分析化学下仪器分析-精品
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2020/5/26
分析化学的第二次巨大变革
• 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
核磁共振（NMR），B loch F ，PurcellE M。 极谱，Heyrovsky J。 气相色谱，Martin A T P ，Synge R L M
2020/5/26
分析化学的第三次巨大变革
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。
2020/5/26
1.1.2 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。
理论 科学
对象 （问题）
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 2器020/发5/26 展所面临的任务。
生产
技术 技术
2020/5/26
1.1.3 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。
2020/5/26
1.1.4 分析化学向分析科学发展
分析化学的三次巨大变革
• 分析化学的第一次巨大变革，以分 析天平的发明和溶液理论体系的建 立（四大平衡的建立）为标志。
分析化学(下)
仪器分析 －多媒体课件
王 长 发 编 写、制 作
2020/5/26
第1章 绪 论
Introduction
• 1.1 分析化学的发展和仪器分析的地位 • 1.2 仪器分析方法的分类 • 1.3 分析仪器
2020/5/26
1.1 分析化学的发展和仪器分析的地位
1.1.1 经典分析化学 一般的说，仪器分析是指采用比较复杂
接口 分离技术 仪器和计算机
教育
传感器
定性
固定化
无损分析 单细胞分析
联用技术
2020/5/26
其它科技领域
单分子单聚集体分析
1.1.6 分析化学发展中的创新成就
• 分析化学伴随着科学发现和技术创新同 步发展，诺贝尔奖亦反映了近100年来 分析化学，主要是仪器分析发展中里程 碑式科学发明和技术进步。
2020/5/26
建立和发展虚拟仪器概念
由电子测量仪器新发展中出现的虚拟仪器概念已 经逐步被更多领域所接受，对实现“柔性”分析检测系 统具有明显的推动作用。利用现有的计算机，加上适当 设计的仪器硬件和专门的应用软件，构成虚拟仪器，使 其既具有传统仪器的基本功能、又能由用户根据自己的 需求变化随时定义，实现多种多样的应用要求.虚拟仪 器不但灵活可变、功能强大，而且作用方便，便于技术 升级更新，价格也低廉（尤其仪器系统的使用维护费用 低）。
2020/5/26
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。
分析仪器的微型化和智能化
随着分子计算机、DNA计算机、光子 计算机、量子计算机等的不断推出，计算 机也将越来越微型化。计算机（电脑）与 人脑的结合将不再是一个梦、带有植入式 电脑的人的智能将大大超过不带电脑的“ 自然人”。
2020/5/26
分析仪器的大众化、个性化和日 用品化，贵重仪器的网络化
随着经济全球化和全球网络化，大 型实验室的数量将减少，但其资源（特 别是其精密贵重仪器）将得到更充分的 发挥。因为它可以面向全世界为所有“ 网民”服务，实际上，现在就已有人在 建立利用全球主要实验室资源的“网络 实验室”了。
2020/5/26
仪器分析的发展趋势
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 ．分析仪器本身将不断微型化、智能化．但人类 向时间和空间的两个极限挑战所需的高级精密仪 器也不容忽视．生命过程、生产、科研和社会活 动大量需要的将是在线、非侵入、非损坏、原位 、20实20/5时/26 、多维分析仪器。
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。
2020/5/26
生物芯片
化学计量学
微型化 新技术 自动化 新原理 新仪器
生物分析 环境分析
在线分析
过程分析
原位分析 实时分析
分析化学 主要发展趋向
表面分析 大分子表征
活体分析
化学图象
仪器==AD／ DA＋ CPU十软件
观念更新应该努力汲取新思想并动手实践。谁醒悟得 早、动手得快，谁就会当排头兵占尽天机、抢占市场。 “软件就是仪器”预示了全新的分析仪器科技和产业的 发展潮流，将会迅速改变世界分析仪器行业面貌的！
2020/5/26
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。
• 仪器分析发展是多学科相互渗透、交叉 发展的结果，这些成就分布在物理、化 学等各个领域。
•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。
2020/5/26
分析仪器
分 热、光、电新技术
析
仪
操作
信号
器
分 析
实 施
与
对
象
Leabharlann Baidu
检 测
计
控制
数据库
算
机
人工智能
专家系统
新型材料、电子器件
信息
数 据 处 理
方法
描述
报 告 结 果
判断
最优化技术 自动化技术
2020/5/26
多媒体计算机
2020/5/26
分析化学的第二次巨大变革
• 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
核磁共振（NMR），B loch F ，PurcellE M。 极谱，Heyrovsky J。 气相色谱，Martin A T P ，Synge R L M
2020/5/26
分析化学的第三次巨大变革
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。
2020/5/26
1.1.2 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。
理论 科学
对象 （问题）
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 2器020/发5/26 展所面临的任务。
生产
技术 技术
2020/5/26
1.1.3 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。
2020/5/26
1.1.4 分析化学向分析科学发展
分析化学的三次巨大变革
• 分析化学的第一次巨大变革，以分 析天平的发明和溶液理论体系的建 立（四大平衡的建立）为标志。
分析化学(下)
仪器分析 －多媒体课件
王 长 发 编 写、制 作
2020/5/26
第1章 绪 论
Introduction
• 1.1 分析化学的发展和仪器分析的地位 • 1.2 仪器分析方法的分类 • 1.3 分析仪器
2020/5/26
1.1 分析化学的发展和仪器分析的地位
1.1.1 经典分析化学 一般的说，仪器分析是指采用比较复杂
接口 分离技术 仪器和计算机
教育
传感器
定性
固定化
无损分析 单细胞分析
联用技术
2020/5/26
其它科技领域
单分子单聚集体分析
1.1.6 分析化学发展中的创新成就
• 分析化学伴随着科学发现和技术创新同 步发展，诺贝尔奖亦反映了近100年来 分析化学，主要是仪器分析发展中里程 碑式科学发明和技术进步。
2020/5/26
建立和发展虚拟仪器概念
由电子测量仪器新发展中出现的虚拟仪器概念已 经逐步被更多领域所接受，对实现“柔性”分析检测系 统具有明显的推动作用。利用现有的计算机，加上适当 设计的仪器硬件和专门的应用软件，构成虚拟仪器，使 其既具有传统仪器的基本功能、又能由用户根据自己的 需求变化随时定义，实现多种多样的应用要求.虚拟仪 器不但灵活可变、功能强大，而且作用方便，便于技术 升级更新，价格也低廉（尤其仪器系统的使用维护费用 低）。
2020/5/26
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。
分析仪器的微型化和智能化
随着分子计算机、DNA计算机、光子 计算机、量子计算机等的不断推出，计算 机也将越来越微型化。计算机（电脑）与 人脑的结合将不再是一个梦、带有植入式 电脑的人的智能将大大超过不带电脑的“ 自然人”。
2020/5/26
分析仪器的大众化、个性化和日 用品化，贵重仪器的网络化
随着经济全球化和全球网络化，大 型实验室的数量将减少，但其资源（特 别是其精密贵重仪器）将得到更充分的 发挥。因为它可以面向全世界为所有“ 网民”服务，实际上，现在就已有人在 建立利用全球主要实验室资源的“网络 实验室”了。
2020/5/26
仪器分析的发展趋势
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 ．分析仪器本身将不断微型化、智能化．但人类 向时间和空间的两个极限挑战所需的高级精密仪 器也不容忽视．生命过程、生产、科研和社会活 动大量需要的将是在线、非侵入、非损坏、原位 、20实20/5时/26 、多维分析仪器。
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。
2020/5/26
生物芯片
化学计量学
微型化 新技术 自动化 新原理 新仪器
生物分析 环境分析
在线分析
过程分析
原位分析 实时分析
分析化学 主要发展趋向
表面分析 大分子表征
活体分析
化学图象
仪器==AD／ DA＋ CPU十软件
观念更新应该努力汲取新思想并动手实践。谁醒悟得 早、动手得快，谁就会当排头兵占尽天机、抢占市场。 “软件就是仪器”预示了全新的分析仪器科技和产业的 发展潮流，将会迅速改变世界分析仪器行业面貌的！
2020/5/26
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。
• 仪器分析发展是多学科相互渗透、交叉 发展的结果，这些成就分布在物理、化 学等各个领域。
•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。
2020/5/26
分析仪器
分 热、光、电新技术
析
仪
操作
信号
器
分 析
实 施
与
对
象
Leabharlann Baidu
检 测
计
控制
数据库
算
机
人工智能
专家系统
新型材料、电子器件
信息
数 据 处 理
方法
描述
报 告 结 果
判断
最优化技术 自动化技术
2020/5/26
多媒体计算机
2020/5/26