2现代分析测试技术分离

一、问答题：1、试述塔板理论的基本关系式及理论要点。

答：塔板理论的基本关系式为：在tR一定时，W或W1/2越小(即峰越窄)，理论板数n 越大，理论板高越小，柱的分离效率越高。

因此，理论塔板数是评价柱效能的指标。

1）色谱柱内存在许多塔板，组分在塔板间隔（即塔板高度）内可以很快达到分配平衡。

2）流动相进入色谱柱，不是连续的而是脉动式的，即每次通过为一个塔板体积。

3）样品加在每个塔板上，样品沿色谱柱轴方向的扩散可以忽略。

4）在所有塔板上分配系数相等，与组分的量无关。

即分配系数在各塔坂上是常数。

2、利用范氏方程说明HPLC中如何选择实验条件？① 采用粒径小而均匀的球形固定相,首选化学键合相,用匀浆法装柱.② 采用低黏度流动相,低流量(1mL/min),首选甲醇.③ 采用柱温箱,避免室温波动,增加实验重复性,柱温以25～30℃为宜.3、高效液相色谱仪包括哪些主要部件？各部件的作用是什么？ 高效液相色谱仪由五大部分组成：高压输液系统，进样系统、分离系统、检测系统和色谱工作站。

由于高效液相色谱所用固定相颗粒极细，因此对流动相阻力很大，为使流动相较快流动，必须配备有高压输液系统。

高压输液系统由储液罐、过滤器、高压输液泵、梯度洗脱装置等组成。

流动相在进入高压泵之前，应先进行过滤和脱气处理。

高压输液泵是核心部件，其密封性好，输出流量恒定，压力平稳，可调范围宽，便于迅速更换溶剂及耐腐蚀等。

进样系统是将被分离的样品导入色谱柱的装置。

要求密封性、重复性好，死体积小，便于实现自动化。

进样系统包括取样、进样两个功能。

分离系统主要是指色谱柱，色谱柱是高效液相色谱仪的核心部件，要求分离度要高、柱容量大、分析速度快。

检测器是HPLC仪的三大关键部件之一。

用来连续监测经色谱柱分离后的流出物的组成和含量变化的装置。

其作用是把洗脱液中组分的量转变为电信号。

并由工作站（或记录仪）绘出谱图来进行定性、定量分析。

色谱工作站是色谱仪的自动化控制包括自动进样系统的进样方式、输液泵系统中的溶剂流速、梯度洗脱程序、检测系统的各项参数、数据记录和处理等。

现代分离技术实验报告1. 引言现代生物分离技术是生物学研究和工业生产中至关重要的一部分。

它允许我们从复杂的混合物中提取和纯化目标物质，并为我们提供了研究和利用生物组分的有力工具。

本实验旨在介绍几种常见的现代分离技术的基本原理和应用，并通过实验操作加深我们对这些技术的理解。

2. 材料与方法2.1 材料- 细胞破碎液- 聚丙烯酰胺凝胶- 某种蛋白质混合物- DNA片段- 色谱柱- 电泳仪- 丙酮、甲醇等有机溶剂2.2 方法2.2.1 超速离心将细胞破碎液通过超速离心（10000 g，20分钟）进行初步分离。

2.2.2 凝胶电泳将蛋白质混合物用SDS-PAGE进行凝胶电泳分离，根据蛋白质大小和电荷的不同，使其在凝胶上形成明显的分离带。

2.2.3 透析将目标物质透析至所需缓冲溶液中，以去除其它杂质。

2.2.4 色谱层析使用色谱柱将目标物质与杂质进一步分离，根据目标物质的不同特性选择适当的层析介质。

2.2.5 挤压过滤使用滤器挤压过滤固体颗粒或大分子物质。

2.2.6 溶剂萃取应用不同的溶剂体系将需要分离的物质从混合物中分离出来。

3. 实验结果与讨论3.1 胶体分离结果通过超速离心后，样品分为两层，上层为液体，下层为沉淀。

沉淀层可能包含细胞碎片、酶、DNA等。

3.2 凝胶电泳结果经过凝胶电泳分离，观察到了不同大小和电荷的蛋白质在凝胶上的明显分离带。

该结果表明凝胶电泳可以有效分离目标蛋白质。

3.3 透析结果通过透析，将目标物质从混合物中进一步纯化，并去除其它杂质。

透析后观察到目标物质的纯度显著提高。

3.4 色谱层析结果在色谱柱中，目标物质在不同的物理和化学条件下与层析介质发生相互作用，实现与杂质的进一步分离。

观察到目标物质从柱上流出时的吸光度峰，表示分离效果较好。

3.5 挤压过滤结果通过挤压过滤，固体颗粒或大分子物质可以从溶液中有效地分离出来。

观察到过滤液变清澈，颗粒物质留在滤器上面。

3.6 溶剂萃取结果利用溶剂的特性和溶剂体系的选择，成功将目标物质从混合物中提取出来，并与其它溶质分离。

《现代分析测试技术》教学大纲课程名称：《现代分析测试技术》英文名称：Modern Analysis and Testing Technology课程性质：专业选修课程课程编号：F132039周学时：2学时总学时：32学时学分：2学分开设学期：第三学年第六学期教学对象：化学专业本科学生一、课程简介《现代分析测试技术》是化学专业学科专业教育平台课程的专业选修课程。

现代分析测试技术是以近几十年分析科学成果为主要授课内容，主要讲授大型仪器分析的原理、应用及进展，结合实际应用使学生能够基本掌握常见的大型分析仪器的原理和应用。

本课程是在学生学完《高等数学》、《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》、《物理化学》等专业基础课程和专业课程的基础上开设的，与该门课程同时开设的还有《物理化学》、《结构化学》等课程，这些课程都为该课程的学习打下了良好的理论基础。

通过《现代分析测试技术》课程的学习，使学生在《毕业设计（论文）》等后续实践课程中自觉运用能够运用现代分析手段，解决科研、工作中遇到的实际问题。

二、课程教学目标课程教学目标1：掌握常见分析仪器的原理、结构、基本操作方法和实验数据的处理，重点掌握仪器原理、仪器主要操作参数及其对分析结果的影响。

课程教学目标2：在以后的工作中，能够熟练运用这些知识去分析、设计和评价复杂体系的处理。

课程教学目标3：树立强烈的社会责任感，能够对产品质量、安全、环保事件起-1-到监督作用，养成严谨的科学作风和良好的实验素养。

-2-四、课程教学要求（含教学重点、难点）：第一章绪论（2学时）【教学要求/目的】1．了解仪器分析中各种分析方法，了解仪器分析涉及面广、内容丰富以及在工业生产和科学研究中的重要地位；2．理解仪器分析特点和仪器分析与化学分析之间密切关系；3．掌握仪器分析的分类、定量分析方法的评价指标；4．熟练掌握仪器分析的概念、特点和分类、定量分析方法的评价指标。

【教学内容】1. 仪器分析方法的分类；2.标准曲线的绘制及分析；3.灵敏度、精密度、检出限、准确度；-3-4.仪器分析方法的特点。

实用标准一、名词解释1. 原子吸收灵敏度：也称特征浓度，在原子吸收法中，将能产生1％吸收率即得到0.0044的吸光度的某元素的浓度称为特征浓度。

计算公式： S=0.0044×C/A （ug/mL/1%）S——1％吸收灵敏度 C——标准溶液浓度 0.0044——为1％吸收的吸光度A——3次测得的吸光度读数均值2. 原子吸收检出限：是指能产生一个确证在试样中存在被测定组分的分析信号所需要的该组分的最小浓度或最小含量。

通常以产生空白溶液信号的标准偏差2～3倍时的测量讯号的浓度表示。

只有待测元素的存在量达到这一最低浓度或更高时，才有可能将有效分析信号和噪声信号可靠地区分开。

计算公式： D＝c Kδ/A mD——元素的检出限ug/mL c——试液的浓度δ——空白溶液吸光度的标准偏差 A m——试液的平均吸光度 K——置信度常数，通常取2~3 3．荧光激发光谱：将激发光的光源分光，测定不同波长的激发光照射下所发射的荧光强度的变化，以I F—λ激发作图，便可得到荧光物质的激发光谱4．紫外可见分光光度法：紫外—可见分光光度法是利用某些物质分子能够吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。

这种分子吸收光谱源于价电子或分子轨道上电子的电子能级间跃迁，广泛用于无机和有机物质的定量测定，辅助定性分析（如配合IR）。

5．热重法：热重法（TG）是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。

TG基本原理：许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象；也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。

热重分析通常可分为两类：动态（升温）和静态（恒温）。

检测质量的变化最常用的办法就是用热天平（图1），测量的原理有两种：变位法和零位法。

6．差热分析；差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。

1.混合物的分离：混合物的分离是高中化学的重要知识点之一，包括过滤、蒸发、蒸馏、分液和萃取等。

这些方法可用于将混合物中的不同组分分离，以便进一步处理或分析。

2.离子检验：离子检验是确定物质中是否存在特定离子的过程。

通过使用适当的试剂和方法，可以检测和识别各种离子，例如硫酸根离子、氯离子、碳酸根离子等。

3.氧化还原反应：氧化还原反应是高中化学中的重要概念，它涉及到电子的转移和物质氧化态的变化。

理解氧化还原反应的原理和规律，掌握氧化剂、还原剂以及氧化产物、还原产物的概念和性质是学习这一知识点的关键。

4.元素周期表：元素周期表是高中化学的重要工具，通过周期表可以了解元素的性质和变化规律。

掌握元素周期表的排列规律和特点，能够利用周期表推断元素的性质和化合物的结构。

5.化学键与分子结构：化学键是物质中原子间相互作用的方式，不同类型的化学键决定了物质的性质和稳定性。

了解共价键、离子键和金属键的特点和形成条件，以及分子空间构型与性质的关系是学习这一知识点的重点。

6.有机化学：有机化学是研究有机化合物的结构、性质、合成和反应机理的学科。

掌握有机化合物的分类和命名原则，理解烃及其衍生物的性质和转化是学习有机化学的基础。

7.酸碱反应与平衡：酸碱反应是化学中的基本反应类型之一，掌握酸碱反应的原理、中和滴定实验以及酸碱平衡的概念和影响因素对于理解这一知识点至关重要。

8.电化学：电化学是研究电与化学反应相互关系的学科，涉及原电池、电解池的工作原理以及电镀、金属腐蚀等实际应用。

理解电化学的基本概念和原理是学习这一知识点的关键。

9.实验操作与安全：化学实验是高中化学的重要组成部分，掌握基本的实验操作技能和实验安全知识是学习这一知识点的必要条件。

了解实验仪器的使用方法、实验操作步骤以及实验安全注意事项能够保证实验的顺利进行并保障安全。

10.配位键与配合物：配位键是一种特殊的共价键，配合物是由中心原子或离子和配位体通过配位键结合形成的复杂化合物。