紫外-可見分光光度法原子吸收光譜法紅外光譜法核磁共振波譜法

儀器分析藥物分析教研室何丹1.分析化學(xué)是做什么的？（任務(wù)）

分析化學(xué)是研究物質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的.1）、What?

定性分析(qualitativeanalysis):目標(biāo)物質(zhì)的原子、分子或功能基團(tuán)組成信息；2）、Howmuch?

定量分析(quantitativeanalysis):目標(biāo)物質(zhì)的數(shù)量信息。2.分析化學(xué)分類

化學(xué)分析化學(xué)分離：沉淀、萃取、蒸餾等分離方法；定性方法：加入各種試劑，測(cè)量待測(cè)物的顏色、沸熔點(diǎn)、氣味、光學(xué)性質(zhì)（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶劑中的溶解特性。定量方法：重量法、容量法

儀器分析化學(xué)分離：色譜技術(shù)和毛細(xì)管電泳技術(shù)開始取代沉淀、萃取、蒸餾等分離方法；定性定量方法：利用物質(zhì)原子、分子、離子等的特性，如電導(dǎo)、電位、光吸收和發(fā)射、質(zhì)荷比、熒光等；三、儀器分析應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展方向社會(huì)：體育（興奮劑）、生活產(chǎn)品質(zhì)量（魚新鮮度、食品添加劑、農(nóng)藥殘留量）、環(huán)境質(zhì)量（污染實(shí)時(shí)檢測(cè)）、法庭化學(xué)（DNA技術(shù)，物證）化學(xué)：新化合物的結(jié)構(gòu)表征；分子層次上的分析方法；生命科學(xué)：DNA測(cè)序；活體檢測(cè)；環(huán)境科學(xué)：環(huán)境監(jiān)測(cè)；污染物分析；材料科學(xué)：新材料，結(jié)構(gòu)與性能；藥物：藥物的有效成分與結(jié)構(gòu)，構(gòu)效關(guān)系研究；外層空間探索：微型、高效、自動(dòng)、智能化儀器研制。實(shí)例

如何知道某種蛋白質(zhì)的氨基酸組成及含量?

如何知道中藥材中主要有效成分的百分含量？AmonoacidNumberofaminoacidinaBSAmoleculeLiteraturevalueResultThr(蘇氨酸)3432.8Ser(絲氨酸)2828.2Glu(谷氨酸)7978.9Pro(脯氨酸)2829.8Gly(甘氨酸)1619.1Ala(丙氨酸)4646Val(纈氨酸)3634.6Met(蛋氨酸)44.6lle(異亮氨酸)1445.6Leu(亮氨酸)6159.9Tyr(酪氨酸)1920.7Phe(苯丙氨酸)2728.7Lys(賴氨酸)5953.8His(組氨酸)1717.7電位分析法電導(dǎo)分析法電解分析法庫侖分析法極譜分析法電化學(xué)分析法儀器分析方法原于光譜法（AAS）分子光譜法（UV-Vis、IR）X射線光譜法核磁共振波譜法光學(xué)分析法光譜分析法非光譜分析法其他儀器分析法質(zhì)譜分析法熱分析法放射化學(xué)分析法色譜分析法氣相色譜法高效液相色譜法薄層色譜分析法紙色譜法四、種類第十章光譜分析法概論

光學(xué)分析法（opticalanalysis)：基于物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或物質(zhì)與輻射相互作用后產(chǎn)生的輻射信號(hào)或發(fā)生的信號(hào)變化來測(cè)定物質(zhì)的性質(zhì)、含量和結(jié)構(gòu)的一起分析方法。分為:光譜分析法和非光譜分析法。

例如：KMnO4溶液選擇吸收了白光中的綠色(500~560nm)光，與綠色光互補(bǔ)的紫色光因未被吸收而透過溶液，所以KMnO4溶液呈現(xiàn)紫色。電磁輻射及其與物質(zhì)的相互作用光的波動(dòng)性

λ（波長(zhǎng)）-空間參數(shù)

（頻率）-時(shí)間參數(shù)波數(shù)

c（光速）;

＝1／λ=

/c（波數(shù)）;

＝c／λ＝c

光的微粒性

E=h

=hc/λ=hch—Planck’sconstant(普朗克常數(shù))

h=6.6262×10-34J.sec

c=3×1010cm/sec計(jì)算1mol波長(zhǎng)為200nm的光子的能量E磁場(chǎng)向量電場(chǎng)向量傳播方向YZX與物質(zhì)作用

紫

蘭

綠黃橙

紅

300400500600700800nm

可見光區(qū)

宇宙射線γ射線X射線遠(yuǎn)紫外

紅外微波區(qū)無線電波

10-610-310-11011031051091012

E

λ

<10nm

10nm－1mm

>1mm

>124ev102ev－10－3ev<10-3ev

能譜分析光譜分析波譜分析

X－衍射分析紫外、可見核磁共振穆斯堡爾譜紅外、原子吸收順磁共振電磁波譜相互作用物質(zhì)內(nèi)能不變化透射、散射、反射、折射和衍射等物理現(xiàn)象物質(zhì)內(nèi)能變化對(duì)光的吸收、產(chǎn)生熒光、磷光和拉曼散射吸收發(fā)射拉曼散射折射和反射干涉和衍射光學(xué)分析法的分類光譜法(Spectrometry)：

利用物質(zhì)與電磁輻射作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的吸收、發(fā)射或散射輻射等電磁輻射的強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化的定性、定量分析方法。按能量交換方向分吸收光譜法發(fā)射光譜法按作用結(jié)果不同分原子光譜→線狀光譜分子光譜→帶狀光譜非光譜法利用物質(zhì)與電磁輻射的相互作用,測(cè)定電磁輻射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性質(zhì)變化的分析方法。分類：折射法、旋光法、比濁法、χ射線衍射法原子光譜和分子光譜原子光譜電子能級(jí)的電子躍遷電子光譜線狀光譜分子光譜紫外可見紅外電子能級(jí)的電子躍遷兼有振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)的電子光譜帶狀光譜振動(dòng)能級(jí)的電子躍遷兼有轉(zhuǎn)動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)光譜帶狀光譜分子的能級(jí)及電子在能級(jí)間的躍遷

v’3J‘

v’2J‘

電子

v1’激發(fā)態(tài)

v’oJ

v3

v2J

電子

v1J

基態(tài)

v0J

電子振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)能級(jí)能級(jí)

原子光譜和分子光譜特征純電子能態(tài)間躍遷S2S1S0S3h

E2E0E1E3S2S1S0h

A

h

h

h

分子內(nèi)電子躍遷帶狀光譜線狀光譜

A

NaSrCaFeCuMgZn波長(zhǎng)589.0460.7244.7372.0324.8285.2213.0E2.1042.6902.9323.3323.8174.3465.795Hλmax165(nm)λmax170(nm)吸收光譜與發(fā)射光譜發(fā)射光譜法

物質(zhì)通過電致激發(fā)、熱致激發(fā)或光致激發(fā)等激發(fā)過程獲得能量，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子或分子M*

，當(dāng)從激發(fā)態(tài)過渡到低能態(tài)或基態(tài)時(shí)產(chǎn)生發(fā)射光譜。線光譜當(dāng)輻射物質(zhì)是單個(gè)的氣態(tài)原子時(shí)，產(chǎn)生紫外、可見光區(qū)的線光譜。通過內(nèi)層電子的躍遷可以產(chǎn)生X射線線光譜。帶光譜

帶光譜是由許多量子化的振動(dòng)能級(jí)疊加在分子的基態(tài)電子能級(jí)上而形成的。連續(xù)光譜

固體加熱至熾熱會(huì)發(fā)射連續(xù)光譜，這類熱輻射稱為黑體輻射。通過熱能激發(fā)凝聚體中無數(shù)原子和分子振蕩產(chǎn)生黑體輻射。吸收光譜法

當(dāng)物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì)的原子核、原子或分子的兩個(gè)能級(jí)間躍遷所需的能量滿足△E=hv的關(guān)系時(shí)，將產(chǎn)生吸收光譜。紫外-可見分光光度法原子吸收光譜法紅外光譜法核磁共振波譜法光譜分析儀一、光源

光譜分析中，光源必須具有足夠的輸出功率和穩(wěn)定性。連續(xù)光源：在很大的波長(zhǎng)范圍內(nèi)能發(fā)射強(qiáng)度平穩(wěn)的具有連續(xù)光譜的光源。紫外光源氫燈或氘燈160-375nm可見光源鎢燈或氙燈200-700nm紅外光源能斯特?zé)簟⒐杼及?000-200cm-1線光源：金屬蒸氣燈汞燈和鈉蒸氣燈空心陰極燈用于原子吸收光譜中一、分光系統(tǒng)

將復(fù)合光分解成單色光或有一定波長(zhǎng)范圍的譜帶棱鏡

棱鏡的作用是把復(fù)合光分解為單色光。這是由于不同波長(zhǎng)的光在同一介質(zhì)中具有不同的折射率而形成的。入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2800600500400光柵：在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬度等間距條痕(600、1200、2400條/mm)。光柵衍射示意圖原理：利用光通過光柵時(shí)發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光.四、檢測(cè)器

檢測(cè)器可分為兩類，一類對(duì)光子有響應(yīng)的光檢測(cè)器，另一類為對(duì)熱產(chǎn)生響應(yīng)的熱檢測(cè)器。

光檢測(cè)器有硒光電池、光電管、光電倍增管、半導(dǎo)體等。

熱檢測(cè)器是吸收輻射并根據(jù)吸收引起的熱效應(yīng)來測(cè)量入射輻射的強(qiáng)度，包括真空熱電偶、熱電檢測(cè)器、熱電偶等。1.同一電子能級(jí),振動(dòng)態(tài)變化時(shí)所產(chǎn)生的光譜波長(zhǎng)范圍是()(1)可見光區(qū)(2)紫外光

(3)紅外光區(qū)(4)微波區(qū)2.在光學(xué)分析法中,采用鎢燈作光源的是()(1)原子光譜(2)分子光譜

(3)可見分子光譜(4)紅外光譜

3.可以概述三種原子光譜(吸收、發(fā)射、熒光)產(chǎn)生機(jī)理的是