人们感觉器官的延伸 分析仪器的微型化和智能化 分析仪器的大众化、个性化和日用品化，贵重仪器的网络化 建立和发展虚拟仪器概念： 分析仪器的主要应用领域正向着生物医学领域转移 前景展望 简单地说： 1. 生命科学研究对分析化学提出高的要求．活体分析，单细胞分析，基因分析，及药物的检测等． 2.环境监测及控制． 自动化 智能化 微型化 基础课的要求 现代仪器分析法的种类十分繁杂，作为仪器分析基础课，只能选择其中最重要和最常用的方法作为本 课程内容． 对待教学实验和基础课的关系． 通过本课程的学习，要求学生掌握仪器分析方法的原理和仪器的简单结构；要求学生初步具有根据分 析的目的，结合学到的各种仪器分析方法的特点，应用范围，选择适宜的分析方法的能力． 课后作业： 1. 名词解释 （1） 仪器分析 （2） 分析化学 2. 简答题 （1） 仪器分析的特点有那些？他与分析化学的关系？ （2） 仪器分析可以分为那些类别？
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 第二章紫外可见吸收光谱法 0.序言 紫外可见分光光度法具有如下特点 A灵敏度高:可进行微量分析105-106mo/L B准确度高:误差为2-5%,符合微量分析的要求。 C操作简便、分析速度快:几分钟 D应用广泛:定性、定量、纯度分析等 紫外-可见吸收光谱法( ultraviolet-- visible spectrophotometry,Uv-vis)是研究波长范围在200800m光 区内的分子吸收光谱的一种常用方法。该方法灵敏度和选择性较好,所使用的一起设备简单,广泛应用于 无机和有机物质的定性和定量测定 光学分析法概述 光学分析法是根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的一类仪器分 析方法。光学分析方法有光谱方法和非光谱分析方法两类。 (其中紫外区:10-380nm) (1)光谱方法: 基于辐射的波长及强度测量的方法。通常需要测定式样的光谱,式样的光谱是由于物质原子或分子的 特定能级的跃迁产生的。其作用可以进行定性分析(根据其特征光谱的波长)和定量分析(光谱的强度也 与物质的含量有关)。 光谱方法可分为分子光谱和原子光谱。紫外可见分光光度计、荧光光谱分析、及红外光谱分析属于分 子光谱:而原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析则属于原子光谱。 根据辐射能量的传递方式,光谱方法又可以分为发射光谱、吸收光谱、荧光光谱及拉曼光谱等。 (2)非光谱方法: 主要利用电磁辐射与物质的相互作用所引起的电磁辐射在方向上的改变或物理性质的变化来进行分 析。它不涉及光谱的测定(因为它不涉及能量的跃迁)。主要利用辐射的折射、反射、色散、散射、干涉 及偏振等现象,如比浊法、偏振法、旋光色散法及Ⅹ射线衍射等 2.紫外可见吸收光谱的产生及基本原理 2.1物质对光的选择性吸收 分子的紫外可见吸收光谱是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析方法 当某种物质受到光的照射时,物质分子就会与光发生碰撞,其结果是光子的能量传递到了分子上。这样, 处于稳定状态的基态分子就会跃迁到不稳定的高能态,即激发态: M(基态)+hv-M*(激发态) 这就是对光的吸收作用 由于物质的能量是不连续的,即能量上一量子化的。只有当入射光的能量(hv)与物质分子的激发态 和基态的能量差相等时才能发生吸收 △E=E2-E1=hv=hec/λ 而不同的物质分子因其结构的不同而具有不同的量子化能级,即△E不同,故对光的吸收也不同。 名词: 吸收光谱曲线(光吸收曲线)PPP7:它反映了物质对不同波长光的吸收情况。PPP7图2-1表示不同 浓度的高锰酸钾溶液的吸收光谱。 紫外可见吸收光谱定性分析的依据:光吸收程度最大处的波长叫做最大吸收波长,用λmax表示,同 种吸光物质,浓度不同时,吸收曲线的形状不同,λmx不变,只是相应的吸光度大小不同,这是定性分 析的依据
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 3 第二章 紫外-可见吸收光谱法 0. 序言 紫外-可见分光光度法具有如下特点： A 灵敏度高：可进行微量分析 10 -5 -10 -6mol/L。 B 准确度高：误差为 2-5%，符合微量分析的要求。 C 操作简便、分析速度快：几分钟 D 应用广泛：定性、定量、纯度分析等 紫外-可见吸收光谱法（ultraviolet-visible spectrophotometry,UV-Vis）是研究波长范围在 200-800nm 光 区内的分子吸收光谱的一种常用方法。该方法灵敏度和选择性较好，所使用的一起设备简单，广泛应用于 无机和有机物质的定性和定量测定。 1. 光学分析法概述 光学分析法是根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的一类仪器分 析方法。光学分析方法有光谱方法和非光谱分析方法两类。 （其中紫外区：10-380nm） （1） 光谱方法： 基于辐射的波长及强度测量的方法。通常需要测定式样的光谱，式样的光谱是由于物质原子或分子的 特定能级的跃迁产生的。其作用可以进行定性分析（根据其特征光谱的波长）和定量分析（光谱的强度也 与物质的含量有关）。 光谱方法可分为分子光谱和原子光谱。紫外-可见分光光度计、荧光光谱分析、及红外光谱分析属于分 子光谱；；而原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析则属于原子光谱。 根据辐射能量的传递方式，光谱方法又可以分为发射光谱、吸收光谱、荧光光谱及拉曼光谱等。 （2） 非光谱方法：： 主要利用电磁辐射与物质的相互作用所引起的电磁辐射在方向上的改变或物理性质的变化来进行分 析。它不涉及光谱的测定（因为它不涉及能量的跃迁）。主要利用辐射的折射、反射、色散、散射、干涉 及偏振等现象，如比浊法、偏振法、旋光色散法及 X 射线衍射等。 2. 紫外-可见吸收光谱的产生及基本原理 2.1 物质对光的选择性吸收 分子的紫外-可见吸收光谱是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析方法。 当某种物质受到光的照射时，物质分子就会与光发生碰撞，其结果是光子的能量传递到了分子上。这样， 处于稳定状态的基态分子就会跃迁到不稳定的高能态，即激发态： M（基态）+hv------M*（激发态） 这就是对光的吸收作用。 由于物质的能量是不连续的，即能量上一量子化的。只有当入射光的能量（hv）与物质分子的激发态 和基态的能量差相等时才能发生吸收 △E=E2 -E1= hv=hc/λ 而不同的物质分子因其结构的不同而具有不同的量子化能级，即△E 不同，故对光的吸收也不同。 名词： 吸收光谱曲线（光吸收曲线）PPP7：它反映了物质对不同波长光的吸收情况。PPP7 图 2-1 表示不同 浓度的高锰酸钾溶液的吸收光谱。 紫外-可见吸收光谱定性分析的依据：光吸收程度最大处的波长叫做最大吸收波长，用λmax 表示，同 一种吸光物质，浓度不同时，吸收曲线的形状不同，λmax 不变，只是相应的吸光度大小不同，这是定性分 析的依据
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 紫外可见吸收光谱定量分析的依据:朗伯比尔定律 22朗伯-比尔定律 紫外可见分光光度计的定量分析的依据是朗伯比尔定律 如图22(P8) 名词:透光率(透光度)T=/o 其中T越大表示对光的吸收越小,反之越大。 透光率倒数的对数称为吸光度:A= 1760年朗伯指出,如果溶液的浓度一定,则光的吸收强度A与溶液液层的厚度b成正比: 1952年比尔又指出:当单色光通过液层厚度一定的含吸光物质的溶液后,溶液的吸光度A与溶液的 浓度c成正比,既 两个公式合并起来就是朗伯比尔定律 此公式的物理意义是,当一束平行的单色光通过均匀的含有吸光物质的溶液后,溶液的吸光度与吸光 物质浓度及吸收层厚度成正比。若溶液浓度以moL表示,则此时吸光系数称为摩尔吸光系数ε则 其中ε为只能通过计算来求得,它是各种吸光物质对一定波长单色光吸收的特征系数。ε越大,表示 该物质对此波长的光吸收能力越大。 在多组分体系中,如果各种吸光物质之间没有相互作用,体系的总吸光度等于各组分吸光度之和 23偏离比尔定律的原因 主要原因:目前仪器还不能提供真正的单色光以及吸光物质性质的改变 (1)非单色光引起的偏离 (2)由于溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 3.分子结构与紫外可见吸收光谱 3.1分子的电子光谱 分子内部的运动可分为价电子运动、分子内原子在平衡位置附近的震动和分子绕其中心的转动。因此 分子具有电子能级、转动能级和震动能级。分子对电磁辐射的吸收是分子总能量变化的和。 E=Ec+Evib+Erot 电子 electron vibrancy n振动,振动性,活跃,响亮滚动roll 32有机化合物分子的电子跃迁和吸收带 紫外可见吸收光谱是由分子中价电子的跃迁而产生的 3.3影响吸收带的因素 分子结构、溶剂的极性和温度等各种因素都会对吸收谱带产生影响。 (1)电子共轭体系的影响 (2)空间阻碍的影响 (3)取代基的影响 (4)溶剂的影响 课后作业: 名词解释: (1)朗伯比尔定律 (2)透光率(透光度) 2.简答: (1)可见吸收光谱的产生及基本原理 (2)朗伯比尔定律
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 4 紫外-可见吸收光谱定量分析的依据：朗伯-比尔定律。 2.2 朗伯-比尔定律。 紫外-可见分光光度计的定量分析的依据是朗伯-比尔定律。 如图 2-2（P8） 名词：透光率（透光度） T=I/I0 其中 T 越大表示对光的吸收越小，反之越大。 透光率倒数的对数称为吸光度：A= 1760 年朗伯指出，如果溶液的浓度一定，则光的吸收强度 A 与溶液液层的厚度 b 成正比： A= 1952 年比尔又指出：当单色光通过液层厚度一定的含吸光物质的溶液后，溶液的吸光度 A 与溶液的 浓度 c 成正比，既 A= 两个公式合并起来就是朗伯-比尔定律 A= 此公式的物理意义是，当一束平行的单色光通过均匀的含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光 物质浓度及吸收层厚度成正比。若溶液浓度以 mol/L 表示，则此时 吸光系数称为摩尔吸光系数ε则 A= 其中ε为只能通过计算来求得，它是各种吸光物质对一定波长单色光吸收的特征系数。ε越大，表示 该物质对此波长的光吸收能力越大。 在多组分体系中，如果各种吸光物质之间没有相互作用，体系的总吸光度等于各组分吸光度之和。 2.3 偏离比尔定律的原因 主要原因：目前仪器还不能提供真正的单色光以及吸光物质性质的改变。 （1） 非单色光引起的偏离 （2） 由于溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 3. 分子结构与紫外-可见吸收光谱 3.1 分子的电子光谱 分子内部的运动可分为价电子运动、分子内原子在平衡位置附近的震动和分子绕其中心的转动。因此 分子具有电子能级、转动能级和震动能级。分子对电磁辐射的吸收是分子总能量变化的和。 E=Eel+Evib+Erot 电子 electron vibrancy n..振动, 振动性, 活跃, 响亮 滚动 roll 3.2 有机化合物分子的电子跃迁和吸收带 紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子的跃迁而产生的。 3.3 影响吸收带的因素 分子结构、溶剂的极性和温度等各种因素都会对吸收谱带产生影响。 （1） 电子共轭体系的影响 （2） 空间阻碍的影响 （3） 取代基的影响 （4） 溶剂的影响 课后作业： 1.. 名词解释： （1） 朗伯-比尔定律 （2） 透光率（透光度） 2.. 简答： （1）可见吸收光谱的产生及基本原理 （2）朗伯-比尔定律
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 紫外可见分光光度计 基本结构结构:紫外可见分光光度计一般由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录 (计算机)等部分组成。 单光束分光光度计 单波长 分类(按波长 双光束分光光度计 双波长分光光度计 31单波长单光束分光光度计(P8图2-10) 光源 单色器 吸收池 检测器 读出装置 (样品槽) 721、722及751型分光光度计的工作原理如图所示:(首先仪器预热30MIN)光源发出的混合光经过 单色器分光,得到平行单色光。(将装有参比或空白溶液的比色皿加入吸收池,调节A为零或T为100% 然后将装有待测液的比色皿加入吸收池中测定。)平行单色光通过吸收池后,出射光照射在检测器上转换 成电信号,并有读出装置显示吸光度值 (1)光源:作用是提供激发能,使待测分子吸收产生跃迁。要求光源能发出足够强的连续光谱,并 具有良好的稳定性,且辐射能量随波长无明显变化 紫外可见分光光度计采用的光源有热辐射光源和气体放电光源。利用固体灯丝材料高温放热产生的辐 射作为光源的是热辐射光源,如钨灯(340-2500nm)、卤钨灯。气体放热光源是在低压直流电条件下,氢 气或氘(dao)气放电所产生的连续辐射。一般为氢灯或氘等,他们在近自外区测定时使用。他们可以在 160-360nm范围内产生连续辐射。 (2)单色器:单色器是从光源发出的复合光中分离出所需要的单色光的光学装置。P18图2-11 (3)吸收池:也成为比色皿,用于盛放分析试样,一般有石英和玻璃两种。石英比色皿适合与用于 可见紫外区的测量。玻璃池只用于可见区。为了减少反射损失,吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向。 (4)检测器:检测光信号,测量单色光通过溶液后光强度的变化,并将光信号转变成电信号。常用光 电池或光电管作为检测器。 3.2单波长双光束分光光度计 单光束仪器中,分光后的单色光直接通过比色皿,分别通过样品和参比溶液(利用拉杆)。适合与特 定波长的吸收。在双光束仪器中,从光源发出的光经过反射镜后分成相等的两束光,一束通过参比池 束通过待测溶液;最后测定的是两者的光信号强度差 优点是克服了单光束仪器由于光源不稳定引起的误差,并且可以方便的对全波段进行扫描。 3.3双波长分光光度计(略) 也可以作为单波长双光束分光光度计。 优点是可以降低杂散光,光谱精度高 5.定性分析 5.1原理:紫外可见光谱鉴定有机化合物,通常是在相同的测定条件下,比较未知物与已知化合物的 紫外可见吸收光谱图,若两者的谱图相同,则可知待测化合物与已知化合物具有相同的生色团。这也说明 有时候两种化合物的紫外可见吸收光谱图相同,但两者的结构不一定相同。有时候不同的分子结构产生相 同的吸收光谱(但此时他们的吸光系数是不同的,所以在比较他们的Aax的同时也要比较它们的e=x。如 果他们的λmx和εm都相同则是同一种物质)
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 5 4. 紫外-可见分光光度计 基本结构结构：紫外-可见分光光度计一般由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录 （计算机）等部分组成。 单光束分光光度计 单波长 分类（按波长）： 双光束分光光度计 双波长分光光度计 3.1 单波长单光束分光光度计（P18 图 2-10） 光源 单色器 吸收池 检测器 读出装置 （样品槽） 721、722 及 751 型分光光度计的工作原理如图所示：（首先仪器预热 30MIN）光源发出的混合光经过 单色器分光，得到平行单色光。（将装有参比或空白溶液的比色皿加入吸收池，调节 A 为零或 T 为 100%， 然后将装有待测液的比色皿加入吸收池中测定。）平行单色光通过吸收池后，出射光照射在检测器上转换 成电信号，并有读出装置显示吸光度值。 （1）光源：作用是提供激发能，使待测分子吸收产生跃迁。要求光源能发出足够强的连续光谱，并 具有良好的稳定性，且辐射能量随波长无明显变化。 紫外-可见分光光度计采用的光源有热辐射光源和气体放电光源。利用固体灯丝材料高温放热产生的辐 射作为光源的是热辐射光源，如钨灯（340-2500nm）、卤钨灯。气体放热光源是在低压直流电条件下，氢 气或氘（dao）气放电所产生的连续辐射。一般为氢灯或氘等，他们在近自外区测定时使用。他们可以在 160-360nm 范围内产生连续辐射。 （2）单色器：单色器是从光源发出的复合光中分离出所需要的单色光的光学装置。P18 图 2-11 （3）吸收池：也成为比色皿，用于盛放分析试样，一般有石英和玻璃两种。石英比色皿适合与用于 可见-紫外区的测量。玻璃池只用于可见区。为了减少反射损失，吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向。 （4）检测器：检测光信号，测量单色光通过溶液后光强度的变化，并将光信号转变成电信号。常用光 电池或光电管作为检测器。 3.2 单波长双光束分光光度计 单光束仪器中，分光后的单色光直接通过比色皿，分别通过样品和参比溶液（利用拉杆）。适合与特 定波长的吸收。在双光束仪器中，从光源发出的光经过反射镜后分成相等的两束光，一束通过参比池，一 束通过待测溶液；最后测定的是两者的光信号强度差。 优点是克服了单光束仪器由于光源不稳定引起的误差，并且可以方便的对全波段进行扫描。 3.3 双波长分光光度计（略） 也可以作为单波长双光束分光光度计。 优点是可以降低杂散光，光谱精度高。 5. 定性分析 5.1 原理：紫外-可见光谱鉴定有机化合物，通常是在相同的测定条件下，比较未知物与已知化合物的 紫外-可见吸收光谱图，若两者的谱图相同，则可知待测化合物与已知化合物具有相同的生色团。这也说明 有时候两种化合物的紫外-可见吸收光谱图相同，但两者的结构不一定相同。有时候不同的分子结构产生相 同的吸收光谱（但此时他们的吸光系数是不同的，所以在比较他们的λmax 的同时也要比较它们的εmax。如 果他们的λmax 和εmax 都相同则是同一种物质）
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 物质(有机物质)的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团和助色团的特性,而表示她分子本身的特 性。所以,仅仅靠紫外-可见光谱不能完全决定物质的分子结构,必须和其他的方法配合使用才能得到可靠 的结论。 5.2应用 (1)利用紫外可见吸收光谱图可以对未知样品进行鉴定 (2)利用紫外可见吸收光谱图可以对有机化合物的分子结构进行推断。 (3)利用紫外可见吸收光谱图可以对有机化合物的同分异构体进行推断。 (4)利用紫外可见吸收光谱图可以用于纯度的检查。 (5)如果一化合物在紫外可见区有较强的吸收带,有时可用摩尔吸光系数来检查其纯度 6.定量分析 6.1定量测定的条件 (1)测定波长的选择 (2)吸光度读数范围的选择 (3)狭缝宽度的选择 (4)有色化合物的形成 A溶液的PH值 B显色剂用量 C反应时间 D反应温度 掩蔽 加试剂的次序 6.2单组分定量分析(工作曲线法/标准曲线法) A标准曲线的测定 B样品测定 6.3多组分混合物中各组分的同时测定 原理:根据在多组分体系中,如果各种吸光物质之间没有相互作用,体系的总吸光度等于各组分吸光 度之和,即吸光度具有相加性 7.几种常见的分光光度计 (1)721可见分光光度计 测定的波长范围360-800nm,为一种可见分光光度计。 (2)722可见分光光度计 测定的波长范围330-800mm,为一种可见分光光度计 (1)751紫外分光光度计 单光束紫外可见分光光度计,测定的波长范围200-1000nm。在320-1000nm内,用钨丝等做光源, 在200-320mm内用氘灯做光源 作业: 1.P28第3题 2.简述单波长单光束分光光度计的工作原理(图)。 3.简述紫外-可见分光光度计在物质定性分析上的应用 4.简述紫外可见分光光度计在物质定量分析上的应用
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 6 物质（有机物质）的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团和助色团的特性，而表示她分子本身的特 性。所以，仅仅靠紫外-可见光谱不能完全决定物质的分子结构，必须和其他的方法配合使用才能得到可靠 的结论。 5.2 应用 （1） 利用紫外-可见吸收光谱图可以对未知样品进行鉴定 （2） 利用紫外-可见吸收光谱图可以对有机化合物的分子结构进行推断。 （3） 利用紫外-可见吸收光谱图可以对有机化合物的同分异构体进行推断。 （4） 利用紫外-可见吸收光谱图可以用于纯度的检查。 （5） 如果一化合物在紫外-可见区有较强的吸收带，有时可用摩尔吸光系数来检查其纯度。 6. 定量分析 6.1 定量测定的条件 （1） 测定波长的选择 （2） 吸光度读数范围的选择 （3） 狭缝宽度的选择 （4） 有色化合物的形成 A 溶液的 PH 值 B 显色剂用量 C 反应时间 D 反应温度 E 掩蔽 F 加试剂的次序 6.2 单组分定量分析（工作曲线法/标准曲线法） A 标准曲线的测定 B 样品测定 6.3 多组分混合物中各组分的同时测定 原理：根据在多组分体系中，如果各种吸光物质之间没有相互作用，体系的总吸光度等于各组分吸光 度之和，即吸光度具有相加性。 7. 几种常见的分光光度计 （1） 721 可见分光光度计 测定的波长范围 360-800nm，为一种 可见分光光度计。 （2） 722 可见分光光度计 测定的波长范围 330-800nm，为一种 可见分光光度计。 （1） 751 紫外分光光度计 单光束紫外可见分光光度计，测定的波长范围 200-1000nm。在 320-1000nm 内，用钨丝等做光源， 在 200-320nm 内用氘灯做光源。 作业： 1. P28 第 3 题 2. 简述单波长单光束分光光度计的工作原理（图）。 3. 简述紫外-可见分光光度计在物质定性分析上的应用。 4. 简述紫外-可见分光光度计在物质定量分析上的应用
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 第三章原子发射光谱 .原子发射光谱分析的定义 习惯上简称光谱分析(AES, atomic emission spectrometry):是通过记录和测量元素的激发态原子 所发出的特征辐射的波长和强度对其进行定性、半定量和定量分析的方法 2.光谱分析的基本原理 (1)定性分析的基本原理:不同元素的原子结构不同,因而原子各能级之间的能量差△E也不同,各 能级间的跃迁所对应的辐射也不同。所以可根据所检测到的辐射的频率或波长对样品进行定性分析 (2)定量分析的基本原理:当元素含量不同时,同一波长所对应的辐射强度也不相同。所以可以根据 所检测到的辐射强度对各元素进行定量分析。 当电子在每两个轨道间跃迁时,就以光的形式释放出多余的能量。由于原子轨道是不连续的,其价电 子的跃迁也是不连续的,因此得到的光谱不是连续光谱,而是线状光谱。这种谱线的波长取决于两能级间 的能量差。 △E=E2-E1=hv=hc/λ 有上公式可以看出,两个能级间的能量差越大,则辐射光的的波长越短。各种物质的光谱是很复杂的 不同元素原子结构有差异,能级间的能量差异各不相同,当受到激发后就辐射出各种元素固有的特征谱线 (3)激发电位:使原子激发的能量叫做激发电位。应该根基激发电位的大小来选择合适的光源。激 发电位低的元素可以用能量较低的光源,如Na、K的谱线可用火焰激发。激发电位高的元素,用能量较高 的光源,如电弧、火花等光源。 激发电位低的元素用高能量光源激发时,往往会使其电离成离子,这种元素的原子达到电离所需要的 能量,称为电离电位。离子与中性原子一样,也能被激发产生光谱,这种光谱成为离子线 3.原子发射光谱分析过程的步骤 (1)提供外部能量使被测试式样蒸发、解离,产生气态原子,并使气态原子的外层电子激发至高 能态。处于高能态的原子自发地跃迁回低能态时,以辐射的形式释放出多余的能量。 (2)经过分光后形成一系列按波长顺序排列的谱线。 (3)用光谱干板或检测器记录和检测各谱线的波长和强度,并据此解析出元素定性和定量的结论。 4.光谱分析的特点 优点: (1)灵敏度高 (2)选择性好:能同时测定几十种元素,而无须复杂的分离手续。实现各组分的分别测定。 (3)准确度高:光谱分析的准确度随着被测元素含量的不同而不同。当含量大于1%分析的准确度 较差,含量小于0.1%,其准确度优于化学分析法。 (4)分析速度快:同时测定多种元素,几分钟可以测定十几中元素的分析结果。 (5)样品用量少:样品用量为几毫克一几十毫克样品 缺点 (1)由于取样量少,往往因为样品不均匀而使分析的误差增大 (2)光谱分析是一种相对的分析方法,需要一套标准样品对照,往往由于标准品不容易制备,给 光谱分析造成一定的困难 (3)对一些非金属元素,如硫、卤素等,光谱分析的灵敏度很低,不宜采用 (4)光谱仪价格昂贵,实验费用较大。一般的化验室很难采用。 5.光谱分析的仪器 光谱分析的仪器设备,主要由光源、摄谱仪和观测系统三部分组成。 5.1光源: 光源的作用是对式样的蒸发和激发提供所需要的能量。提供外部能量使被测试式样蒸发、解离,产生
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 7 第三章 原子发射光谱 1. 原子发射光谱分析的定义： 习惯上简称光谱分析（AES，atomic emission spectrometry）；是通过记录和测量元素的激发态原子 所发出的特征辐射的波长和强度对其进行定性、半定量和定量分析的方法。 2. 光谱分析的基本原理： （1）定性分析的基本原理：不同元素的原子结构不同，因而原子各能级之间的能量差△E 也不同，各 能级间的跃迁所对应的辐射也不同。所以可根据所检测到的辐射的频率或波长对样品进行定性分析。 （2）定量分析的基本原理：当元素含量不同时，同一波长所对应的辐射强度也不相同。所以可以根据 所检测到的辐射强度对各元素进行定量分析。 当电子在每两个轨道间跃迁时，就以光的形式释放出多余的能量。由于原子轨道是不连续的，其价电 子的跃迁也是不连续的，因此得到的光谱不是连续光谱，而是线状光谱。这种谱线的波长取决于两能级间 的能量差。 △E=E2 -E1= hv=hc/λ 有上公式可以看出，两个能级间的能量差越大，则辐射光的的波长越短。各种物质的光谱是很复杂的。 不同元素原子结构有差异，能级间的能量差异各不相同，当受到激发后就辐射出各种元素固有的特征谱线。 （3）激发电位：使原子激发的能量叫做激发电位。应该根基激发电位的大小来选择合适的光源。激 发电位低的元素可以用能量较低的光源，如 Na、K 的谱线可用火焰激发。激发电位高的元素，用能量较高 的光源，如电弧、火花等光源。 激发电位低的元素用高能量光源激发时，往往会使其电离成离子，这种元素的原子达到电离所需要的 能量，称为电离电位。离子与中性原子一样，也能被激发产生光谱，这种光谱成为离子线。 3. 原子发射光谱分析过程的步骤 （1） 提供外部能量使被测试式样蒸发、解离，产生气态原子，并使气态原子的外层电子激发至高 能态。处于高能态的原子自发地跃迁回低能态时，以辐射的形式释放出多余的能量。 （2） 经过分光后形成一系列按波长顺序排列的谱线。 （3） 用光谱干板或检测器记录和检测各谱线的波长和强度，并据此解析出元素定性和定量的结论。 4. 光谱分析的特点 优点： （1） 灵敏度高 （2） 选择性好：能同时测定几十种元素，而无须复杂的分离手续。实现各组分的分别测定。 （3） 准确度高：光谱分析的准确度随着被测元素含量的不同而不同。当含量大于 1%分析的准确度 较差，含量小于 0.1%，其准确度优于化学分析法。 （4） 分析速度快：同时测定多种元素，几分钟可以测定十几中元素的分析结果。 （5） 样品用量少：样品用量为几毫克---几十毫克样品。 缺点： （1） 由于取样量少，往往因为样品不均匀而使分析的误差增大； （2） 光谱分析是一种相对的分析方法，需要一套标准样品对照，往往由于标准品不容易制备，给 光谱分析造成一定的困难。 （3） 对一些非金属元素，如硫、卤素等，光谱分析的灵敏度很低，不宜采用。 （4） 光谱仪价格昂贵，实验费用较大。一般的化验室很难采用。 5. 光谱分析的仪器 光谱分析的仪器设备，主要由光源、摄谱仪和观测系统三部分组成。 5.1 光源： 光源的作用是对式样的蒸发和激发提供所需要的能量。提供外部能量使被测试式样蒸发、解离，产生
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 气态原子,并使气态原子的外层电子激发至高能态。处于高能态的原子自发地跃迁回低能态时,以辐 射的形式释放出多余的能量。 光谱分析中的经典光源有:支流电弧、交流电弧、电火花;新型光源有激光和等离子体等。 (1)直流电弧 采用上下两个电极,两极间施加一定直流电压(220-380V、5-30A),使两极间产生高压电弧。电 极温度较高,适合于难挥发的元素。 (2)交流电弧 髙压和低压交流电弧两种。电极温度低,交流电弧比较稳定,重现性和精确度好,适合于定量分 析 (3)高压火花 利用高压8000-15000V产生电火花,激发温度20000-40000有利于难激发元素的测定 (4)激光光源: 高强度,高单色性的光。可对直径10-250微米的微小区域进行显微分析。局部温度可达到1000X 以上 (5)ICP(电感耦合高频等离子体焰炬): 利用高频感应激发的光源。被认为是最有前景的激发光源 5.2摄谱仪: 光源发射的光,经过色散元件色散为按波长顺序排列的光谱,并用照相的方法记录光谱的仪器叫做摄谱 仪。按照所使用色散元件的不同,分为棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪两大类。 根据棱镜分辨能力的不同,可以将 (1)棱镜摄谱仪 根据棱镜分辨能力的不同,可以将棱镜分为大型摄谱仪(分辨力最妤)、中型摄谱仪和小型摄谱仪 (2)光栅摄谱仪 性能优于棱镜摄谱仪,其色散率和分辨率都高,适合于分析那些谱线比较复杂的元素 5.3观测系统 (1)感光板 将感光材料涂在玻璃上而成 (2)光谱摄谱仪(映谱仪) 定性分析使用的仪器。 (3)测微光度计(黑度计) 定量分析中应用的仪器 作业: 1.原子发射光谱定性分析的基本原理。 原子发射光谱定量分析的基本原理 原子发射光谱定量分析的特点
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 8 气态原子，并使气态原子的外层电子激发至高能态。处于高能态的原子自发地跃迁回低能态时，以辐 射的形式释放出多余的能量。 光谱分析中的经典光源有：支流电弧、交流电弧、电火花；新型光源有激光和等离子体等。 （1） 直流电弧： 采用上下两个电极，两极间施加一定直流电压（220-380V、5-30A），使两极间产生高压电弧。电 极温度较高，适合于难挥发的元素。 （2） 交流电弧： 高压和低压交流电弧两种。电极温度低，交流电弧比较稳定，重现性和精确度好，适合于定量分 析。 （3） 高压火花： 利用高压 8000-15000V 产生电火花，激发温度 20000-40000K。有利于难激发元素的测定。 （4） 激光光源： 高强度，高单色性的光。可对直径 10-250 微米的微小区域进行显微分析。局部温度可达到 10000K 以上。 （5） ICP（电感耦合高频等离子体焰炬）： 利用高频感应激发的光源。被认为是最有前景的激发光源。 5.2 摄谱仪： 光源发射的光，经过色散元件色散为按波长顺序排列的光谱，并用照相的方法记录光谱的仪器叫做摄谱 仪。按照所使用色散元件的不同，分为棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪两大类。 根据棱镜分辨能力的不同，可以将 （1） 棱镜摄谱仪 根据棱镜分辨能力的不同，可以将棱镜分为大型摄谱仪（分辨力最好）、中型摄谱仪和小型摄谱仪。 （2） 光栅摄谱仪 性能优于棱镜摄谱仪，其色散率和分辨率都高，适合于分析那些谱线比较复杂的元素。 5.3 观测系统 （1） 感光板 将感光材料涂在玻璃上而成。 （2） 光谱摄谱仪（映谱仪） 定性分析使用的仪器。 （3） 测微光度计（黑度计） 定量分析中应用的仪器 作业： 1. 原子发射光谱定性分析的基本原理。 2. 原子发射光谱定量分析的基本原理。 3. 原子发射光谱定量分析的特点
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 第三章原子发射光谱 6.光谱定性分析 光谱定性分析是以在式样光谱中能否检出元素的特征谱线为依据。没每种元素都有许多条谱线,进行 定性分析时,不必要把所有的谱线都一一找出,实际上只要找出元素的几条灵敏线或者特征谱线组,就可 以确定式样中该元素是否存在。 (1)元素的灵敏线及特征谱线组 灵敏线(最后线):PP210 特征谱线组:PP210 (2)元素标准光谱图 一般以铁的光谱为基准进行比较 波长标尺: (3)定性分析方法 比较法 “识谱” A标准式样光谱比较法 B与元素标准光谱图比较法 (4)摄谱方法(略) 7.光谱定量分析 (1)谱线强度与浓度关系 (2)内标法的原理 (3)乳剂特性曲线 4)光谱定量分析三标准式样法 8.光谱半定量分析 (1)比较光谱法 (2)显线法 9.IcP光谱法 (1)方法特点 (2)方法原理 (3)仪器设备 (4)干扰与检出线 作业:
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 9 第三章 原子发射光谱 6. 光谱定性分析 光谱定性分析是以在式样光谱中能否检出元素的特征谱线为依据。没每种元素都有许多条谱线，进行 定性分析时，不必要把所有的谱线都一一找出，实际上只要找出元素的几条灵敏线或者特征谱线组，就可 以确定式样中该元素是否存在。 （1） 元素的灵敏线及特征谱线组 灵敏线（最后线）： PP210 特征谱线组：PP210 （2） 元素标准光谱图 一般以铁的光谱为基准进行比较。 波长标尺： （3） 定性分析方法： 比较法： “识谱” A 标准式样光谱比较法 B 与元素标准光谱图比较法 （4） 摄谱方法（略） 7. 光谱定量分析 （1） 谱线强度与浓度关系 （2） 内标法的原理 （3） 乳剂特性曲线 （4） 光谱定量分析三标准式样法 8. 光谱半定量分析 （1） 比较光谱法 （2） 显线法 9. ICP 光谱法 （1） 方法特点 （2） 方法原理 （3） 仪器设备 （4） 干扰与检出线 作业：
江苏食晶些蠱馳工覆系鲁佩笔记 议扮 电泳 electrophoresis 概述 电泳是指带粒子在电场中向与自身带相反电荷的电极移动的现象。例如蛋白质具有两性电离性质。当蛋 白质溶液的p在蛋白质等电点的碱侧时,该蛋白质带负电荷,在电场中向正极移动,相反则带正电荷,在 电场中向负极移动。只有蛋白质溶液pH在蛋白质的等电点时静电荷是零,在电场中不向任何一极移动 电泳现象早在1890年就被发现,1907年有人曾在琼脂中电泳,研究白喉毒素;1937年由 Tiselius制 成界面电泳仪,并开始用于蛋白质的研究。从此,人们才逐渐认识到电泳技术对于生物科学研究是一种重 要工具。然而,界面电泳结构复杂。价格昂贵难于普及。1940年左右。以纸为支持物的电泳问世后,电泳 技术得到迅速发展 电泳技术以支持物分,可分为纸电泳,醋酸纤维素薄膜电泳,淀粉凝胶电泳,琼脂(糖)凝胶电泳及 聚丙烯酰胺凝胶电泳等。经凝胶形状分有水平平板电泳,园盘柱状电泳及垂直平板电泳。各种类型的电泳 技术概括如表 类别 名称 用支持体的电泳技术 1.纸上电泳 2.醋酸纤维薄膜电泳 3.薄层电泳 4.非凝胶性支持体区带电泳(支持体有:淀粉,纤维素粉,玻璃粉, 硅胶等) 5.凝胶支持体区带电泳①淀粉液②聚丙烯酰胺凝胶③琼脂(糖)凝 不用支持体的电泳技术1. Tiselius或微量电泳 2.显微电泳 3.等电点聚焦电泳技术 4.等速电泳技术 5.密度梯度电泳 各类电泳技术已经广泛地用于基础理论研究,临床诊断及工业制造等方面。例如用醋酸纤维薄膜电泳分 析血清蛋白:用琼脂对流免疫电泳分析病人血清,为早期诊断原发性肝癌提供资料:用高压电泳分离肽段, 研究蛋白质一级结构:用高压电泳和层析结合研究核酸的一级结构。凝胶电泳技术在分离分析酶。蛋白质, 核酸等生物大分子方面具有较高的分辩力,为生物化学,分子生物学的发展作出了重大贡献。 影响电泳的因素 不同的带电颗粒在同一电场中泳动的速度不同。常用泳动度(或迁移率)来表示。泳动度是指带电颗 粒在单位电场强度下泳的速度。影响泳动度的主要因素有: 1、首先决定于带颗粒的性质,即颗粒所带净电荷的数量,大小及形状。 般说来,颗粒带净电荷多,直径小而接近于球形,则在电场中泳动速度快,反之则慢。泳动度还与 分子的形状,介质粘度,颗粒所带电荷有关,泳动度与颗表面电荷成正比,与介质粘度及颗粒半径反比
江苏食品学院生物工程系备课笔记 仪器分析 10 电泳 electrophoresis 概 述 电泳是指带粒子在电场中向与自身带相反电荷的电极移动的现象。例如蛋白质具有两性电离性质。当蛋 白质溶液的 pH 在蛋白质等电点的碱侧时，该蛋白质带负电荷，在电场中向正极移动，相反则带正电荷，在 电场中向负极移动。只有蛋白质溶液 pH 在蛋白质的等电点时静电荷是零，在电场中不向任何一极移动。 电泳现象早在 1890 年就被发现，1907 年有人曾在琼脂中电泳，研究白喉毒素；1937 年由 Tiselius 制 成界面电泳仪，并开始用于蛋白质的研究。从此，人们才逐渐认 识到电泳技术对于生物科学研究是一种重 要工具。然而，界面电泳结构复杂。价格昂贵难于普及。1940 年左右。以纸为支持物的电泳问世后，电泳 技术得到迅速发展。 电泳技术以支持物分，可分为纸电泳，醋酸纤维素薄膜电泳，淀粉凝胶电泳，琼 脂（糖）凝胶电泳及 聚丙烯酰胺凝胶电泳等。经凝胶形状分有水平平板电泳，园盘柱 状电泳及垂直平板电泳。各种类型的电泳 技术概括如表。 类 别 名 称 用支持体的电泳技术 1.纸上电泳 2.醋酸纤维薄膜电泳 3.薄层电泳 4.非凝胶性支持体区带电泳 （支持体有：淀粉，纤维素粉，玻璃粉， 硅胶等) 5.凝胶支持体区带电泳 ①淀粉液 ②聚丙烯酰胺凝胶 ③琼脂（糖）凝 胶 不用支持体的电泳技术 1.Tiselius 或微量电泳 2.显微电泳 3.等电点聚焦电泳技术 4.等速电泳技术 5.密度梯度电泳 各类电泳技术已经广泛地用于基础理论研究，临床诊断及工业制造等方面。例如用醋酸纤维薄膜电泳分 析血清蛋白；用琼脂对流免疫电泳分析病人血清，为早期诊断原发性肝癌提供资料；用高压电泳分离肽段， 研究蛋白质一级结构；用高压电泳和层析结 合研究核酸的一级结构。凝胶电泳技术在分离分析酶。蛋白质， 核酸等生物大分子方 面具有较高的分辩力，为生物化学，分子生物学的发展作出了重大贡献。 影响电泳的因素 不同的带电颗粒在同一电场中泳动的速度不同。常用泳动度（或迁移率）来表 示。泳动度是指带电颗 粒在单位电场强度下泳的速度。影响泳动度的主要因素有： 1、首先决定于带颗粒的性质，即颗粒所带净电荷的数量，大小及形状。 一般说来，颗粒带净电荷多，直径小而接近于球形，则在电场中泳动速度快，反 之则慢。泳动度还与 分子的形状，介质粘度，颗粒所带电荷有关，泳动度与颗表面电 荷成正比，与介质粘度及颗粒半径反比
