优选现代仪器分析实验课介绍
(完整版)《现代仪器分析应用技术实践》实验课程教学大纲
《现代仪器分析应用技术实践》实验课程教学大纲（36学时）（实践课程）一、课程说明（一）课程概况课程中文名称:现代仪器分析应用技术实践课程英文名称: Technology and Application of Modern Instrumental Analysis课程编码：4010362202开课学院：化学工程学院适用专业/开课学期:化学工程与工艺/4学分/周学时：1.5/3现代仪器分析应用技术实践是为化工类专业及相关专业本科生开设的主要专业选修课程之一，使学生进一步理解各种分析仪器的基本原理、仪器结构、使用方法和应用技术，为后继课程的学习及相关工作打下坚实的基础.它既是一门独立的课程，又需要与现代仪器分析课密切配合。
先选课要求：高等数学，无机化学，分析化学，化学基础实验，大学物理,大学物理实验课程性质：选修教学对象：化学工程与工艺本科学生（二）课程目标1. 配合现代仪器分析课程的教学，使学生进一步理解各种分析仪器的原理和有关概念；2。
使学生掌握各种仪器分析方法的应用范围和主要分析对象；3. 掌握各种分析仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响；4．通过各种现代仪器分析实验,培养学生严谨的科学作风和良好的实验素养。
注:1。
该课程应开实验10-12个2. 由于实验用仪器有限，只能采用轮流安排的方式。
这样，势必有的学生是在没有学习相关理论知识的情况下进行实验的，故要强调实验前的预习，鼓励学生自学。
教师要针对学生的情况随时调整实验前讲解和讨论的内容。
二、教学方法和手段教学方法:讲解、示范操作、学生独立操作、实验操作相结合三、教学内容项目一、仪器分析设备简介及相关知识介绍（3学时)一、教学目标1．了解分析实验室规则及实验室安全规则；2．了解分析实验用水的规格和制备方法；3．了解仪器分析标准溶液的配制及注意事项二、教学重、难点仪器分析标准溶液的配制及注意事项三、教学内容1。
现代仪器分析
现代仪器分析姓名:宋楚班级：工分092学号：930302021班内序号：23随着科学技术的发展，分析化学已经由过去的经典化学分析想向仪器分析测试发展新的仪器的的不断出现涉及到各个领域。
现代仪器分析课程主要讲述了色谱分析技术、核磁共振、质谱、激光拉曼光谱、X射线荧光光谱、透射电子显微术、扫描电子显微镜。
对其进行总结如下：一液相色谱分析技术及UPLC简介1组成高压输液泵”、“色谱柱”、“进样器”、“检测器”、“馏分收集器”以及“数据获取与处理系统”等部分。
2分离原理利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。
3应用广泛应用于药品检验、生物医药研究等领域。
二核磁共振波谱法：利用核磁共振波谱进行结构（包括构型、构象）测定、定性及定量的方法1 基本原理磁核在一定外磁场作用下，因产生共振吸收，而发生核磁矩能级跃迁，由此检测到相应的信号变化，这就是核磁共振。
2组成磁体、探头不、电子控制台组成。
3应用核磁共振谱的应用极为广泛，可概括为定性、定量及定结构研究、物理化学研究、生物活性测定、药理研究及医疗诊断等方面。
1、在有机结构研究方面可测定化学结构及立体结构（构型、构象）、互变异构现象等，与紫外、红外、质谱配合使用，是确定有机化合物结构最重要的手段之一。
这个方法的最大特点是样品不会被破坏，可回收。
2、物理化学研究方面可以研究氢键、分子内旋转及测定反应速率常数等。
3、在定量方面可以测定某些药物的含量及纯度检查。
4、医疗与药理研究由于核磁共振具有能深入物体内部，而不破坏样品的特点，因而可进行活体研究，在生物化学药品方面也有广泛应用。
如酶活性、生物膜的分子结构、癌组织与正常组织鉴别、药物与受体间的作用机制等。
近年来，核磁共振成像仪，已用于人体疾病的诊断。
三质谱法是一种按照离子的质核比（m/z）大小对离子进行分离和测定的方法。
1组成由进样系统(inlet system) 离子源(ion source)质量分析器（mass analyzer）检测器（detecter）真空系统（Vacuum system组成2基本原理使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器，利用电场和磁场使发生相反的速度色散——离子束中速度较慢的离子通过电场后偏转大，速度快的偏转小；在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转，即速度慢的离子依然偏转大，速度快的偏转小；当两个场的偏转作用彼此补偿时，它们的轨道便相交于一点。
《现代仪器分析实验》课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述（中英文）：现代仪器分析实验是分析化学、仪器分析和药物分析教学中不可缺少的组成部分。
该课程主要面向药学拔尖人才培养群体，让学生可以提前接触到在实际科学研究中正在被研究人员使用的大型分析测试或成像仪器包括红外光谱仪、流式细胞仪、稳态瞬态荧光寿命光谱仪、超高分辨率激光共聚焦显微镜、液质联用仪、生物大分子相互作用仪和核磁共振波谱仪等。
我们将向学生展示仪器的基本构造，讲解检测的原理、应用领域与发展趋势，学生最终能利用仪器测试评价分析对象，也增强了对“结构决定性质”等概念的认识，提高了分析解决实际问题的能力。
Modern instrumental analysis experiments are an indispensable part of analytical chemistry, instrumental analysis and pharmaceutical analysis. This course is designed mainly for “A-level” pharmacy students, so that students can get early access to the large-scale analysis/testing/imaging instruments that are being used by researchers in their research, including infrared spectrometer, flow cytometer, fluorescence steady state and lifetime spectrometer, and ultra-high resolution laser confocal microscope, liquid-mass spectrometer, instrument for biomolecular interactions analysis and nuclear magnetic resonance spectrometer, etc. We will show the structures of different components for each instrument- 1 -and explain the detection principles, application fields and the trends in instrumental development. Students will eventually be able to use a certain instrument to test and evaluate an analysis object. It will also enhance their understandings such as "structure determines nature" and improve their capacity of solving problems.2.设计思路：不同于先修课程中的分析化学实验和并行课程中的药物分析实验，本课程的教学对象是现代分析测试仪器，每一台仪器为一个课程单元，课程围绕仪器的构造、测定基本原理、样品制备的方法、仪器软硬件的使用、具体应用案例和应用领域、数据采集、处理和分析等方面展开。
专业选修课-《现代仪器分析》课程教学大纲(普通班)
《现代仪器分析》课程教学大纲适用对象：药学专业（学分：2 学时：36 ）一、课程的性质和任务：现代仪器分析是分析化学的重要组成部分，是药学类专业的一门重要必修基础课。
本课程涉及的分析方法是根据物质物理和化学特性对物质的组成、结构、信息进行表征和测量。
本课程重点讲授仪器分析的基本概念和原理。
介绍应用领域及方法特点。
通过本课程的教学，使学生对仪器分析这一领域有初步了解，掌握常见光学仪器、色谱仪器的基本原理、设备、结构和应用，初步具有根据分析对象选择合适分析方法及解决相应问题的能力。
二、教学内容和要求：光谱部分第一章绪论教学目的和基本要求：了解现代仪器分析的内容、方法、特点和局限性、了解仪器分析发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用。
教学内容：1.现代仪器分析的内容和方法；2.现代仪器分析的特点和局限性3.现代仪器分析的发展趋势4.定量分析方法的评价指标。
第二章光谱分析法概论教学目的和要求：掌握光学分析法的分类和基本原理；波长、波数、频率和光子能量间的换算；光谱分析仪器的基本构造。
熟悉电磁波普的分区；电磁辐射与物质相互作用的相关术语；各类光学仪器的主要部件。
了解光谱分析法的发展概况。
教学内容：第一节电磁辐射及其与物质的相互作用一、电磁辐射与电磁波谱二、电磁辐射与物质的相互作用第二节光学分析法的分类一、光谱法与非光谱法二、原子光谱法与分子光谱法三、吸收光谱法与发射光谱法第三节光谱分析仪器一、辐射源二、分光系统三、辐射的检测第四节光谱分析法的发展概况第三章紫外可见分光光度法教学目的和要求：掌握紫外吸收光谱的特征，电子跃迁类型、吸收类型、特点及影响罂粟；朗伯比尔定律及其物理意义、适用条件、偏离因素；紫外-可见分光光度法用于单组份定量的方法；多组分定量的线性方程组法和双波长法。
熟悉紫外可见分光光度计的主要部件、工作原理；紫外可见分光光度计的几种光路类型；比色法的原理及显色反应条件选择；紫外可见分光光度法定性及纯度检查方法。
《现代仪器分析》课件
现代仪器分析是一门前沿的科学技术，通过使用现代化的仪器设备，对样品 进行分析和测试，帮助我们更好地了解物质的组成和性质。
课程简介
介绍《现代仪器分析》课程的目标和内容，包括仪器使用的基本原理、实验操作技巧和数据分析方法。
现代仪器分析的基本概念
1 仪器选择
根据不同的分析需求选 择适合的仪器，如质谱 仪、色谱仪等。
环境样品测试
对环境中的污染物进行分析和 检测，保护环境和生态安全。
药物分析
对药物的质量和安全性进行分 析和评估，确保药物的有效性 和可靠性。
结论与总结
通过本课程的学习，我们深入了解了现代仪器分析的基本原理和实际应用，为今后的科学研究和实 践打下了坚实的物理和 化学原理，理解分析手 段和方法。
3 仪器操作
学习正确使用和操作仪 器，保证实验结果的准 确性和可靠性。
常见现代仪器分析技术
质谱技术
通过质谱设备，对样品中的 化合物进行定性和定量分析， 广泛应用于生物医药、环境 科学等领域。
光谱技术
利用不同波长的光与物质相 互作用的特性进行分析，如 紫外可见光谱、红外光谱等。
数据分析与处理
1
数据获取
通过仪器获得样品分析的原始数据，包括光谱图、质谱图等。
2
数据处理
对原始数据进行数据清洗、信号提取和数据变换等处理，以获得有用的信息。
3
数据解释
根据分析结果和相关背景知识，对数据进行解释和评估。
案例分析
化学分析
通过现代仪器对化学反应和反 应产物进行分析，帮助解决实 际问题。
色谱技术
通过分离样品中的化合物， 达到定性和定量分析的目的， 如气相色谱、液相色谱等。
现代仪器分析实验课介绍
美国安捷伦公司 ICP－MS
•GC-ICP-MS Interface •LC-ICP-MS Interface
Angilent 7500 系列 ICP－MS
仪器及主要部件
电感耦合等离子体质谱仪由离子源、质量分析器、检测系 统、 真空系统组成。
ICP－MS原理示意图
仪器及主要部件
仪器及主要部件
目前主要得仪器公司 美国热电集团 美国Perkinelmer公司 美国安捷伦公司 美国瓦里安公司(已并入安捷伦公司)
美国热电 PQ3 ICP－MS
美国热电公司VG PQ3 ICP－MS
美国热电 X系列ICP－MS
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
10
美国热电 X Series II ICP－MS
通道式电子倍增器 Daly检测器 法拉第杯
仪器及主要部件
真空系统
两级真空 三级真空
辅助系统
透镜系统
透镜自动聚焦系统 离轴偏转系统
电子学与控制系统 高性能接口技术 模拟、脉冲计数自动识别采集
离子源
ICP作为质谱计得离子源很好地解决了离子源设计中碰到 得两个基本问题:
• 获得了可控又无污染得适当高温环境,该环境就是进样条件和
质量分析器
被分析得离子沿轴向被引进四级杆装置得一端,其速度由她们得能量 和质量决定。施加得射频电压使所有离子偏转进入一个振荡路径而通过极 棒。若适当地选择射频和直流电压,则只有给定得m/z离子才能获得稳定得 路径而通过极棒,从其另一端出射。其她离子将被过分偏转、与极棒碰撞, 并在极棒上被中和而丢失。
当两个元素得同位素具有相同质量时就存在同量异位素干 扰。
一般而论,具有奇数质量得同位素不受质谱重叠干扰,而具有 偶数质量得许多同位素则相反。在m/z=36以下,不存在同量异位 素峰干扰。
现代仪器分析实验教学大纲(2006级环境科学专业)
现代仪器分析实验教学大纲一、制定本大纲的依据根据2006级环境科学专业培养计划及2006级环境科学教学计划制定本实验大纲二、本实验课程的具体安排实验项目的设置及学时分配三、本实验课在该课程体系中的地位与作用分析检验是生产和科研的“眼睛”，仪器分析方法是分析方法的重要组成部分，分析方法仪器化是分析方法的发展方向。
在环境科学专业中该课程是一门重要专业基础课，在环境监测、环境工程、环境化学、环境管理学、环境经济学等课程中都要涉及到这方面知识，仪器分析方法是从事环境监测、环境工程工作及环境科学研究的重要手段。
四、学生应达到的实验能力与标准通过该实验课的学习使学生加深对仪器分析方法原理的理解，掌握仪器分析的主要方法，了解常用仪器的结构及用途，掌握仪器的基本使用操作，掌握各种仪器分析方法的应用范围和主要分析对象，掌握各种分析仪器的实验数据的处理方法，掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响，应用仪器分析方法解决实践中的具体问题。
通过该实验课提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生实事求是的科学态度，培养学生严谨的科学作风和良好的实验素养。
五、讲授实验的基本理论与实验技术知识实验一分光光度法测定铁实验目的：1 学习标准曲线分析法，2 练习样品中铁的测定。
实验原理：邻二氮杂菲与二价铁在一定条件下能生成稳定的橘红色络合物，该物质对一定波长的光有吸收。
该吸收符合朗伯比耳定律，即吸光度与物质浓度成正比。
据此，利用标准曲线法进行定量分析。
仪器及耗材：723分光光度计，比色管等玻璃仪器。
邻二氮杂菲、硫酸铁铵、盐酸羟胺、醋酸钠、盐酸、氢氧化钠等。
实验二火焰原子吸收法测锌实验目的：1 学习火焰原子吸收光谱定量方法，2 掌握样品中锌的测定实验原理：锌是火焰原子吸收光谱分析中经常和容易测定的元素之一，在稍贫燃的空气乙炔火焰中干扰较少，测定时以锌标准溶液的浓度为横坐标，以对应的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，根据在相同条件下测得的试样溶液的吸光度在工作曲线上即可求出试样中锌的浓度。
《现代仪器分析》教案
一、教案基本信息教案名称：《现代仪器分析》适用课程：分析化学课时安排：45分钟教学目标：1. 了解现代仪器分析的基本概念和原理。
2. 掌握常见现代仪器分析方法及其应用。
3. 培养学生的实验操作能力和分析问题能力。
教学内容：1. 现代仪器分析的基本概念和原理。
2. 紫外-可见光谱分析法。
3. 原子吸收光谱分析法。
4. 红外光谱分析法。
5. 质谱分析法。
教学方法：1. 讲授法：讲解基本概念、原理和仪器操作方法。
2. 案例分析法：分析具体案例，加深学生对仪器分析方法应用的理解。
3. 实验操作法：引导学生进行实验操作，培养实际操作能力。
教学准备：1. 教材或教学资源。
2. 实验仪器和设备。
3. 投影仪或白板。
教学过程：1. 引入：介绍现代仪器分析在科学研究和工业生产中的重要性。
2. 讲解：讲解现代仪器分析的基本概念、原理及各种分析方法的原理和应用。
3. 案例分析：分析具体案例，展示各种仪器分析方法在实际中的应用。
4. 实验操作：引导学生进行实验操作，培养实际操作能力。
5. 总结：总结现代仪器分析的方法及其在实际中的应用。
二、紫外-可见光谱分析法教学目标：1. 了解紫外-可见光谱分析法的原理。
2. 掌握紫外-可见光谱分析法的应用。
教学内容：1. 紫外-可见光谱分析法的原理。
2. 紫外-可见光谱分析法的应用。
教学方法：1. 讲授法：讲解紫外-可见光谱分析法的原理。
2. 案例分析法：分析具体案例，展示紫外-可见光谱分析法的应用。
教学准备：1. 教材或教学资源。
2. 实验仪器和设备。
教学过程：1. 引入：介绍紫外-可见光谱分析法在化学分析中的应用。
2. 讲解：讲解紫外-可见光谱分析法的原理。
3. 案例分析：分析具体案例，展示紫外-可见光谱分析法的应用。
4. 实验操作：引导学生进行实验操作，培养实际操作能力。
5. 总结：总结紫外-可见光谱分析法的原理及其应用。
三、原子吸收光谱分析法教学目标：1. 了解原子吸收光谱分析法的原理。
现代仪器分析概述仪器分析选修课教材
紫外-可见光谱分析具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够检测样品中微量的组分，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
多种光谱技术联用，提高分析效果
紫外-可见光谱分析可以与其他光谱技术联用，如红外光谱、拉曼光谱等，以提高分析效果和准确性，满足复杂样品的分析需求。
紫外-可见光谱分析
荧光光谱分析
03
02
01
环境监测
营养成分分析
对食品中的营养成分进行定量分析，如蛋白质、脂肪、碳水化合物等。
食品添加剂检测
检测食品中是否含有违规添加剂，确保食品的安全性。
农药残留检测
对农产品中的农药残留进行检测，确保食品的绿色无污染。
食品检测
对药品的有效成分、杂质等进行检测，确保药品的质量符合标准。
药品质量控制
现代仪器分析概述仪器分析选修课教材
目录
仪器分析的基本概念 常用仪器分析方法 仪器分析的应用领域 仪器分析的未来发展 结论
01
仪器分析的基本概念
定义与分类
定义
仪器分析是一种利用物理或化学方法将待测组分转化为可测量的信号，进而进行定量和定性分析的技术。
分类
仪器分析可分为电化学分析法、光谱分析法、色谱分析法、质谱分析法、热分析法等。
19世纪
20世纪初
20世纪中叶
21世纪
02
常用仪器分析方法
分离效果好，应用广泛
总结词
色谱分析是一种常用的分离和分析方法，通过不同物质在固定相和流动相之间的分配系数差异进行分离，常用于复杂样品中微量成分的定性和定量分析。
详细描述
色谱分析
总结词
高分离度、高灵敏度
详细描述
色谱分析具有高分离度和高灵敏度的特点，能够快速有效地分离复杂样品中的各种组分，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
现代仪器分析-内容简介
内容简介《现代仪器分析》课程是化学类及相关学科硕士研究生主要学位课程之一，该课程在化学及相关专业《仪器分析》课程基础之上，主要讲授在化学研究及材料科学、生命科学、环境科学等研究和应用领域中常用的现代仪器分析方法，内容包括传感器技术、电子显微、表面分析、质谱、电分析及纳米分析、现代分离科学及光谱技术等内容，这些仪器分析方法对开展化合物及材料表征、研究，以及生命科学和环境科学的研究工作都有重要的作用，是不可缺少的手段。
相关专业研究生在开展毕业论文科研工作和今后的科研以及实际应用中，会经常使用到其中的分析方法，这些方法为科学研究和生产实践提供最主要的物质构成和性能信息。
对于化学相关专业以及材料、环境、生命科学等专业硕士生而言是必须掌握的基础知识和技术。
国内出版的有关现代仪器分析的教材主要有两种类型，一是根据所在学科特点介绍部分技术，覆盖面不够宽，二是部分教材针对性讲授某种技术，理论深度较大，主要用于从事某一专门分析技术的研究人员参考。
本教材主要考虑解决上述问题，用适当的篇幅比较全面地介绍这些重要的现代仪器分析方法，教材内容有较大的覆盖面，使学生对该学科领域有较全面的了解并掌握基本的知识基础，重点介绍各种方法的原理、仪器结构与各部件功能、所能获得的信息及能解决的问题，倾向于形成以定性讨论和叙述为特点的编写风格，力求避免过于深奥的公式推导和理论分析，使教材有较强的可读性和参考价值，拓宽思路，以帮助硕士研究生在今后的科研工作中能灵活地应用这些方法解决具体问题。
教材内容主要涉及物质成分分析、性能分析、结构分析、表面分析、显微形态分析等，所涉及的研究对象不仅涉及到化学物质，也包括各种新材料、纳米物质、生物（大、小）分子、环境物质等，以及用于研究物质的转化、代谢及其动力学过程等规律的技术。
本教材由屠一锋教授制定写作大纲，第一章由龙玉梅副教授负责编写，第二章由张钱丽副教授负责编写，第三、六章由严吉林副教授负责编写，第四、五章由屠一锋教授负责编写，全书由屠一锋教授修改并统稿，由任贺强工程师协助绘制书中插图，对所有参加编写人员的努力工作表示感谢。
现代仪器分析实验报告
现代仪器分析实验报告实验报告：现代仪器分析实验一、实验目的本实验旨在介绍现代仪器分析的原理和应用，并通过实验操作，让学生掌握常用仪器的使用方法和数据分析技能。
二、实验步骤1.使用原子吸收光谱仪分析食品样品中的微量金属元素。
a.将食品样品与硝酸混合，进行酸解。
b.用氧/乙炔火焰产生气体，并使用火焰稳定器进行稳定。
c.将产生的气体通过光谱仪进行测试，记录吸光度的数据。
d.使用标准曲线法计算食品样品中金属元素的浓度。
2.使用气相色谱仪分析环境空气中的有机污染物。
a.装配气相色谱仪并进行参数设置。
b.存储样品并进行进样操作。
c.通过色谱柱分离样品中的有机污染物，并记录峰面积数据。
d.使用峰面积法计算样品中有机污染物的浓度。
3.使用核磁共振仪分析有机化合物的结构。
a.将样品溶解于溶剂中，并将溶液装入核磁管。
b.运行核磁共振仪，采集样品的核磁共振谱图。
c.根据谱图确定样品的分子结构。
4.使用超高效液相色谱仪分析药物中的成分。
a.预处理样品，将其溶解于溶剂中。
b.设置色谱仪的参数，包括流速、柱温等。
c.进行样品进样和色谱分离，记录峰面积和保留时间。
d.使用指纹图谱法进行数据分析，确定样品中药物成分的种类和含量。
三、实验结果1.食品样品中金属元素的浓度如下：金：0.05 mg/kg银：0.02 mg/kg铜：0.03 mg/kg2.环境空气中有机污染物的浓度如下：苯：10μg/m³甲苯：5μg/m³二甲苯：2μg/m³3.样品的核磁共振谱图如下：化合物A：含4个苯环化合物B：含1个醇基和1个甲基4.药物中的成分和含量如下：成分A：含量0.1%成分B：含量0.2%成分C：含量0.3%四、实验讨论1.通过原子吸收光谱仪分析食品样品中的金属元素含量，可以判断食品的安全性。
2.气相色谱仪能够高效地分离和检测环境空气中的有机污染物，对环保工作具有重要意义。
3.核磁共振仪能够精确地确定有机化合物的结构，为有机化学研究提供重要依据。
《现代仪器分析》教案
《现代仪器分析》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解现代仪器分析的基本概念、原理和特点。
（2）掌握常见现代仪器分析方法，如原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、质谱仪、X射线荧光光谱仪等。
（3）学会根据分析目的选择合适的仪器分析方法。
2. 过程与方法：（1）通过实验操作，培养学生对现代仪器分析仪器的操作能力和实验技能。
（2）通过案例分析，培养学生运用现代仪器分析方法解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对现代仪器分析学科的兴趣，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容1. 现代仪器分析的基本概念（1）现代仪器分析的定义（2）现代仪器分析的特点（3）现代仪器分析的发展趋势2. 常见现代仪器分析方法（1）原子吸收光谱仪（2）原子荧光光谱仪（3）质谱仪（4）X射线荧光光谱仪3. 仪器分析方法的选用原则（1）分析目的（2）样品特性（3）仪器性能和实验条件三、教学方法1. 讲授法：讲解现代仪器分析的基本概念、原理和特点，以及常见仪器分析方法。
2. 实验操作法：指导学生进行实验操作，培养学生的操作能力和实验技能。
3. 案例分析法：提供实际案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
四、教学准备1. 教材和参考书：现代仪器分析相关教材和参考书。
2. 实验仪器和设备：原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、质谱仪、X射线荧光光谱仪等。
3. 教学课件和多媒体设备：制作相关课件，用于辅助教学。
五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂上的发言和提问情况，考察学生的学习兴趣和积极性。
2. 实验操作能力：评估学生在实验过程中的操作技能和实验素养。
3. 案例分析报告：评估学生在案例分析过程中的分析能力和创新思维。
六、教学进程1. 课时安排：共40课时，其中理论讲授20课时，实验操作10课时，案例分析10课时。
2. 教学安排：（1）第1-10课时：现代仪器分析的基本概念、原理和特点，常见仪器分析方法的讲解。
（2）第11-20课时：实验操作，包括原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、质谱仪、X射线荧光光谱仪等仪器的操作练习。
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• 将样品快速完全地引入到一个有足够滞留时间的环境。
ICP做为质谱计的离子源主要由以下部分组成： 雾化器、雾室、炬管、高频感应线圈 在质谱计中，ICP炬管水平安装，除此之外和AES中没什么 区别 。
离子源—雾化器
玻璃同心气动雾化器
离子源—雾化器
离子源—气溶胶
试样经雾化器后形成气溶胶，气溶胶由直径大小不等的 微小液滴组成，气动雾化器所产生的气溶胶的粒径具有高度 的分散性 。
对用于质谱计的ICP，要求气溶胶液滴的平均直径小于 10 µm ，只有一小部分液滴能够满足要求。大的液滴都经由 雾室作为废液排掉了。因此同心气动雾化器的雾化效率较低 。
离子源—气溶胶
离子源—石英炬管
炬管由三个同心石英玻璃管组成，炬管 的前端穿过高频线圈。外管通入冷却气以赶 走空气并使玻璃冷却。
中间管通入辅助气，可以调节等离子焰。 高频发生器向固定线圈提供高频电流，
优选现代仪器分析实验课介绍
ZHEJIANG UNIVERSITY
质谱仪器分析原理
质谱仪器是一类能使物质粒子(原子、分子) 离化成离子并通过适当的稳定或者变化的电场磁 场将它们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与 否实现质荷比分离，并检测其强度后进行物质分 析的仪器。
感耦等离子体质谱分析方法原理
感耦等离子体质谱分析是以射频发生器提供的高频能 量加到感应耦合线圈上，并将等离子炬管置于该线圈中心 ，因而在炬管中产生高频电磁场，用微电火花引燃，使通 入炬管中的氩气电离，产生电子和离子而导电，导电的气 体受高频电磁场作用，形成与耦合线圈同心的涡流区，强 大的电流产生的高热，从而形成火炬形状的并可以自持的 等离子体。
感耦等离子体质谱分析过程
样品由载气(氩)带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形 式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气氛中被充分蒸 发、原子化和离子化，产生的离子经过采样锥和截取锥进入 真空系统，经过离子镜聚焦，由四极杆质谱计依据质荷比进 行分离。经过质谱计的离子用电子倍增管记数，所产生的信 号由计算机处理。根据质谱峰的位置及元素浓度与计数强度 的关系，进行试样中元素的定性和定量分析。
ICP-MS的特点
多元素快速同时分析—可分析除C, H, O, N, F, Cl 和惰性气体外的大部分元素
元素同位素分析—可进行同位素分析 线性范围宽—达8个数量级，从ppt-ppm，可用单标法
定量 检出限低—可达ppt(10-14)水平 干扰相对较少—与同类型其他仪器比较 多种技术联用—色谱、流动注射、激光烧蚀
• 轴向场技术 Axial Field Technology
PE ELAN DRC II
• 动态带宽调谐 Dynamic Bandpass Tuning
美国 Varian ICP－MS
Varian's ion mirror reflects the ion beam through 90 degrees
电感耦合等离子体质谱
Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
ICP－MS的发展
•ICP－MS的概念出现在1970年，主要基于以下原因：
• ICP－AES快速发展后对下一代多元素测定仪器的需要。 • ICP－AES分析基体干扰严重。尤其在地球化学分析中，不能满
足痕量元素的分析。
• 调查后得出结论，原子质谱分析是唯一能在周期表中覆盖大部分 元素，对元素具有一致的灵敏度的基本质谱技术。
• 当时的火花源质谱法进样方式不理想；不能简单快速地得到谱图 数据。在离子源和输出系统都需要从根本上做新的改变。
1.1 质谱技术的发展
1983年第一台商品ICP－MS仪器问世。两种仪器： 英国VG同位素有限公司Plasma Quad 加拿大Sciex公司Elan(PE)
美国安捷伦公司 ICP－MS
•GC-ICP-MS Interface •LC-ICP-MS Interface
Angilent 7500 系列 ICP－MS
仪器及主要部件
电感耦合等离子体质谱仪由离子源、质量分析器、检测系 统、 真空系统组成。
ICP－MS原理示意图
仪器及主要部件
仪器及主要部件
通道式电子倍增器 Daly检测器 法拉第杯
仪器及主要部件
真空系统
两级真空 三级真空
辅助系统
透镜系统
透镜自动聚焦系统 离轴偏转系统
电子学与控制系统 高性能接口技术 模拟、脉冲计数自动识别采集
离子源
ICP作为质谱计的离子源很好地解决了离子源设计中碰到 的两个基本问题：
• 获得了可控又无污染的适当高温环境，该环境是进样条件和
Dynamic Reaction Cell technology Eliminates plasma-based polyatomic interferences before they reach the quadrupole mass spectrometer
• 动态反应池技术 Dynamic Reaction Cell
目前主要的仪器公司 美国热电集团 美国Perkinelmer公司 美国安捷伦公司 美国瓦里安公司(已并入安捷伦公司)
美国热电 PQ3 ICP－MS
美国热电公司VG PQ3 ICP－MS
美国热电 X系列ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 X Series II ICP－MS
美国热电 高分辨ICP－MS
美国 PE 公司ICP－MS
液体进样
进样系统
气体进样
固体进样
直接进样 超声雾化进样 高效去溶雾化进样 流动注射进样 液相色谱进样 悬浮液雾化进样
氢化物发生进样 气相色谱进样
激光烧蚀(LA) 电热蒸发(ETV) 探针直接进样 火花烧蚀
仪器及主要部件
激发源 分析器 检测系统
ICP 冷等离子体ICP ICP与GD自动切换
四级杆 六级杆 磁式双聚焦 飞行时间