现代化学研究方法与技术—2
中药现代研究的思路与方法
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中药现代研究的思路与方法1. 研究目标中药现代研究的目标是通过科学的方法和现代技术手段,对中药进行系统性的研究,探索其药理作用、活性成分、药效机制以及临床应用,以期发展中药现代化、个性化治疗方案,进一步推动中药在现代医学中的应用和发展。
2. 研究方法中药现代研究采用多种研究方法,包括化学分析、药理学研究、分子生物学实验、临床研究等等,下面将针对这些方法进行详细介绍。
2.1 化学分析通过对中药进行化学分析,可以鉴定其中的化学成分,特别是活性成分,为研究中药的药理作用和药效机制提供基础。
化学分析方法包括质谱分析、核磁共振分析、高效液相色谱分析等。
化学分析可以帮助研究人员发现中药中的新化合物,并确定其化学结构。
2.2 药理学研究药理学研究是中药现代研究的重要部分,通过体外实验和动物实验,探索中药的药理作用和机制。
常用的药理学研究方法包括体外细胞实验、动物模型实验和分子生物学技术的应用。
在药理学研究中,研究人员可以评估中药对特定疾病的治疗效果,寻找其作用目标和作用机制。
2.3 分子生物学实验分子生物学实验可以帮助研究人员探索中药的作用机制和相应的分子基础。
常用的方法包括基因表达分析、蛋白质表达分析、基因敲除实验等。
通过这些实验,可以深入研究中药对基因表达和信号转导通路的调控作用,揭示中药的分子机制。
2.4 临床研究临床研究是将中药置于临床背景下进行的研究,旨在评估中药的疗效和安全性。
临床研究包括临床观察研究、临床试验等。
通过临床研究,研究人员可以评估中药在临床实践中的效果,并为中药的合理应用提供科学依据。
3. 研究发现经过中药现代研究,取得了一系列重要的研究发现,包括以下几个方面:•发现了中药中许多活性成分,如黄连中的黄连素、当归中的川芎嗪等。
这些活性成分具有明显的药理作用,对多种疾病具有治疗作用。
•揭示了中药的药效机制,如某些中药通过调节炎症因子的表达来治疗炎症性疾病,某些中药通过抑制肿瘤细胞增殖和诱导凋亡来治疗肿瘤等。
二次离子质谱 质谱原理与技术 华南理工大学现代化学分析原理与技术 化学分离
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第二节 二次离子质谱(SIMS)
二次离子质谱是利用质谱法,分析初级离子入 射靶面后,溅射产生的二次离子而获取材料表面 信息的一种方法。二次离子质谱可以分析包括氢 在内的全部元素,并能给出同位素的信息,分析 化合物组分和分子结构。二次离子质谱具有很高 的灵敏度,可达到ppm甚至ppb的量级,还可以 进行微区成分成像和深度剖面分析 。
一、离子溅射与二次离子质谱
一定能量的离子打到固体表面会引起 表面原子、分子或原子团的二次发射,即 离子溅射。溅射的粒子一般以中性为主, 其中有一部分带有正、负电荷,这就是二 次离子。利用质量分析器接收分析二次离 子就得到二次离子质谱。
❖离子溅射
➢ 描述溅射现象的主要参数是溅射阈能和溅射产 额。溅射阈能指的是开始出现溅射时,初级离 子所需的能量。
离子源
①Electron Ionization (EI)源
++
:
: R2
+
: R3
++
: R4 :e
(M-R2)+
(M-R1)+
(M-R3)+
M+
Mass Spectrum
EI 源的特点: 1.电离效率高,灵敏度高; 2.应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的; 3.稳定,操作方便,电子流强度可精密控制; 4.结构简单,控温方便;
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
质谱分析特点
(1)应用范围广。测定样品可以是无机物,也可以是 有机物。应用上可做化合物的结构分析、测定原子量与 相对分子量、同位素分析、生产过程监测、环境监测、 热力学与反应动力学、空间探测等。被分析的样品可以 是气体和液体,也可以是固体。
大气中自由基的产生和转化过程研究
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大气中自由基的产生和转化过程研究大气中的自由基是指一类高活性氧化物质,它们起着重要的化学反应催化剂的作用。
对于大气化学和空气质量监测,理解和研究大气中自由基的产生和转化过程是至关重要的。
一、自由基的产生来源大气中的自由基主要来自太阳光的辐射,即紫外线和可见光。
其中,紫外线主要负责形成OH自由基,而可见光则主要负责形成O1D自由基。
这两种自由基在大气中具有较高的活性,能够参与气体、液滴和颗粒物中的化学反应,对大气的复杂化学过程起着关键的调控作用。
二、自由基的转化过程大气中的自由基转化主要涉及一系列氧化和还原反应。
最主要的自由基反应包括自由基与氧分子(O2)的反应产生O3、与氮氧化合物(NOx)的反应生成过氧化氮(NO3)等。
此外,自由基还能与有机物反应,形成一系列复杂的氧化产物,如有机过氧化物、醛类、酮类等。
这些反应过程在大气化学中起着重要的角色,能够调控大气中的O3浓度、二次有机气溶胶的生成和光化学反应的速率。
三、研究方法与技术为了深入研究大气中自由基的产生和转化过程,科学家们采用了各种现代化学技术和大气模型。
其中,辐射化学技术是研究自由基的产生的重要方法之一。
通过建立太阳辐射光源和大气模拟室,科学家们可以模拟和研究自由基的光化学反应。
此外,质谱、激光和电化学等技术也被广泛应用于自由基的测量和监测。
四、自由基在大气污染控制中的应用由于自由基具有很高的活性和特殊的化学性质,它们在大气环境改善和污染控制中具有广泛应用前景。
例如,利用自由基可以实现污染物的高效降解和去除,如利用O3自由基氧化有机物、利用OH自由基降解有毒气体等。
此外,研究表明大气中自由基对于二次有机气溶胶的生成也起着重要的调控作用,因此研究和了解自由基的产生和转化过程对于降低大气污染和保护人类健康具有重要意义。
综上所述,大气中自由基的产生和转化过程是大气化学领域的重要课题。
通过深入研究自由基的来源、转化过程和作用机制,可以更好地理解大气中的化学反应过程,为大气环境改善和污染控制提供科学依据。
中药化学2.2 色谱分离技术
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聚酰胺吸附力的影响因素: 1:形成氢键的能力与溶剂有关 水中>有机溶剂中>碱性溶剂中 常用溶剂对聚酰胺洗脱能力顺序如下: 水<甲醇或乙醇<丙酮<稀氢氧化钠液或稀氨溶 液<甲酰胺或二甲基甲酰胺<尿素水溶液。
注意温度超过150 ℃则游离硅醇基之间脱 水形成硅氧醚结构丧失游离硅醇基的吸附能力。 为酸性吸附剂适于分离中性或酸性成分。
常用硅胶:
硅胶H(不含黏合剂) 硅胶G(含黏合剂) 硅胶GF254(含煅石膏,另含有一种无机荧 光剂)。硅胶GF254nm紫外光下呈强烈黄绿色 荧光背景,在荧光背景下通过紫外光照射成分 斑点为暗斑,常用于一般显色手段不易显色的 成分的分离。
3、 洗脱:
洗脱操作的目的是要将加入的样品中各个 组分先后从上往下带出来,并能分开收集各成 分。 洗脱的过程中,上端溶剂不能干,分段收 集是关键;作定性检查合并相同成分。 TLC时Rf为0.2-0.3的溶剂系统是最佳的 洗脱系统,梯度洗脱。
4. 应用 柱色谱分离能力比薄层分离能力更强, 效果更好,尤其对结构相似、性质接近、 采用薄层难以分离的成分分离效果好。
(一)吸附剂
4、常用的吸附剂
(1)硅胶SiO2•xH2O 多孔性的硅氧烷交链结构,极性吸附剂, 吸附性较氧化铝稍低,既适于分离亲水性成分, 又可用于分离亲脂性成分。 其吸附作用的强弱取决于游离硅醇基的数 目,也与含水量有关,含水量达17%以上,则 失去吸附性,所以需110℃活化30分钟。
(一)吸附剂
例:求图中A、B、C三斑点Rf大小并判断三成分 极性大小顺序。
现代化学研究方法和技术
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发光物质
荧光光谱
成像应用 (鼠肠内壁)
5. 波的衍射 光在传播过程中遇到“障碍物”时传播方向发生改变的现象。这种“障碍物” 可以是粒子,光栅的尺寸或针孔 衍射条件;(1) 粒子,光栅的尺寸或针孔与入射光的波长
(2)光栅方程 : d(sin sin0) = K 布拉格方程: 2d(sin) = n
任课教师
刘春元: 第一章 绪论 第二章 电子顺磁共振波谱法, 第三章 电子光谱, 吸收光谱 第四章 电子光谱, 发射光谱 第五章,9.3晶体结构解析 高庆生: 第五章 X-射线技术 第六章 多晶衍射
欧阳健民: 第七章 表面结构分析 第八章 显微分析技术 徐石海: 第九章 核磁共振波谱 第十章 红外吸收光谱 第十一章 有机质谱
衍射与散射的区别
衍射原理(Diffraction of light) 次级波的位相差相同,则衍射光增强;位相相反,则不发生衍射
Diffraction of X-ray over a single crystal
Diffraction spots
X-ray single crystal diffract meter
外光谱与拉曼光谱 IR
Raman
拉曼光谱(Raman spectroscopy) Raman scattering, inelastic scattering
电子激发态
普通拉曼
虚能级
振动能级
SA
S: 斯托克线 (Stoke)0 A: 反斯托克线(Anti-stoke) 0 +
共振拉曼
E1
S
A
弛豫: 由高能态回到低能态
振动弛豫
辐射弛豫-----发光
荧光 激发态分子从激发单重态的最低能级发射光量子回到基态 寿命短
高中化学研究有机物的一般步骤和方法
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(2) 再求各元素原子的个数比
(1)试求该未知物A的实验式(分子中各原子的最简单的整数比)。 C2 H6 O
(2)若要确定它的分子式,还需要什么条件? 相对分子质量
有哪些方法可以求相对分子质量? ( 1) M = m / n (2)根据有机蒸气的相对密度D: D =M1/M2 (3)标况下有机蒸气的密度为ρg/L, M = 22.4L/mol ×ρg/L
从核磁共振氢谱图我们
可以知道哪些信息? 核磁共振仪 氢原子类型=吸收峰数目 不同氢原子的个数之比=峰强度 (峰面积或峰高)之比
3 :2 : 1
CH3CH2OH
CH3—O—CH3
核磁共振氢谱在后续学习中多次出现,是判断同分异构体、确 定有机物结构的一个重要依据!
研究有机化合物的一般步骤和方法
步骤
分离、提纯
方 法
过滤
适用条件
分离固体和液体互不 相溶的固液混合物 分离各组分沸点不同 的液态混合物
主要仪器
玻璃漏斗、玻 璃棒、烧杯
蒸馏
蒸馏瓶、冷凝管、 尾接管、锥形瓶
重结晶
固体有机物溶解度随 温度的变化较大
玻璃漏斗、玻璃 棒、烧杯
3、萃取: • 原理:利用混合物中一种溶质在互不相溶的两种溶剂 中的溶解性不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶 剂组成的溶液中提取出来的方法。 • 主要仪器:分液漏斗
一、研究有机化合物的基本步骤: 分离、提纯→确定实验式→确定化学式→确定结构式
二、分离、提纯 过滤 结晶 蒸馏
萃取、分液
色谱法
第一章 认识有机化合物
第4节 研究有机化合物的一般步骤和方法 (课时2)
三、元素分析与相对分子质量的确定 1、元素分析:李比希法→现代元素分析法
现代化学研究方法
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另外生物芯片在农业、食品监督、司法 鉴定、环境保护等方面都将作出重大贡 献。生物芯片技术的深入研究和广泛应 用,将对 21 世纪人类生活和健康产生 极其深远的影响。 总之,生物芯片是生命信息的集成,将 给生命科学的研究方式带来重大改变, 开辟了一个生命信息研究和应用的新纪 元。
从 DNA 双螺旋结构的提出开始,便开启了分 子生物学时代。分子生物学使生物大分子的研 究进入一个新的阶段,使遗传的研究深入到分 子层次,“生命之谜”被打开,人们清楚地了 解遗传信息的构成和传递的途径。在以后的近 50 年里,分子遗传学、分子免疫学、细胞生 物学等新学科如雨后春笋般出现,一个又一个 生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明, DNA 重组技术更是为利用生物工程手段的研究 和应用开辟了广阔的前景。在人类最终全面揭 开生命奥秘的进程中,化学已经并将更进一步 地为之提供理论指导和技术支持。
(3)转基因生物
转基因生物是指应用转基因技术,植入了新基因 的生物。 科学家已创造了许多种转基因动物。有些转基因 动物可以用来作为生产医药产品的“化工厂” , 有些转基因动物可以为人类器官移植提供原料。 转基因植物的产业化进程则远远超过了转基因动 物。利用转基因技术可 培育出富含各种营养素,又具抗旱、抗虫和抗土 壤能力的农作物。
1953 年,沃森和克 里克以立体化学上的 最适构型建立了一个 与 DNA 的 X射线衍 射资料相符的分子模 型—DNA 双螺旋结 构模型(如图)。
二、生命化学进展
1.基因(Gene)工程 基因是染色体上 DNA 双螺旋链的具有遗传 效应的特定核苷酸序列的总称,是生物性 状遗传的基本功能单位。 基因调控着细胞的各种功能:生
• 生物芯片的概念来自计算机芯片,是在 20 世纪 90 年代中期发展起来的高科技产物。 由于生物芯片最初的目的是用于 DNA 序列 的测定,基因表达谱鉴定,所以生物芯片 又被称为 DNA 芯片或基因芯片。
北师大化学院2014-2015-2课表
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北京师范大学分填表单位打印课表编排结果2014-2015学年春季学期填报单位:化学学院 课表类别:研究生课程考核随堂考试成绩类别方式考试周次构成百分制40/60百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制50/50百分制50/50百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/100百分制0/1006-12课程信息课程代码课程名学分周学时周次研究生/学位基础/必修CHE31113401现代化学研究方法学33考查√181-18181-18研究生/学位专业/必修CHE21026301化学教育测量与评价22考查√研究生/学位专业/必修CHE21035371科学学习理论与化学教学心理研究33考查√18考查√18研究生/学位专业/必修CHE21075031现代化学与中学化学331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21102621电化学研究方法33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21102631色谱分析法331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21104741光谱分析法33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21106971光电金属配合物化学331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107071基础化学计量学33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107081现代核磁共振技术331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107171高等量子化学33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107181计算化学理论与应用331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107261高等高分子物理33考试√18考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107271高分子材料现代分析技术331-181-18研究生/学位专业/必修CHE21107301化学生物学23考试√12考试√18研究生/学位专业/必修CHE21107311现代药物设计331-121-18研究生/学位专业/必修CHE21107331放射性药物化学进展33考试√18考查√18研究生/专业选修/选修CHE21026431化学文献221-181-18研究生/专业选修/选修CHE21107011固体材料现代分析方法概论22考试√18考试√18研究生/专业选修/选修CHE21107061无机物研究法331-181-18研究生/专业选修/选修CHE21107291环境友好高分子22考试√18考试√18研究生/专业选修/选修CHE21110091介孔材料221-181-1812研究生/必修环节/必修CHE21026241化学教学改革与实践研究23考查填表人签字______1-5√学生信息授课连上任课上课上课方式节数教师时间地点实践3胡久华[三]9-11化学楼619教师信息授课对象3贾宗超,刘正平,朱霖,龚兵[三]5-7化100A 博士:0000理论理论2王磊[二]7-8化学楼619硕士:2014/化学学院/学科教学(化学)、2014/化学学院/课程与教学论理论3王磊[二]9-11化学楼619硕士:2014/化学学院/学科教学(化学)、2014/化学学院/课程与教学论化学楼619硕士:2012/化学学院/学科教学(化学)、2012/化学学院/课程与教学论理论3魏锐[五]5-7理论3李晓宏[一]5-7化100C博士、硕士:2014/化学学院/物理化学化100C 博士、硕士:2014/化学学院/分析化学理论3欧阳津,那娜[四]9-11理论3晋卫军,邵娜[一]5-7二304博士、硕士:2014/化学学院/分析化学化200C博士、硕士:2014/化学学院/无机化学理论3王克志[五]5-7理论3刘红云[五]9-11化100C 博士、硕士:2014/化学学院/分析化学科技楼B区208博士、硕士:2014/化学学院/分析化学理论3耿珠峰,邓志威[四]5-7理论3刘亚军,黄元河[五]2-4化学楼715博士、硕士:2014/化学学院/物理化学化学楼715博士、硕士:2014/化学学院/物理化学理论3方德彩[四]5-7理论3贺昌城,霍红,周建军[五]5-7化100C 博士、硕士:2014/化学学院/高分子化学与物理二303硕士:2014/化学学院/高分子化学与物理理论3霍红,周建军,黄俐研[一]5-7理论3韩梅[五]2-4南院放化楼0208硕士:2014/化学学院/药物化学、2014/化学学院/药物化学与分子工程二305硕士:2014/化学学院/药物化学、2014/化学学院/药物化学与分子工程理论3张华北,齐传民[五]5-7理论3贾红梅,乔晋萍,朱霖,张俊波[一]5-7化200C 硕士:2014/化学学院/药物化学、2014/化学学院/药物化学与分子工程化200B 博士、硕士:2014/化学学院理论2李敏峰[五]3-4理论2杨晓晶[二]5-6化100C 博士、硕士:2014/化学学院/无机化学化100C 博士、硕士:2014/化学学院/无机化学理论3王克志[四]5-7理论2刘正平[五]3-4化200C博士、硕士:2014/化学学院/高分子化学与物理化100C 博士、硕士:2014/化学学院/分析化学、2014/化学学院/无机化学理论2岳文博[二]9-10______年_____月_____日 ______年_____月_____日______年_____月_____日硕士:2014/化学学院/学科教学(化学)、2014/化学学院/课程与教学论______________ 教学副部长(副院长/副系部主任)签字______________ 教学主管部门审核人签字______________理论3王磊[三]9-11化学楼619。
拉曼和荧光
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现代化学研究方法电磁辐射分子光谱拉曼光谱荧光光谱拉曼光谱拉曼实验位移与入射光波长无关适用于分子结构分析大小方向O=C=O 对称伸缩O=C=O 反对称伸缩偶极距不变无红外活性极化率变有拉曼活性极化率不变无拉曼活性偶极距变有红外活性互排法则:有对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼之一有活性,则另一非活性互允法则:无对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼都是活性的。
光源外光路色散系统检测器记录仪Ar+Kr +He/Ne二极管激光器488/514 531/647 633 782/830nm蒽的拉曼光谱A:采用Ar+离子激光器激发波长为514.5nmB: 采用Nd:YAG激光器激发波长为1064 nm外光路:样品池.滤光器和偏振器单晶平台,毛细管、液体池、气体池挥发性物质要密闭仪器原理示意图显微镜样品双瑞利滤光片狭缝光栅扩束器激光CCD检测器1.采用CCD检测器和陷波滤波(Notch Filter)技术,中间的光程不到一米信号强度提高,一般只需10mW小功率激光激发样品2.采用激光扩束器技术,可以连续改变激光焦点处光斑大小(1-250微米)进而可以连续改变作用于样品上的功率密度CCl4;characteristicRaman frequencies 拉曼频率的确认compositionof material物质的组成e.g. MoS2, MoO3changes in frequency of Raman peak 拉曼峰位的变化stress/strainState 张力/ 应力e.g. Si10 cm-1shiftper % strainpolarization of Raman peak拉曼偏振crystal symmetry andorientation晶体对称性和取向e.g. orientation of CVDdiamond grainswidth of Raman peak拉曼峰宽quality of crystal晶体质量e.g. amount of plasticdeformationintensity of Raman peak 拉曼峰强度amount of material物质总量e.g. thickness oftransparent coatingparallel perpendicularR esonance R aman S cattering共振拉曼光谱当激发光频率与待测分子的某个电子吸收峰接近或重合时,由于电子跃迁和分子振动的耦合,这一分子的某个或几个特征拉曼谱带强度陡然增加,这个效应被称为共振拉曼散射。
现代化学与新材料技术
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第三章现代化学与新材料技术学习目标:1.了解:现代化学发展特点和研究内容;几种传统材料的特性和应用;新材料技术的发展趋势和战略。
2.理解:几种常规的化学分析方法;一些新材料的优异性能和应用。
3.STS:领悟化学科学发展对社会进步和新材料技术发展的作用。
学习过程:材料是人们用来制造有用物品的各种物质。
材料是人类生产和生活活动的物质基础,也是社会生产力的重要因素。
早在史前,原始人类在与自然抗争过程中,学会了使用原始的材料。
可以说人类使用材料的历史与人类社会文明史一样地悠悠久长。
自从人类发现了火种以后,化学工艺对材料的发展和应用就起着重要的作用。
随着化学和其他学科的发展,人类使用的材料逐渐发展形成了金属材料,非金属材料和有机高分子材料等庞大的材料体系。
一、现代化学的特点与发展我们已经知道,化学是一门在分子、原子水平上研究物质组成、结构和性能的辩证关系,以及物质、能量转化规律的科学。
化学也是一门满足社会需要的中心科学,在现代社会中,化学对材料、能源、农业、资源的开发,满足和改善人民生活,促进社会生产发展都有着巨大的作用。
当然,化学过程产生的化学物质对环境的污染,也引起了各种各样的社会问题。
那么,现代化学是如何发展的呢?02:55(一)现代化学发展的历程化学的发展,经历了很长的历史时期。
1、古代化学的产生大约五十万年以前,人类发明了“钻木取火”,掌握了人工取火的技术。
火的利用是人类最早的一项化学实践活动,也是人类最早知道的一种化学现象,它为人们以后研究和实现一系列物质的化学变化创造了条件。
古代化学是一种实用化学,由它产生的制陶,金属冶炼,火药制造,染色,酿酒等化学工艺,几乎成为古代社会生产力发展的最重要的因素。
古代人们在实践的基础上,掌握了过滤、溶解、结晶、升华和熔融等化学技术的同时,对物质也有了总体的认识,产生诸多的物质观点,如我国战国时期的“五行说”,古希腊亚里斯多德的“四素说”等,这些化学制作工艺和学说,积累了大量的操作经验和化学知识,为近代化学的发展奠定了基础。
《科学与技术》形成性考核作业及答案
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《科学与技术》形成性考核作业及答案科学与技术作业一:一、填空题:1、科学发展经历了不同的时代。
16世纪是以科学家伽利略为代表的个体活动时代;17世纪是以科学家牛顿为代表的松散群众组织(皇家学会)时代;18世纪到第二次世界大战前是发明家爱迪生的试验工厂为代表的集体研究时代。
今天科学已经进入了国际合作的跨国建制时代. 2、18世纪末法国启蒙思想家狄德罗指出:“技术是为了某一目的,共同协作组成的各种工具和规则体系。
”3、19世纪自然科学的三大发现是细胞学说,生物进化论和能量守恒与转化定律。
4、工业革命的标志是蒸汽机的使用。
5、原子的范围是10—10 m、原子核的范围是10—14 —10-15m、夸克的范围是10-20m。
6、原子能释放的方式是衰变,裂变, 聚变,其中利用最多的是裂变.7、核电站是利用原子核裂变反映所放出的核能,驱动器轮发电机组进行发电的发电厂。
二、名词解释1.科学:是反映客观事物本质和运动律的知识体系,是人们分析、研究事物的一个探索过程,是一项全社会的事业.2。
技术:是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系,是人们改造世界的各种工具、方法和技能。
3、高新技术:是对知识密集、技术密集类产业和产品的统称,是指对一国经济、国防有重大影响和较大社会意义,能形成产业的新技术或尖端技术.4.电力革命:是指19世纪后半叶到20世纪初,发生的以新的电能(代替了蒸汽动力)开始作为主要的能源形式支配社会经济生活的社会进步和经济变革.5。
原子核:尺度为10-14——-—10—15m大小的,由质子和中子组成的原子的中心区只有原子的万分之一大小,这里却是原子中的全部正电荷和近全部质量集中区,也是核外电子环绕运动的中心.三、简答题:1、科学发展的内部和外部因素是什么?答:科学认识发生和发展的动因有两个方面,存在于科学外部的,是社会的经济发展需要;存在于科学内部的,是科学认识本身的逻辑;它们构成了科学认识发展的外部因素和内部因素。
90348-仪器分析-《现代化学实验与技术2》实验讲义(24课时)
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《现代化学实验与技术2》实验讲义实验1 有机化合物紫外吸收光谱的测定和分析一、实验原理具有不饱和结构的有机化合物,如芳香族化合物,在紫外区(200~400 nm)有特征的吸收,为有机化合物的鉴定提供了有用的信息。
紫外吸收光谱定性的方法是比较未知物与已知纯样在相同条件下绘制的吸收光谱,或将绘制的未知物吸收光谱与标准谱图(如Sadtler紫外光谱图)相比较,若两光谱图的λmax和κmax相同,表明它们是同一有机化合物。
极性溶剂对有机物的紫外吸收光谱的吸收峰波长、强度及形状有一定的影响。
溶剂极性增加,使n→π*跃迁产生的吸收带蓝移,而π→π*跃迁产生的吸收带红移。
二、仪器与试剂1.仪器UV-2401型紫外一可见分光光度计,带盖石英吸收池2只(1cm)。
2.试剂(1)苯、乙醇、正己烷、氯仿、丁酮。
(2)异亚丙基丙酮分别用水、氯仿、正己烷配成浓度为0.4 g·L-1的溶液。
三、实验步骤1.苯的吸收光谱的测绘在1 cm的石英吸收池中,加人两滴苯,加盖,用手心温热吸收池底部片刻,在紫外分光光度计上,以空白石英吸收池为参比,从220~360 nm范围内进行波长扫描,绘制吸收光谱。
确定峰值波长。
2.溶剂性质对紫外吸收光谱的影响(1)在3支5 mL带塞比色管中,各加入0.02 mL,丁酮,分别用去离子水、乙醇、氯仿稀释至刻度,摇匀。
用1 cm石英吸收池,以各自的溶剂为参比,在220~350 nm波长范围内测绘各溶液的吸收光谱。
比较它们的λmax的变化,并加以解释。
(2)在3支10 mL带塞比色管中,分别加入0.20 mL异亚丙基丙酮,并分别用水、氯仿、正己烷稀释至刻度,摇匀。
用1 cm石英吸收池,以相应的溶剂为参比,测绘各溶液在200~350 nm范围内的吸收光谱,比较各吸收光谱λmax的变化,并加以解释。
四、注意事项1.石英吸收池每换一种溶液或溶剂必须清洗干净,并用被测溶液或参比液荡洗三次。
2.本实验所用试剂均应为光谱纯或经提纯处理。
化学中的有机反应机理研究方法
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化学中的有机反应机理研究方法化学是一门复杂而又充满挑战性的学科,其中有机化学更是集复杂性、广泛性和实用性为一体的核心分支。
有机反应机理研究是有机化学不可避免的一部分,它对于深入理解化学现象,推动有机合成和材料设计等领域的发展,具有非常重要的意义。
本文将讨论一些有机反应机理研究的方法,以及它们的优缺点。
1. 动力学研究法动力学研究法是一种最直接的有机反应机理研究方法。
该方法是在实验条件下监测反应物转化率随时间的变化曲线,以推导反应的反应级数、速率常数以及反应机理。
它的优点在于可以给出反应“速度”,该速度是由反应物与反应剂之间的相互作用引起的。
因此,通过动力学研究,可以解决有机反应中反应物转化率和反应速度之间的关系,更进一步,可以揭示各种实验条件对反应结果的影响。
2. 产物分析法产物分析法是另一种有机反应机理研究方法。
在这种方法中,产物是通过反应后分离得到的,然后通过分析产品的质谱、NMR 光谱和元素分析等手段来推断反应机理。
这种方法最大的优点在于可以获得反应的产物,待分析后,可以观察其去除的各种原子或分子的种类和数量。
另外,它还可以揭示产物的分子式和化学键构成,有助于识别反应中的化学中间体。
3. 等效性研究法等效性研究法是另一种常用于有机反应机理研究的方法。
在该方法中,不同的反应物和反应条件下产生相同的反应产物。
通过等效性研究,可以确定反应物和反应机理之间的联系,尤其是可以使化学家明白哪些反应机理是通过共同步骤来产生的。
4. 计算化学方法计算化学方法是一种现代化学研究手段,特别是在有分子体系的有机反应机理研究中起的作用越来越大。
这种方法就是通过计算机模拟化学变化的量子化学的理论来预测有机反应机理。
计算化学最大的优点在于,它能够提供有机反应机理中的电子推动等化学反应机理的信息,这对于理解有机反应机理具有非常高的参考价值。
事实上,随着计算机硬件和软件的不断进步,计算化学在化学研究中扮演的角色越来越重要。
研究有机化合物的一般方法(教案)高二化学(沪科版2020选择性必修3)
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5.2研究有机化合物的一般方法一、教学目标1、了解有机化合物分离和提纯的方法;2、知道有机化合物结构鉴定的一般研究过程3、了解用于有机化合物结构测定的现代常用仪器技术4、结合简单图谱信息分析判断有机化合物的分子结构二、教学重难点重点:1.了解有机化合物分离和提纯的方法;2.结合简单图谱信息分析判断有机化合物的分子结构。
难点:结合简单图谱信息分析判断有机化合物的分子结构。
三、教学方法总结归纳法、分组讨论法等四、教学过程【导入】展示:研究有机化合物的一般过程【讲解】主要步骤:分离、提纯有机化合物,研究有机化合物的组成、结构、性质和应用,对有机化合物分子进行设计和合成。
操作简单而应用广泛的有机物分离和提纯的方法【生】重结晶、萃取、分液、蒸馏、升华、色谱分离【问】有机化合物的分离、提纯原则是什么?【生】①不增、不减、易分离、易复原①方法简便易行①途径最佳(步骤少、转化率高、无副产物等)【讲解】化学方法:一般是加入或通过某种试剂进行化学反应物理方法:利用有机物与杂质物理性质差异进行分离有机物分离的常用物理方法包括:【展示】用柱色谱分离有机物按固定相载体不同,色谱可以分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱等;按流动相的状态不同,可以分为气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱等。
【讲解】一般是加入或通过某种试剂进行化学反应在一般情况下,离子化合物在水中具有较大的溶解度,而在有机溶剂中溶解度很小。
利用这一性质,可以用酸或碱将某些杂质(如乙酸、苯酚、液溴)转化为离子化合物除去。
【讲解】物质的性质与分离、提纯方法的选择(1)根据物质的溶解度差异,可选用结晶、过滤的方法将混合物分离。
(2)根据物质的沸点差异,可选用蒸馏的方法将互溶性液体混合物分离。
(3)根据物质在不同溶剂中溶解度的差异,用萃取的方法把溶质从溶解度小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中。
(4)根据混合物中各组分的性质不同可采用加热、调节pH、加适当的试剂等方法,使某种成分转化,再用物理方法分离而除去。
组织与细胞化学技术-2
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试剂方面:因抗体不纯、标记的酶和荧光不纯或标记过量等
消除方法
A. 加 1抗前加正常血清10~30分,以封闭组织中带电荷的基因,避免与1抗的非 特异性结合。
B . 减少非特异性染色: a.免疫酶组化染色时,加1抗前,用0.3%的H2O2甲醇溶液将组织切片处理30分 (3%H2O2甲醇溶液,5~10分) b.免疫荧光染色时,用0.01~0.05%伊文思蓝稀释荧光抗体
2. 根据标记物是否与特异性第一抗体结合分类
(1)直接法 (2)间接法,灵敏度高于直接法。
附:免疫组织化学标本制备过程及要求 1. 取材
实验动物:麻醉 (处死〕,锋利刀片切成大小适中,厚度3mm- 4mm; 小型实验动物:灌注(流)固定(生理盐水和4%多聚甲醛) 取材
人体材料:活检组织、手术标本、细胞和组织
特性 组成 特异性 亲和力 交叉反应
单克隆抗体与多克隆抗体特性比较
多克隆
单克隆
多种类抗体的混合物
单一种类的抗体
低针对多个抗原决定族 高针对单一的抗原决定族
平均亲和力较高
不定,较低
高
低
五、抗原与抗体特异性结合特点
抗原与抗体的结合具有高度的特异性。在抗体的轻链和重链的可 变区中有3个特殊的易变部位,即在第30位、50-60位和第100位氨基酸 残基附近,这些部位称为超变区。超变区直接参与抗原接合部位的组 成,形成的接合部位是一个浅平穴槽,槽大小约I.5nm×0.6nm×0.6nm 抗原决定族在空间呈互补性地嵌入槽内,借分子间的范德华力、疏水 作用静电引力以及氢键而相互结合。
组织化学技术分类及基本要求
分类
1. 化学方法:在组织切片上生成沉淀以表示定性定位的存在 2. 类化学方法:用特异性染色显示,如胭脂红显示糖原 3. 物理学方法:用荧光分析、组织吸收光谱等研究组织细胞内的化 学成分 4. 显微烧灰方法:对组织中无机物质和微量元素进行测定 5. 免疫学方法:用免疫学原理 6. 分子生物学方法:如原位杂交组织化学技术
现代化学实验技术与方法 -理论计算方法
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a a
2 a
_ e2
nuclei electronsc energy (nuc.)
+ e2
kinetic energy (elect.)
ZAZB rAB + e2
A > B
nuclei
> b
electrons
1 rab
Five terms:2 kinetic energy terms plus 3 Coulombic energy terms (one attractive, 2 repulsive)
DFT (B3LYP/6-31G*, LANL2DZ for Rh) Calculations
Two conclusions from calculations: • [5+2+1] is favored over [5+2] • [5+2] is also possible!
⊙氢键的形成伴随着电荷由质子受体(Y)向质子供体(X—H)转移。 ⊙氢键的形成导致X—H键长缩短或伸长和X—H键伸缩振动频率 增大或减小(向高波数区或低波数区移动),振动频率向低波数区移 动的现象被称之为红移,反之则称为蓝移。
+ e2
kinetic energy (elect.)
ZAZB rAB + e2
A > B
nuclei
> b
electrons
1 rab
constant Three terms:1 kinetic energy term plus 2 Coulombic energy terms (1 attractive, 1 repulsive) plus a constant for nuclei
《科学与技术》期末考试试题与答案版
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科学与技术复习试题一、选择题(每题2分,共10分)1.自然界中一切物体的相互作用,都可能归结为四种基本的相互作用,即引力、弹力、电磁力和(C)相互作用。
A.地磁力B.分子力C强力D.结合力2.基因是含特定遗传信息的核苷酸序列,是(D)的最小功能单位。
A .细胞B .蛋白质C .氨基酸D .遗传物质3.1996年,世界上第一只克隆羊——多利面世,这是世界上首次利用(A)技术而培养出的克隆动物。
A. 细胞核移植 B .细胞融合C.细胞培养 D .细胞膜嫁接4.由无数恒星和星际物质构成的巨大集合体称为(A)。
A.星系 B .星空 C .星云 D .星际5.光纤通信利用光纤来传送(C),它是20世纪70年代发展起来的一种新的通信方式。
A.电 B .声 C .光 D .机械二、填空题(每空2分,共10分)6.科学是技术发展的__理论__基础,技术是科学发展的手段,他们相互依存、相互渗透、相互转化。
7 .我国863计划中,被评选列入该纲要的8个技术群是生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术、新材料技术和海洋技术。
8 .新技术革命的兴起是以__信息技术为先导的。
9.板块构造说的理论是在__大陆漂移学说、海底扩张学说的基础上发展起的。
10.1987年,世界环境与发展委员会发布了一份题为《我们共同的未来》的报告,首次提出了“可持续发展”的概念。
三、名词解释(每题5分,共20分)11.核能是在原子核变化过程中,从变化前后原子核质量亏损的质量差转化来的能量。
12. 纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级(lo-g米),再用这种超细微粒子制造的材料。
13. 地球外部圈层结构指地球外部离地表平均800千米以内的圈层,包括大气圈、水圈和生物圈。
14 .物质生产力一(劳动者十劳动资料十劳动对象十管理+⋯⋯)高科技。
四、简答题(每题15分.共30分)15.简述科学认识发展的动因。
(1)科学认识发展的外部动因(8分)恩格斯曾经指出:“经济上的需要曾经是,而且越来越是对自然界的认识进展的主要动力”。
研究有机化合物的一般方法(2)(确定实验式、分子式和分子结构)高中化学选择性必修3(新教材同步课件)
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红外光谱仪
知识海洋
确定分子结构——波谱分析
如下图所示是未知物A(化学式为C2H6O)的红外光谱图,从图中
可以找到C—O、C—H和O—H的吸收峰,因此,可以初步推测
该未知物A是含有羟基官能团的化合物,结构可表示为C2H5OH。
知识海洋
确定分子结构——波谱分析
2.核磁共振氢谱 氢原子核具有磁性,如果用电磁波照射含氢元素的化合物,其 中的氢核会吸收特定频率电磁波的能量而产生核磁共振现象, 用核磁共振仪可以记录有关信号。处于不同化学环境中的氢原 子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,相应的信号在谱图中 出现的位置也不同,具有不同的化学位移(用δ表示),而且吸 收峰的面积与氢原子数成正比。因此,由核磁共振氢谱图可以 获得该有机化合物分子中有几种不同类型的氢原子以及它们的 相对数目等信息。
现代化的元素分析仪分析的精确度和分析速度都达到了很高的水平。
现代元素分析仪
李比希
应用探究
【例】某种含C、H、O三种元素的未知物A,经燃烧分 析实验测得其中碳的质量分数为52.16%,氢的质量分 数为13.14%,试求该未知物A的实验式。
【解】(1)计算该有机化合物中氧元素的质量分数: ω(O)=100%-52.16%-13.14%=34.70%
02 原理
元素定量分析:
将一定量的 有机物燃烧
转化为简单 的无机物
定量测定
推算有机物各 元素质量分数
确定实验式 (最简式)
计算有机物各元素 原子最简整数比
知识海洋
确定实验式——元素分析
有机化合物的元素定量分析最早由德国化学家李比
希(J·von Liebig,1803—1873)提出。其方法是:
生成的CO2 KOH浓 △m1
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HO HO
HO
O O
OH
O OH
O
HO
O
N
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HO
CN
O
OH
18
2,5-dihydrobenzoic acid, sinapinic acid, nicotinic acid, a-cyano-4-hydroxycinnamic acid
etc..
MALDI is typically used in conjunction with time-of-flight analyzer and can be used to measure the molecular weights of proteins in excess of 100,000 daltons.
1-2. Mass Spectrometry
Refs: Handbook of Spectroscopy (Wiley-2003)
1-2-1 Introduction
2020/9/28
1
What we can get from the MS?
1. Accurate mass measurements can be used to match empirical formulae.
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3
Instrumentation:
All mass spectrometer systems
have 5 main components
Sample introduction
Ionization (source)
Ion Analyser
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Ion Detection
> [AH+H]+ + A- - 'self chemical ionization'
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6
a * superscript are in high energy sates.
a • superscript are radicals.
Species with a " superscript are short lived intermediates which are not seen in the spectra.
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12
Field Desorption (FD)
FD is another technique used for involatile compounds. FD works best for compounds of low polarity, and thus complements FAB. FD uses the same emitter wires used in FI, but the samples are loaded directly on the wire by dipping into a solution of the sample. The sample for FD must be soluble in some solvent (usually 2 mg in 100 microliter).
R + MH (R-2H) + MH
R + (M-H)
R+ M
10
The CI spectra of lavanduyl
acetate using
methane, isobutane
and
ammonia.
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11Field Ioniza Nhomakorabeaion (FI)
There are three practical differences between CI and FI: there is less fragmentation in FI, there is no high-resolution FI, and FI is less sensitive. Sensitivity is not an issue unless there is an extremely small amount of sample.
4. Common peaks observed in a spectrum can give useful information regarding functional groups.
5. Relative isotope abundance's are used to get information regarding the elements making up a compound.
when glycerol as a
matrix.
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15
FAB Ionization Mechanism
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16
Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI)
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Matrixes commonly used in MALDI
Display/ Analysis
4
Ionization
Hard and Soft
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5
Electron ionization or
Electron impact
ionization (EI)
Mechanisms of ion formation
Consider the ionization of the analyte species AB: 1. AB + e-* -----> A+ + B- + e 2. AB + e-* -----> A+ + B·+ 2e 3. AB + e-* ---> [AB+·*] + 2e-followed by [AB+·*] --->
6. Complex mixtures can be analysed via 'hyphenated' techniques such as GC-MS and HPLC-MS,
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2
What kind of Mass spec (MS) samples can be run?
a) pure organic or inorganic compounds b) complex mixtures e.g. environmental
samples c) biological samples e.g. proteins, nucleic
acids, blood,urine, whole cells, (hot new area “proteomics” - use of MS to study total protein content of a cell).
1 and 2 are the highest abundance and are termed instantaneous fragmentation. This is the reason why EI is considered a hard ionization process.
3 is fairly high abundance and is the process responsible for the molecular ion formation. Unfortunately the highly energetic radical intermediate [AB+°*] tends to undergo fragmentation (or rearrangement) as a stabilizing process, this is responsible for the lower mass fragment ions present in the spectra.
2. Fragmentation fingerprints (specific to each compound) can be used to identify samples by comparison to fragment databases.
3. Controlled fragmentation (through MS/MS and MSn) can be used for structural elucidation of novel compounds.
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Fast Atom Bombardment (FAB)
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14
FAB is comparatively soft ionization technique, and is thus well suited to the analysis of low volatility species, typically producing large peaks for the pseudomolecular ion species [M+H]+ and [M-H]-, along with structurally significant fragment ions and some higher mass cluster ions and dimers
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7
4 is a very low abundance process, but theoretically it can occur.
5 is a process which can occur at higher pressures (self Chemical Ionization), this is especially problematic in the ionization of alcohols and amines where you may find that the dominant ionization process is proton exchange between two analyte molecules, leading to the formation of the [M+H]+ pseudo-molecular ion.