现代分析测试技术1.ppt

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1、现代分析测试技术主讲：何品刚现代分析测试技术第一章现代分析测试技术概述现代分析测试技术概述分析测试技术----获取物质的组成、含量、结构、形态、形貌以及变化过程的技术、方法和仪器（装置）。分析测试技术和分析化学密不可分，随第一台天平仪器的问世，测试技术经过几百年的发展，目前已成为各行各业必不可少的技术。现代分析测试技术的发展极大地促进现代科学的发展。例如，可以说没有现代分析测试技术也没有今日的生命科学和纳米科学的蓬勃发展。同时，现代科学技术的发展也极大地推动了现代分析测试技术的发展。最典型的是电子学、计算机以及激光等科学技术

2、的突飞猛进，带来了分析测试技术的变革。现代分析测试技术的发展水平是国家科技水平和综合国力的重要标志之一。科学研究离不开现代分析测试技术的发展，同样，科学仪器的发展体现国家科技水平和综合国力。分析测试技术与现代科学的关系现代分析测试技术概述现代分析测试技术概述现代分析测试技术概述２００２年诺贝尔化学奖表彰一是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”，二是库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。２００７年德国科学家格哈德·埃特尔因

3、在表面化学研究领域作出开拓性贡献而获得诺贝尔化学奖。2008年日本科学家下村修、美国科学家马丁·沙尔菲和美籍华裔科学家钱永健因“发现和研究了绿色荧光蛋白”获得诺贝尔化学奖。2009年美国科学家VenkatramanRamakrishnan、ThomasA.Steitz和以色列科学家AdaE.Yonath，因为他们在原子水平上显示了核糖体的形态和功能。这三位科学家利用X射线结晶学技术标出了构成核糖体的每个原子所在的位置，获得诺贝尔化学奖。分析测试技术的发展经历了三个发展阶段。阶段一：分析化学学科的建立；主要以化学分析为主的阶段

4、。16世纪，天平的出现。分析测试技术－分析化学具有了科学的内涵。20世纪初，溶液中四大化学反应平衡理论，为分析测试技术－分析化学奠定了的理论基础，并由一门操作技术变成一门科学。这时的分析化学主要以化学分析为主。现代分析测试技术概述分析测试技术的发展史阶段二：分析仪器开始快速发展的阶段。20世纪40年代后，分析仪器使分析速度加快，促进化学工业发展；但仪器分析自动化程度低，化学分析与仪器分析并重。在这个时期，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）BlochF和PurcellEM；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔

5、化学奖1952年；（2）MartinAJP和SyngeRLM；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖1952年；（3）HeyrovskyJ，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年。现代分析测试技术概述阶段三：分析测试技术在快速、高灵敏、实时、连续、智能、信息化等方面迅速发展的阶段八十年代初，以计算机技术的应用使分析仪器的发展发生了飞跃。（1）计算机控制的分析数据采集与处理：实现了分析过程的连续、快速、实时、智能。（2）化学计量学和化学信息学：实现了自动选择最佳分析条件，化学信息处理、查询、专家系统等。（3）以计算机为基础的许多新

6、仪器的出现：例如傅里叶变换红外、核磁等。现代分析测试技术概述现代分析测试技术概述物质的含量测定:常量、微量、超痕量、单细胞、单分子分析。物质的形态、结构进行分析：分子结构、晶体结构和价态的分析。复杂体系的分离、选择性识别或选择性测定。获得物质的时空信息、生物活性物质的分析。在线“online”分析和实时控制分析。宏观、微区、薄层以及纳米层级的结构、形态、型貌观察。非破坏性检测和遥测检测现代分析测试技术解决的问题社会：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

7、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。药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究。地学与环境科学：地质分析、环境监测、污染物分析。材料科学：新材料、结构与性能。外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器。现代分析测试技术概述现代分析测试技术所应用的领域电化学技术光分析技术质谱与能谱技术色谱技术联用技术成像技术热分析技术现代分析测试技术概述现代分析测试技术的分类应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质组成及含量。电导技术利用物体、溶液电导率变化的检测技

8、术。电位分析根据物质电位变化和电极反应过程中电位变化的检测技术。电解分析以电子为沉淀剂使被测物质在电解条件下析出或和其他物质分离。库仑分析法根据电解过程中消耗电量进行分析，可分为控制电流库仑法（库仑滴定法）和控制电位库仑分析法。伏安法（极谱法）根据被测物质在电解过程中其电流—电压变化曲线来