生物仪器分析原理与方法-绪论
生物仪器分析chapter1绪论
第一章 绪论
一、生物仪器分析的发展历程 二、仪器分析的基础知识 三、仪器分析的标准方法及其验证 四、生物样品的预制备
一、生物仪器分析的发展历程
1.1 仪器分析的作用 获取有关物质系统的化学成分与化学 结构等方面定性、定量的相关信息。 1.2 仪器分析的发展历史上出现过三次 巨大变革： 1、19世纪末→20世纪初叶：由“技艺” 上升到科学理论。 标志工具是：天平的使用。
2、信号检测器
对仪器产生的信号进行检测的装置。 光电倍增管： 用来进行光 电效应检测
电极：用来 进行电位变 化的测量
热电偶： 用来进行 温度测量
3、信号处理器
对检测器获得的信号进行各种处理后，输出分 析者所需要的信号的一种装置。其中最普通的 信号处理器就是信号放大装置。 如：各种电流信号放大器； 电压信号放大器； 衰减器； 积分器； 求导器
2.3
分析仪器的基本组成
取决于所 用仪器的 原理
指针表 记录仪 显示器
信号发生器 信号检测器 信号处理器
输出装置 具有一定 的通用性
过程控制记录仪
1.信号发生器
凡能产生测试信号的源叫作信号发生器。这些测 试信号与待测样品的结构与组分有关。 信号发生器种类很多，按其性能可划分为标准信号 发生器、简易信号发生器、正弦波信号发生器、脉 冲信号发生器、电视信号发生器、函数信号发生器、 噪声信号发生器等。 信号发生器按频段可划分为超低频、低频、视频、 高频、甚高频、超高频和微波信号发生器。 标准信号发生器的基本功能是提供标准正弦载波信号 和调制波信号。 信号发生器由参考振荡器、频率合成单元、调制单元、 电平控制单元等组成。 对于光信号发生器它的参考振荡器由稳定化光源组成。
分析方法耐用性的测定是通过在不同的实验室内不同 的实验者对同一样品的分别测试结果与正常条件下的 结果进行比较，来确定该法的耐用性，或称粗放度。
生物仪器分析原理与方法绪论幻灯片
从20世纪初到现在，诺贝尔奖颁发给仪器创造、 开展与相关的实验工程达27项之多。
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
科学仪器使人类基因组方案提速
人类基因组方案与曼哈顿原子弹方案、阿波罗 登月方案并称科学史上三大方案。
人类基因组由大约30亿碱基对组成，分布在23 对染色体上，大约含6万多个基因。
人类基因组测序方法及其效率
测序方法
年代 测序方式 所需时间 所需经费
常规凝胶电泳法 1990 手工
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
3、科学仪器是可持续开展的保证和指路标
20世纪后期，由于科学仪器科技和产业〔主要 是分析仪器〕的开展，人类突然感觉到了环境 污染对人类社会和经济可持续开展的重大意义 和严重影响。觉察了大气层臭氧空洞的产生、 开展及其危害以及厄尔尼诺现象、温室效应、 热带雨林破坏等等生态平衡问题的产生、开展 及其危害……发现和监测所有这一切危及人类 社会和经济可持续开展甚至人类本身生育、遗 传、疾病、生存根底的大问题，都是直接依靠 现代分析检测科技和现代科学仪器〔分析仪器〕 的开展和广泛应用。
三、学习参考资料
?现代生物科学仪器分析入门?，徐金森主编，化学工业出版社， 2004。
?现代生物化学与分子生物学——仪器与设备?， 雷东风编著，科 学出版社，2006。
?生命科学仪器使用技术教程?， 滕利荣，孟庆繁主编，科学出版 社，2021。
?离心别离?，金绿松，林元喜主编，化学工业出版社，2021。 ?生物化学仪器分析与实验技术 ?，周先碗，胡晓倩编，化学工业
仪器分析复习题参考答案
仪器分析复习题参考答案《仪器分析》复习题第⼀章绪论⼀、仪器分析⽅法的分类（四⼤类）（⼀）光学分析法(spectroscopic analysis)以物质的光学性质（吸收，发射，散射，衍射）为基础的仪器分析⽅法。
包括原⼦吸收光谱法、原⼦发射光谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外光谱法、核磁共振波谱法等。
(⼆)电分析(electrical analysis)：电流分析，电位分析，电导分析，电重量分析,库仑法，伏安法。
（三）⾊谱分析(chromatography analysis) ：⽓相⾊谱法，液相⾊谱法（四）其它仪器分析⽅法(other analysis)：1. 质谱法2. 热分析法包括热重法、差热分析法、⽰差扫描量热法等。
3. 电⼦显微镜，超速离⼼机，放射性技术等。
⼆、定量分析⽅法的评价指标灵敏度：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为⽅法的灵敏度，⽤S表⽰。
精密度：是指使⽤同⼀⽅法，对同⼀试样进⾏多次测定所得测定结果的⼀致程度。
精密度⽤测定结果的标准偏差 s或相对标准偏差(s r )量度。
准确度: 试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度。
检出限：某⼀分析⽅法可以检出被测物质的最⼩浓度或最⼩质量，称为该⽅法对该物质的检出限。
以浓度表⽰的称为相对检出限，以质量表⽰的称为绝对检出限。
第⼆章光谱分析导论⼀、光谱区中紫外、可见、红外对应的波长范围？紫外：200-380nm 可见：380-780nm 近红外：780-2500nm 中红外：2.5-50µm 远红外：50-300µm ⼆、原⼦光谱和分⼦光谱的⽐较。
原⼦光谱的特征：电⼦能级间的跃迁,属电⼦光谱,线状光谱。
分⼦形成带状光谱的原因能量离散，导致谱线宽度扩展测不准原理、相对论效应导致谱线宽度扩展。
再加上能级之间的能量间距⾮常⼩，导致跃迁所产⽣的谱线⾮常多，间距⾮常⼩，易于重叠。
原⼦光谱：原⼦基态与激发态能量差△E=1-20eV，与紫外-可见光的光⼦能量相适应，特征是线状光谱相邻电⼦能级间的能量差△Ee=1-20eV，与紫外-可见光的光⼦能量相适应，特征是线状光谱分⼦光谱：相邻振动能级间的能量差△Ev=0.05-1eV,与中红外区的光⼦能量相适应，特征是带状光谱相邻转动能级间的能量差△Er<0.05eV, 与远红外区的光⼦能量相适应，特征是带状光谱三、 1. 物质吸收光的过程⽆辐射退激共振发射荧光磷光2. 物质散射光的过程瑞利散射斯托克斯散射反斯托克斯散射四、荧光与磷光产⽣的量⼦解释及其区别？荧光：激发分⼦与其它分⼦相碰,⼀部分能量转化为热能后,下降到第⼀激发态的最低振动能级,然后再回到基态的其它振动能级并发射光⼦的发射光称荧光。
硕士生物仪器分析第1讲
孔雀石绿事件
甲胺磷中毒事件
兴奋剂检测 (Doping Control)
农药成分及农残的检测
14000
A
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B
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C
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D
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3
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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（0.4 ng/mL）
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）；
生命科学：蛋白质结构分析；DNA测序；活体检测； 化学：新化合物结构表征；分子层次的分析方法； 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：天然药物有效成分与结构，构效关系研究； 医学：疾病诊断；项目检测； 物理：微型、高效、自动、智能化仪器的研制。
Instrumental Methods of Analysis
Classical Instruments
Property
• Sun dial, watch • Thermometer, thermocouple • Barometer, pressure transducer • Spectrometer, spectrophotometer • Chromatograph • Electrochemical techniques • Balance • Kinetics • Mass Spectrometry
仪器分析绪论
只在实验室里分析已远远不够，要求进行现场、在线、实时、遥感等 分析；
只作破坏性的取样分析已远远不够， 要求作非破坏性的无损、 非浸入、 活体等分析。 科学技术的进步，新理论、新概念、新材料、新技术的发现与发明，也为 仪器分析的发 展提供"空前的可能"！ 分析化学（尤其是仪器分析）的发展趋势
学科的发展：分析化学正在突破纯化学分支学科的框框，与数学、物
③ 操作简便，分析速度快，易于实现自动化和智能化。 ④ 应用范围广，不但可以作组分及含量的分析，在状态、结构分析上也 有广泛的应用。
⑤ 多数仪器分析的相对误差比较大， 不适于作常量和高含量组分的测定。 ⑥ 仪器分析所用的仪器价格较高，有的很昂贵，仪器的工作条件要求较 高。
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2 仪致分为四大类：
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理学、计算机科学及生物、生命、环境、天文、空间等科学更紧密地联系起 来，构成一门多学科间的交叉边缘科学，即"分析科学"；
新分析方法的建立： 不断吸取现代科学技术的新成就， 建立新的分析 方法、新的分析技术，朝向高灵敏、高准确、高选择、高速度的方向发展；
分析仪器的发展：计算机技术的深入应用，使仪器更加自动化，智能 化，多机联用。如计算机－色谱－质谱、计算机－色谱－其他仪器等联用， 使仪器多功能化，提高仪器的效能；
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⑥仪器分析的仪器设备一般比较复杂，价格比 较昂贵；而化学分析使用的 仪器一般比较简单。 分析化学的发展及仪器分析的产生 分析化学的发展已经历了三次巨大的变革 第一次变革 从 16 世纪天平的发明到 20 世纪初物理化学溶液理论（特别是四大反 应的平衡理论）的发展，分析化学引入了物理化学的理论，也形成了自身的 理论。因此，这次变革的标志是，分析化学从单纯的操作技术变成为一门学 科。 第二次变革 20 世纪中期，由于科学技术的进步，特别是一些重大的科学发现和发 展， 分析化学由化学分析发展到仪器分析， 并逐渐产生了一些现代的仪器分 析新方法、新技术，这就是第二次变革的重要标志。 第三次变革 20 世纪 70 年代末以来，以计算机广泛应用为标志的信息时代的到来， 给科学技术发展带来巨大的推动力。促使分析化学进入第三次变革:计算机 处理数据的快速、准确，使分析仪器自动化、智能化，各种傅里叶变换仪器 的相继问世， 使传统的仪器更具优越性和多功能化； 计算机促进统计处理进 入分析化学， 出现了化学计量学， 它是利用数学和统计学的方法设计或选择 最优条件，并从分析测量数据中获取最大程度的化学信息。可以这样说，这 一变革使分析化学的观念发生了转变：分析化学已经成为一门信息的科学。 仪器分析定义 所谓仪器分析是指那些采用比较复杂或特殊的仪器， 通过测量表征物质 的某些物理的或物理化学的性质参数及其变化规律来确定物质的化学组成、 状态及结构的方法。 仪器分析与化学分析的联系 1. 仪器分析是在化学分析的基础上发展起来的，其不少原理都涉及到化 学分析的基本理论；
生物仪器分析(PPT转word)
生物仪器分析(PPT转word)1第一章绪论第一节概述第二节仪器分析方法的主要评价指标2分析化学与仪器分析的关系?分析化学是提供物质中元素或化合物组成的科学和技术。
定性分析:获得试样中原子分子及功能基的相关信息。
定量分析:获得试样中一种或多种组成的相关含量。
34一、仪器分析的定义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。
5二、仪器分析的作用体育(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)6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;7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; 仪器分析虽然不是一门独立的学科，但是这些方法在化学学科中非常的重要～89 仪器分析的发展过程阶段一:16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;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; 10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)Bloch F 和Purcell E M;建立了核磁共振测定方法;诺贝尔化学奖1952年;(2)Martin A J P 和Synge R L M;建立了气相色谱分析法;诺贝尔化学奖1952年;(3)Heyrovsky J，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。
仪器分析第一章 绪论
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1）精密度（Precision）使用同一方法或步骤进行多次重复 测量所得分析数据之间符合的程度。
光散射 浊度法；拉曼光谱
光折射 折光分析；干涉法
光衍射 X-射线和电子衍射光谱
光偏转 旋光分析；旋光性色散分析；圆振二向色性分析
电 位 电位分析
四种电学特性的测量
电 荷 库仑分析
电 流 电流分析法；极谱分析
电 阻 电导分析
离 色谱分析 薄层色谱；气相色谱；液相色谱；离子色谱……..
多组份同时分离分析
操作简便，分析速度快，容易实现自
动化。
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仪器分析的特点（与化学分析 比较）
相对误差较大。化学分析一般可用于 常量和高含量成分分析，准确度较高， 误差小于千分之几。多数仪器分析相 对误差较大，一般为5%，不适用于常 量和高含量成分分析。 需要价格比较昂贵的专用仪器。
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常量分析、半微量和微量分析
（analyte, target
species）的颜色、沸熔点、气味、光学性质
（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中
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仪器分析 化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始 取代沉淀、 萃取、蒸馏等分离方法； 定性定量方法：利用物质原子、分子、离子 等的特性， 如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧 光等；
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分析化学—化学分析、仪器分析
分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学， 它包括化学分析和仪器分析两大部分。 化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确 定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定 时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
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仪器分析 课件 第一章：绪论
四 课程性质与目标
1. 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、应用化学、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；
(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；
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应该指出：仪器分析本身不是一门独立的学 科，而是多种仪器方法的组合。可是这些 仪器方法在化学学科中极其重要。它们已 不单纯地应用于分析的目的，而是广泛地 应用于研究和解决各种化学理论和实际问 题。因此，将它们称为“化学分析中的仪 器方法”更为确切。
ห้องสมุดไป่ตู้
23
四 仪器分析与化学分析的区别
化学分析 从原理看 根据化学反应及计 量关系 仪器分析
按试样量的大小：
常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
1 0 0 10~ 100 0 .1 ~ 1 0 0 .1
1 0 1~ 10 0 .1 ~ 1 0 .0 1
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1-5 仪器分析的发展
20世纪40~50年代兴起的材料科学， 60 ~70年代发展起来的环境科学都促进了 分析化学学科的发展。80年代以来，生命 科学的发展也促进分析化学一次巨大的发 展。仪器分析是分析化学的重要组成部分， 也随之不断发展，不断地更新自己，为科 学技术提供更准确、更灵敏、更专一、更 快速、更简便的分析方法。
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如生命科学研究的进展，需要对多肽、 蛋白质、核酸等生物大分子进行分析， 对生物药物分析，对超微量生物活性 物质，如单个细胞内神经传递物质的 分析以及对生物活体进行分析。 信息时代的到来，给仪器分析带来了 新的发展。信息科学主要是信息的采 集和处理。
2012研--仪器分析绪论
CT
二、电化学分析方法
• 基于物质在溶液中和电极上的电化学性质及 其变化建立的分析方法。 • 常用方法：电位分析法、电位滴定法、电导法
三、分离分析方法
常用分离方法：色谱法、电泳法
HPLC GC-MS
§1-3 仪器分析基本过程和步骤
（补充内容）
一、过程
明确任务和制定计划、取样、试样制备、
仪器分析的主要特点
1.灵敏度高，适于痕量组分的测定 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.适应性强，应用广泛 5.易于自动化
§1-2 仪器分析方法分类 (Classification of instrumental analysis)
光学分析法 电化学分析法 色谱分析法
仪器分析
广东医学院粤西高校分析中心 东野广智
gdmcfxzx@
分析中心简介
历史沿革
前身是广东医学院中心实验室，始建 于1980年。1995年获得广东省教育厅 “粤西高校实验中心广东医学院分析中心” 重点实验室建设项目，1999年通过省教育 厅的验收。
建设宗旨
为提高粤西高校教学科研水平创造物 质条件，使高校成为地方经济建设与社 会发展的技术依托，促使学校学科发展 与地方经济发展紧密结合，更好地为粤 西地区服务，达到资源共享，提高效益。
由于灵敏度没有考虑到测量噪声的影响，因 此，现在推荐用检测限而不用灵敏度作为表征分 析方法的最大检出能力。
灵敏度
在仪器分析中，分析灵敏度直接依赖于检测器的 灵敏度与仪器的放大倍数，当提高检测器的灵敏度 与仪器的放大倍数，灵敏度提高，噪声也随之增大，
而信噪比S/N和分析方法的检出能力不一定会有所改
善和提高。如果只给出灵敏度，不给出获得此灵敏 度的仪器条件，则各分析方法之间的灵敏度没有可 比性。
生物技术仪器分析课程教学大纲
《生物技术仪器分析》课程教学大纲课程名称：生物技术仪器分析课程类别：专业课课程学时：总学时 36学分：2适用专业：生物工程、生物技术先修课程：分析化学、生物化学、微生物学、化工原理适用专业：生物工程、生物技术（学分：2 学时：36）一、课程的性质和任务课程性质:《生物技术仪器分析》以介绍现代仪器分析的基本理论及其对物质进行分析测定的基本原理、基本方法、基本技巧为主要内容，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的专业基础课。
本课程是一门实验技术性较强的课程，起到基础课程与专业课程的桥梁作用。
教学目标:通过本课程学习，要求学生了解现代仪器分析的基本理论及其对物质进行分析测定的基本原理、基本方法和基本技巧, 掌握各种现代仪器分析方法在生命科学领域各相关专业的实际应用, 掌握基本的实验操作技术,为进一步从分子水平上认识和解决生命科学的相关问题奠定较好的分析基础知识。
教学要求:《生物技术仪器分析》是一门实践性、技术性很强的综合性课程，各部分内容包括相关的基础理论、仪器依据的基本原理、仪器的基本构造、定性定量分析方法、简单的分析影响因素和使用注意事项等。
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。
在教学过程中要注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及科学思维方式的训练。
二、教学内容和要求（含每章教学目的、基本教学内容和教学要求）：三、课程的重点和难点本课程涉及面广，理论性很强，但同时又是一门实践性很强的应用技术。
教学中必须重视基础理论和应用两部分，要紧密联系实际让学生从原理上学懂弄通，有些内容要放在实验室中，结合仪器讲授，并配合尽量多的演示技巧和实验进行学习。
掌握仪器分析的基本概念，基本理论与分析方法。
掌握常用分析仪器的结构原理、使用方法和应用技术。
四、参考性教学时间安排五、实践（实验）教学环节（含实验项目、实践内容）实验室相关仪器现场演示及讲解。
全自动生化分析仪的原理及检测方法
如上图通常读取16点为Am，第33点读取An。
自动生化分析仪的常用分析方法
两点终点法
吸光度
吸光度
ΔA = ( Al + Al − 1) − K ( Am + Am − 1) 2
取样装置
1. 样品探针位于取样针下部，具液面感应功能和随量 跟踪功能，取样针于样品上方下降，一旦接触到样 品液面就缓慢下降并开始吸样。
2. 探针上的感应器还设有防碰撞报警功能，遇到障碍 时取样针立即停止运动并报警。
3. 具有阻塞报警功能，即当取样针被样品中的凝块、 纤维蛋白等物质阻塞时，机器会自动报警并加大压 力冲洗取样针，或跳过当前样品。
应干扰物(丙酮酸、乙酰乙酸等)能与碱性苦昧酸反应; 2. 在接着的50秒内碱性苦味酸主要与肌酐反应，且此段时
间-吸光度曲线的线性较好(故也可用连续监测法测定肌 酐); 3. 在80-120秒及以后，碱性苦味酸可与蛋白质以及其他慢 反应干扰物反应，故选择反应的50-80秒为测定时间。
自动生化分析仪的常用分析方法
分析仪通常在反应终点附近连续读两点吸光度(分 别读取32和33点)，求出两点吸光度的平均值计算结果 ；并可根据两点的吸光度的差值判断反应是否到达终点 (平衡)。
自动生化分析仪的常用分析方法
一点终点法
吸光度
样本+R1
A1
ΔA = Al + Al − 1 2
时间（t）
自动生化分析仪的常用分析方法
2.两点终点法 在第二试剂加入以前，选择某一点(m)读取吸光度
仪器分析绪论教案
仪器分析绪论教案一、教学背景与意义随着科技的不断发展和应用需求的增加，仪器分析技术在各个领域中得到了广泛的应用。
因此，对仪器分析技术的学习和掌握变得越来越重要。
仪器分析是化学分析领域中的一种重要技术手段，可以帮助我们对物质进行准确、快速的分析，为科学研究和生产实践提供有力的支撑。
二、教学目标1.了解仪器分析的基本概念、分类和发展历程；2.掌握仪器分析的基本原理和方法；3.能够分析仪器分析在不同领域中的应用；4.培养学生独立思考和解决问题的能力。
三、教学内容1.仪器分析的基本概念1.1仪器分析的定义和特点1.2仪器分析的分类1.3仪器分析的发展历程2.仪器分析的基本原理2.1仪器分析的基本原理2.2仪器分析中的常用仪器3.仪器分析的应用3.1环境监测中的仪器分析3.2食品安全中的仪器分析3.3医药领域中的仪器分析四、教学方法与手段1.讲授法：通过讲解理论知识，使学生了解仪器分析的基本概念和原理。
2.实验教学法：通过仪器分析实验，让学生亲身体验仪器分析技术的应用，并掌握相关操作技能。
3.讨论与互动：通过小组讨论、学生提问等方式，激发学生的学习兴趣，培养其独立思考和解决问题的能力。
五、教学过程安排第一课时：仪器分析的基本概念1.1仪器分析的定义和特点1.2仪器分析的分类1.3仪器分析的发展历程第二课时：仪器分析的基本原理2.1仪器分析的基本原理2.2仪器分析中的常用仪器第三课时：仪器分析的应用3.1环境监测中的仪器分析3.2食品安全中的仪器分析3.3医药领域中的仪器分析第四课时：仪器分析实验4.1仪器分析实验操作演示4.2学生自主操作，进行仪器分析实验六、教学评价与反馈1.通过课堂讨论、作业测验等方式，对学生进行综合性评价，检查其对仪器分析知识的掌握情况；2.针对学生的学习情况，及时进行反馈和指导，帮助学生解决学习中遇到的问题；3.鼓励学生对仪器分析技术进行深入学习和探讨，培养其创新思维和实践能力。
七、教学资料与参考书目1.各类仪器分析实验操作手册2.仪器分析相关课件和教材3.《仪器分析导论》（郑海德等著）4.《仪器分析技术》（张强等著）通过本教案的设计和实施，可以帮助学生全面了解仪器分析技术的基本概念、原理和应用，提高他们的学习兴趣和实践能力，为将来的科学研究和工作打下坚实的基础。
仪器分析课后习题答案解析1
课后习题答案第一章：绪论1．解释下列名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。
（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
第三章光学分析法导论1．解释下列名词：（1）原子光谱和分子光谱；（2）原子发射光谱和原子吸收光谱；（3）统计权重和简并度；（4）分子振动光谱和分子转动光谱；（5）禁戒跃迁和亚稳态；（6）光谱项和光谱支项；（7）分子荧光、磷光和化学发光；（8）拉曼光谱。
答：（1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）当原子受到外界能量（如热能、电能等）的作用时，激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定，一般约在108 s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱；当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
（3）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂成2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。
（4）由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱；由分子在不同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。
仪器分析各章习题与答案
第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第二章色谱分析法1．塔板理论的要点与不足是什么?2．速率理论的要点是什么?3．利用保留值定性的依据是什么?4．利用相对保留值定性有什么优点?5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ．7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。
9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。
10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法?11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么?12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用?13．为什么载气需要净化?如何净化?14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常用气固色谱分离永久性气体?18．对气相色谱的载体有哪些要求?19．试比较红色载体和白色载体的特点。
20．对气相色谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性大小如何分类?22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类?26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点?27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
仪器分析 第一章绪论PPT课件
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理论
科技进步为仪器分析的发展提供了“空前 的 可能” ——主要是新概念、新材料、新技 术、新理论。
学科发展现状：分析化学正突破化学分支的 框框，与数学、物理、计算机及生命、生 物科学、环境、天文、空间等结合构成一 门学科间的交叉边缘科学，即分析科学。
电位分析法
电解分析法 库仑分析法
伏安及极谱分析法。
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3. 色谱分析法
利用各待测组分在互不相容的两相中的吸附、分 配、离子交换、排斥渗透等性质方面的不同而进行 分离和分析的方法。 包括：气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法 和离子交换色谱法等。
4.其它仪器分析方法
利用热学、力学、声学、动力学等性质进行测定 分析的分析方法 包括： 质谱法、电泳法、热分析法、放射分析法 等
•国外 1.Analytical Chemistry 2.Analyst 3.Talanta 4. Analytical Science
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仪器分析
一、仪器分析的三个重要环节 ❖ 掌握仪器分析的基本原理 ❖ 了解仪器的结构和性质，学会一些仪器的
使用 ❖ 掌握定性、定量分析的各种方法原理及相
关计算 二、内容多，学时少，讲的快 三、成绩—课堂表现、作业、考勤及考试
3
本课程的教学要求
本课程是化学专业的必修课之一。 通过本课程的学习要达到以下目的： 1、要求学生掌握常用仪器分析方法的原理和
生化仪器原理与方法
生化仪器原理与方法哇塞，生化仪器，这可真是个超厉害的东西呢！它在生物化学领域那可是有着至关重要的地位呀！咱就先说说生化仪器的原理和方法吧。
它就像是一个神奇的魔法盒，通过各种精巧的设计和技术，能够对生物样本进行精确的分析和检测。
比如说，一些仪器利用光学原理来检测样本中的物质含量，还有些利用电化学原理呢。
这就好比我们用眼睛去观察世界，不同的眼睛能看到不同的景象。
在操作的时候呢，首先要准备好样本，然后根据仪器的要求进行正确的设置和操作。
注意哦，可千万不能马虎，样本的处理要规范，仪器的参数设置也要准确，不然得出的结果可就不靠谱啦！这就跟做饭似的，食材要准备好，火候要掌握对，才能做出美味的菜肴呀！再来说说这过程中的安全性和稳定性。
这可太重要啦！生化仪器就像一辆行驶的汽车，要是安全性和稳定性不行，那可不得出大问题嘛！所以在使用过程中，一定要确保仪器的正常运行，定期维护和检查，就像我们要给汽车做保养一样。
而且操作的时候也要严格遵守规定，不能瞎搞哦，不然可能会有危险呢！生化仪器的应用场景那可真是广泛得很呐！在医学领域，可以帮助医生诊断疾病；在科研领域，能助力科学家们探索新的发现。
它的优势也很明显呀，快速、准确、灵敏，这简直就是生物化学领域的得力助手嘛！就好像有了一双超级眼睛，能看到我们平常看不到的东西。
我给你说个实际案例吧。
有一次在一个医学实验室里，医生们就是通过生化仪器检测患者的血液样本，快速准确地诊断出了疾病，为患者的治疗赢得了宝贵的时间。
你看，这效果多明显呀！这生化仪器真的是太牛啦！总之呢，生化仪器就是个超级厉害的宝贝，它的原理和方法虽然有点复杂，但是一旦掌握了，就能发挥出巨大的作用。
我们一定要好好利用它，让它为我们的生活和科学研究带来更多的帮助和惊喜呀！。
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1、科学仪器促进科学技术的发展
New directions in science are launched by new tools
much more than by new concepts. The effect of a conceptdriven revolution is to explain old things in new ways. The effect of a tool-driven revolution is to discover new things that have to be explained（由新工具开创的科学新方向远 比由新概念开创的科学新方向要多得多。由概念驱动的 革命的影响是用新概念去阐明旧事物。而由工具驱动的 革命的影响是去发现需要阐明的新事物 ）
谱仪的发明产生了质谱学，没有哈勃望远镜就
难以进行天体科学的研究，天体科学上的许多
重大发现都是依靠哈勃望远镜的观测而得到的。
扫描隧道显微镜的发明对纳米科技的兴起和发 展可以说起到决定性作用……
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论 生命科学学院微生物学教研室－YJH
科学仪器是开展科学研究和实现发明创造的必
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
生命科学学院微生物学教研室－YJH
7、科学仪器是开展生命科学研究的支撑
医学正在经历一个由经验、技艺变为科学的过程，要 把医学由经验、技艺变为科学，要依靠仪器仪表，要 依靠测试。仪器与测试技术是了解人体和生物生命机 理和探测疾患的主要手段。没有良好的测试手段，包 括各种植入人体内部的传感器，是不可能洞察人体和 生物的奥秘的。
一、教学内容
绪论
第1章 PCR及荧光定量PCR 第2章 凝胶成像设备 第3章 近红外成像设备 第4章 紫外交联仪和杂交炉 第9章 分光光度计 第10章 气相色谱 第11章 液相色谱 第12章 IKTA纯化系统
第5章 电转化仪和电融合仪
第6章 洗板机和酶标仪 第7章 离心机和离心技术 第8章 荧光显微镜技术
PCR技术使基因克隆简便易行
Mullis在1983年春天的一个周五晚上，他开车
带着女友前往乡间的小屋度周末。在蜿蜒的乡 间公路上开着车，一段DNA反复复制的景像， 在他的脑海里冒了出来。
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
生命科学学院微生物学教研室－YJH
东南大学附属中大医院的毛曦 教授从事发育生物学教学、科研二 十余年，在国内外的资料上从未看
四、考试及成绩计算
考试：闭卷或开卷
期末考试：时间在课程结束后
成绩计算 总成绩 = 期末×70% + 平时×30% 平时成绩
Байду номын сангаас考勤 平时小测验：
提问：当面提问、网上提问，科学问题
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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绪 论
一、科学仪器的重要作用
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论 生命科学学院微生物学教研室－YJH
4、科学仪器是打破贸易壁垒的强有力工具
我国已加入WTO，世界各国关税壁垒这一老武
器已被种种“技术壁垒”、“绿色壁垒”所取 代，“农药残留指标”、“重金属元素指标”、 “抗生素残留”等理由使我国传统大宗出口禽 蛋肉产品、粮食及食品，甚至蔬菜、蜂蜜、茶
生物仪器分析原理与方法
生命科学学院微生物学教研室 杨继红
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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《生物分析仪器原理与方法》教学介绍
一、教学内容
二、授课方式
三、学习参考资料
四、考试及成绩计算
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论 生命科学学院微生物学教研室－YJH
1、科学仪器促进科学技术的发展
科学是从测量开始的，没有测量就没有科学，至少 是没有精确的科学、真正的科学。
——化学家、计量学家门德列耶夫
仪器是认识世界的工具；科学是用斗量禾的学问。 用斗去量禾就对事物有了深入的了解、精确的了解，就 形成科学。
要手段。
哈勃望远镜的发明揭开了 人类对星系研究的序幕
电子显微镜的发明彻底解决了 微观研究领域放大率不足的问题
科学的进步在很大程度是被科学仪器的发明所推动的。
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论 生命科学学院微生物学教研室－YJH
1、科学仪器促进科学技术的发展
据统计，20世纪授予的诺贝尔奖项目中，物理
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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2、科学仪器是经济发展的推动力倍增器
美国商务部在1992年公布过调查结果：美国仪
器仪表产业的产值只占美国社会总产值的4％， 而由于仪器仪表事业的发展拉动的相关经济部 门的产值达到社会总产值的66％！ 仅仅在美国，每天就用各种分析仪器完成2.5亿
叶屡屡被欧、美、日等国市场拒之门外，除了
种种或明或暗的政治、经济原因，重要的原因 之一是我国现代分析检测技术和高灵敏度分析 仪器水平落后！
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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5、科学仪器是确保国家安全的利剑
近年来超级霸权国家横行世界的国际政治态势
发展，也有分析检测（包括控制）科技和仪器 发展基础和水平的因素。依仗其精确检测、控 制技术和仪器鹤立鸡群的高度发展水平，超级 霸权主义者到处挥舞其“灵巧炸弹”、“精确
《生物化学仪器分析与实验技术 》，周先碗，胡晓倩编，化学工 业出版社，2003。
《现代仪器分析在生物医学研究中的应用》，钱小红，谢剑炜主 编，化学工业出版社。 《生物化学仪器分析基础》，曹成喜主编，化学工业出版社， 2008。
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横向改进（从车体入手， 运输能力产生量的改进）
马车
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一、科学仪器的重要作用
科学技术是第一生产力，科学仪器是第一生产力的三 要素之一，在科学技术创新事业以及在促进社会生产 力的发展中起着带头作用、主导作用，是发展社会生 产力的排头兵。
学科项目的68.4％、化学学科项目的74.6%、生 物医学学科项目的90％都直接与实验有关或本 身就是实验项目，这些实验都是借助各种先进 仪器完成的。
从20世纪初到现在，诺贝尔奖颁发给仪器发明、
发展与相关的实验项目达27项之多。
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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到过脑干细胞诱导分化出的神经细
胞末梢突出物的形貌，世界各类文 献上该细胞末梢突出物的示图均是
手工绘制的。
分析测试中心电镜室王克宇同志为毛教授观测到了大鼠神经细胞末梢突 出物的形貌。毛教授非常欣喜，称这是一项重大发现，是世界上第一张
该细胞的形貌照片，对细胞、神经学等方面的研究有重大意义，他们不
久将发表具有这一重大突破的成果，在世界范围公开该细胞形貌照片。
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论 生命科学学院微生物学教研室－YJH
X射线衍射技术促进DNA双螺旋结构发现
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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X射线衍射技术促进DNA双螺旋结构发现
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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打击”、“反导系统”，在“零伤亡战争”的
庇护下横行全球。
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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6、科学仪器是打击犯罪的有力手段
弥漫全球的贩毒、吸毒恶浪、假冒伪劣产品、
金融欺诈等等已成为当今国际社会的毒瘤，也 急需更先进的检毒侦查技术和仪器、快速可靠 的质检技术和相应的分析检测仪器。
——美国能源部杰出科学家R. F. Hirsch博士
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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1、科学仪器促进科学技术的发展
科学发展史一再证明，许多重要的科学分支的
确立和发展归功于重要的科学仪器装置的研制 成功。 极谱仪的发明产生了极谱学，色谱仪的发明产 生了色谱学，光谱仪的发明产生了光谱学，质
课外辅导
个别交谈 电话 E-mail
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
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三、学习参考资料
《现代生物科学仪器分析入门》，徐金森主编，化学工业出版社， 2004。
《现代生物化学与分子生物学——仪器与设备》， 雷东风编著， 科学出版社，2006。 《生命科学仪器使用技术教程》， 滕利荣，孟庆繁主编，科学出 版社，2008。 《离心分离》，金绿松，林元喜主编，化学工业出版社，2008。
第13章 双向电泳
第14章 变性梯度凝胶电泳 第15章 毛细管电泳 第16章 超净工作台与生物 安全柜
《生物仪器分析原理与方法》——第一章 绪论
生命科学学院微生物学教研室－YJH
二、授课方式
课堂教学
讲授内容以教材为主 ； 授课采用PowerPoint课件； 课堂提问、小测验、期末考试（闭卷）； 仪器操作
——我国“两弹一星”元勋王大珩院士
Nothing begets good science like development of a good instrument（发展一种好的仪器对于一门好科学的贡献超 过了任何其他事情）。