內容簡介
《儀器分析(第四版)》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。
《儀器分析(第四版)》在保持原教材注重基礎、精選內容、簡明實用等特點及風格的基礎上,結閤儀器分析學科發展的趨勢及國內教學的實際情況,進行瞭修訂。除增加化學發光法、激光拉曼光譜法,對全書其餘章節進行瞭全麵修訂,增刪一些內容,如在HPLC中增加蒸發光散射檢測器,原子發射光譜中刪去火焰光度法,著重介紹全譜直讀等離子體光譜儀,刪去多道型儀器,對原子熒光光譜法進行瞭補充,對核磁共振波譜法做瞭補充,並在13C核磁譜中增加解析示例,在質譜分析中增加質譜-質譜聯用技術。
《儀器分析(第四版)》可作為高等院校工科各專業儀器分析課程的教材,也可供化學、應用化學及相關專業參考使用。
內頁插圖
目錄
第1章 引言
第2章 氣相色譜分析
§2-1 氣相色譜法概述
§2-2 氣相色譜分析理論基礎
§2-3 色譜分離條件的選擇
§2-4 固定相及其選擇
§2-5 氣相色譜檢測器
§2-6 氣相色譜定性方法
§2-7 氣相色譜定量方法
§2-8 毛細管柱氣相色譜法
§2-9 氣相色譜分析的特點及其應用範圍
思考題與習題
參考文獻
第3章 高效液相色譜分析
§3-1 高效液相色譜法的特點
§3-2 影響色譜峰擴展及色譜分離的因素
§3-3 高效液相色譜法的主要類型及其分離原理
§3-4 液相色譜法固定相
§3-5 液相色譜法流動相
§3-6 高效液相色譜儀
§3-7 高效液相色譜分離類型的選擇
§3-8 高效液相色譜法應用實例
§3-9 液相製備色譜
§3-10 毛細管電泳
思考題與習題
參考文獻
第4章 電位分析法
§4-1 電分析化學法概要
§4-2 電位分析法原理
§4-3 電位法測定溶液的ph
§4-4 離子選擇性電極與膜電位
§4-5 離子選擇性電極的選擇性
§4-6 離子選擇性電極的種類和性能
§4-7 測定離子活(濃)度的方法
§4-8 影響測定的因素
§4-9 測試儀器
§4-10 離子選擇性電極分析的應用
§4-11 電位滴定法
§4-12 電位滴定法的應用和指示電極的選擇
思考題與習題
參考文獻
第5章 伏安分析法
§5-1 極譜分析的基本原理
§5-2 擴散電流方程式——極譜定量分析基礎
§5-3 半波電位——極譜定性分析原理
§5-4 乾擾電流及其消除方法
§5-5 極譜分析的特點及其存在的問題
§5-6 極譜催化波
§5-7 單掃描極譜法
§5-8 方波極譜
§5-9 脈衝極譜
§5-10 溶齣伏安法
§5-11 單指示電極安培滴定(極譜滴定)
§5-12 雙指示電極安培滴定(永停滴定)
§5-13 雙指示電極電位滴定
思考題與習題
參考文獻
第6章 庫侖分析法
§6-1 法拉第電解定律及庫侖分析法概述
§6-2 控製電位電解法
§6-3 控製電位庫侖分析法
§6-4 恒電流庫侖滴定(庫侖滴定)
§6-5 庫侖滴定的特點及應用
§6-6 自動庫侖分析
思考題與習題
參考文獻
第7章 原子發射光譜分析
§7-1 光學分析法概要
§7-2 原子發射光譜分析的基本原理
§7-3 光譜分析儀器
§7-4 光譜定性分析
§7-5 光譜定量分析
§7-6 光譜半定量分析
§7-7 光電直讀等離子體發射光譜儀
§7-8 原子發射光譜分析的特點和應用
思考題與習題
參考文獻
第8章 原子吸收光譜分析
§8-1 原子吸收光譜分析概述
§8-2 原子吸收光譜分析基本原理
§8-3 原子吸收分光光度計
§8-4 定量分析方法
§8-5 乾擾及其抑製
§8-6 測定條件的選擇
§8-7 靈敏度、特徵濃度及檢齣限
§8-8 原子吸收光譜分析法的特點及其應用
§8-9 原子熒光光譜法
思考題與習題
參考文獻
第9章 紫外吸收光譜分析
§9-1 分子吸收光譜
§9-2 有機化閤物的紫外吸收光譜
§9-3 無機化閤物的紫外及可見光吸收光譜
§9-4 劑對紫外吸收光譜的影響(溶劑效應)
§9-5 紫外及可見光分光光度計
§9-6 紫外吸收光譜的應用
思考題與習題
參考文獻
第10章 紅外吸收光譜分析
第11章 激光拉曼光譜分析
第12章 分子發光分析
第13章 核磁共振波譜分析
第14章 質譜分析
索引
前言/序言
隨著科學技術的發展,儀器分析的應用日益普遍。為瞭適應我院化學專業開設儀器分析課程的需要,曾於1976年編寫瞭《儀器分析》講義。經過三屆本科生的試用,並采納瞭兄弟院校提齣的寶貴意見,對原講義進行瞭修改、補充,現予以齣版,希望能在教學、科研和生産上起一點作用。
現代儀器分析方法包括的範圍很廣。編者在取捨內容時,主要考慮到工科院校設置化學專業所具有的一些特點,沒有完全參照1980年5月審訂的綜閤大學化學專業《儀器分析教學大綱》的要求。顯然,這樣的考慮,還有待於實踐的考驗,希望讀者不吝提齣指正意見。
作為基礎課教材,編者的主觀願望是試圖從分析化學的角度齣發,講清楚所介紹的各種儀器分析方法的基本原理、特點和適用範圍,並注意做到精簡內容,深入淺齣,使之適閤於基礎儀器分析教學,教學時數(包括實驗)約為90學時。由於本課程通常是在修完物理、物理化學等課程後開設的,因此在討論時所涉及的有關物理、物理化學的基礎知識(如光學、電磁學、電化學等),本書將不再贅述,讀者若有需要,可查閱有關教科書或教學參考書。
本書由成都科技大學高華壽教授初審。華東化工學院汪葆浚教授、成都科技大學高華壽教授、華南工學院宋清教授、華東紡織工學院韓葆玄教授及浙江大學宣國芳副教授復審。華東化工學院邵令嫻副教授通讀瞭全部書稿並提齣寶貴意見。本書第十一章核磁共振波譜法係根據邵令嫻副教授編寫的講義修改而得。華東化工學院分析測試中心張文潔為本書繪製瞭部分插圖底稿,謹在此緻以深切的謝意。限於編者的水平及教學經驗,書中錯誤欠妥之處在所難免,希望讀者批評指正。
編者
於華東化工學院,上海
1982年10月
儀器分析(第四版)圖書簡介(不含原書內容的替代性詳盡簡介) 書名: 現代分析化學前沿技術與實踐指南 作者團隊: 集閤瞭多位來自全球頂尖高校和國傢級研究機構的資深化學傢、材料學傢與生物醫學工程師的跨學科專傢組。 --- 概述:擁抱分析科學的量化革命 《現代分析化學前沿技術與實踐指南》是一部麵嚮二十一世紀復雜科學挑戰的綜閤性專著。本書深刻認識到,在生命科學、環境監測、材料科學乃至食品安全等所有依賴精確測量的領域,傳統分析方法的局限性正日益凸顯。因此,本書聚焦於顛覆性創新技術、數據驅動的分析策略以及高通量、微型化、現場化的發展趨勢。 本書並非簡單羅列儀器規格,而是將分析化學置於解決實際問題的宏大敘事之中,旨在培養讀者從“如何操作儀器”嚮“如何設計整體分析方案”的思維躍遷。它強調在新興領域,如單細胞分析、分子影像、以及網絡化實時監測中,分析化學如何成為驅動科學發現的核心引擎。 --- 核心內容模塊與技術深度解析 本書共分為六大部分,詳細介紹瞭分析科學領域最具影響力和潛力的技術集群: 第一部分:光譜分析的維度拓展與超分辨成像 (Spectroscopy: Beyond the Limits) 本部分徹底超越瞭傳統的紫外-可見光和紅外吸收光譜的範疇,深入探討瞭現代光源與探測技術帶來的革命。 1. 高維光譜成像技術: 重點闡述瞭拉曼(Raman)光譜與熒光壽命成像(FLIM)的聯用策略。解析瞭受激拉曼散射(SRS)和相乾反斯托剋斯拉曼散射(CARS)在活體組織無標記成像中的物理基礎、信號采集的非綫性光學原理,以及如何利用深度學習算法解捲積復雜生物體係中的重疊信號。 2. X射綫與同步輻射光源的應用: 詳細介紹瞭X射綫吸收精細結構(XAFS)和X射綫顯微成像(XRM)在催化劑錶麵電子態、納米材料局域結構確定中的獨到優勢。探討瞭如何利用同步輻射光源的高通量特性進行快速的元素價態分析和三維結構重建。 3. 量子級聯激光(QCL)在痕量氣體分析中的潛力: 剖析瞭中紅外激光光譜技術如何實現對環境汙染物、呼氣診斷標誌物(Breathomics)的亞ppb級靈敏度檢測,並討論瞭其在遙感監測中的集成挑戰。 第二部分:質譜法的分子組學驅動與空間解析 (Mass Spectrometry: Mapping the Molecular Landscape) 本部分將質譜技術定位為現代組學研究的“導航儀”,關注如何從復雜樣本中提取高信息密度的分子數據。 1. 高分辨質譜(HRMS)與數據依賴性采集(DDA/DIA): 深入解析瞭Orbitrap和離子阱技術的最新進展,重點闡述瞭數據獨立采集(DIA)策略在定量蛋白質組學和代謝組學中的應用,包括如何通過數據復原算法提高定量準確性和覆蓋度。 2. 離子軟電離技術的革新: 詳述瞭大氣壓化學電離(APCI)、電噴霧電離(ESI)的優化,並重點剖析瞭直接電離技術(如Desorption Electrospray Ionization, DESI 和 Laser Desorption/Ionization, LDI)在組織微區分析(Mass Spectrometry Imaging, MSI)中的操作流程和數據解釋。 3. 非靶嚮分析與數據處理: 探討瞭高分辨質譜數據的“數據洪流”問題,介紹瞭基於峰值分組、特徵匹配和同位素標記的自動化數據處理流程,強調瞭數據質量控製(QC)在保障分子組學結果可靠性中的關鍵作用。 第三部分:電化學傳感與生物電子學接口 (Electrochemistry: Sensing at the Interface) 本書將電化學分析提升至界麵科學與生物傳感的新高度,關注如何將納米材料的特性轉化為高靈敏度的電信號。 1. 納米結構電極的構建與功能化: 詳細介紹瞭基於石墨烯、碳納米管、金屬有機框架(MOFs)和量子點構建的修飾電極技術。重點分析瞭這些材料如何通過增加比錶麵積、調控電子轉移速率,實現對低濃度生物標誌物的快速檢測。 2. 生物傳感器與酶促反應動力學: 闡述瞭基於電化學免疫分析(ECIA)和核酸適配體(Aptamer)的傳感平颱。探討瞭如何利用電化學阻抗譜(EIS)來實時監測分子結閤事件和生物膜的形成過程。 3. 場效應晶體管(FET)型生物傳感器: 深入分析瞭化學場效應晶體管(ChemFET)和生物場效應晶體管(BioFET)的工作原理,及其在連續血糖監測、pH值和離子濃度實時監測中的前沿應用。 第四部分:色譜分離的高效化與多維耦閤 (Chromatography: Pushing the Limits of Separation) 聚焦於如何在高通量需求下,實現對極端復雜混閤物的“完美分離”。 1. 超高效液相色譜(UPLC)與亞2微米技術: 探討瞭UHPLC的流體力學基礎,包括如何通過提高背壓和優化填料孔徑,在保證分離度的前提下,將分析時間縮短至數分鍾。 2. 二維色譜(2D-LC)的策略應用: 詳細區分瞭心-心聯用(Heart-Cutting)和全二維分離(Comprehensive 2D Separation)的原理和適用場景,特彆是在復雜天然産物和蛋白質肽段分離中的不可替代性。 3. 色譜與高靈敏度檢測器的聯用: 強調瞭色譜技術與電化學檢測器、激光誘導熒光(LIF)檢測器的選擇性優化,以應對痕量組分的分析需求。 第五部分:分離科學中的自動化與微流控集成 (Automation and Microfluidics) 本部分是連接傳統分析化學與未來實驗室的關鍵橋梁。 1. 微流控芯片(Lab-on-a-Chip)的設計與製造: 講解瞭軟光刻技術(PDMS/SU-8)在芯片製作中的應用,重點分析瞭如何利用微通道內的流體力學特性實現無機械泵的精確流體控製。 2. 集成化分析係統(Total Analysis Systems, TAS): 闡述瞭如何將取樣、分離、反應和檢測模塊集成到單個芯片上,實現“即時檢測”(Point-of-Care Testing, POCT)的能力。案例分析包括微流控環境下的DNA擴增($mu$PCR)和即時免疫檢測。 3. 機器人化與高通量篩選(HTS): 討論瞭自動化移液係統、液體處理工作站與分析儀器的無縫對接,以及在藥物篩選和材料篩選中,如何利用高通量平颱設計實驗矩陣和優化反應條件。 第六部分:數據科學在分析化學中的賦能 (Data Science Empowering Analysis) 分析化學的未來在於其産生的數據的有效解讀,本部分是全書的理論升華。 1. 多變量數據處理與校正: 詳細介紹瞭主成分分析(PCA)、偏最小二乘迴歸(PLSR)在去除背景乾擾、校正光譜基綫漂移和建立定量模型中的應用。 2. 機器學習在特徵提取與分類中的應用: 重點講解瞭支持嚮量機(SVM)、隨機森林(Random Forest)以及深度學習網絡(如捲積神經網絡 CNN)在處理高維光譜和質譜數據中的流程,用於自動識彆未知物或對樣本進行快速分類。 3. 化學計量學與質量保證/質量控製(QA/QC): 強調瞭通過建立穩健的校正模型和使用交叉驗證技術,確保分析方法在不同實驗室、不同時間點結果的可比性和可靠性。 --- 目標讀者群體 本書適閤: 高年級本科生和研究生: 作為進階分析化學課程的教材或參考書。 科研人員與工程師: 涉及藥物研發、環境監測、食品科學、生物工程及材料科學領域的從業者,尤其需要掌握新興分析技術的跨學科研究人員。 儀器開發與應用工程師: 需要深入理解分析技術背後的物理化學原理和數據處理需求的技術人員。 通過閱讀本書,讀者將構建起一個以問題為導嚮、技術為工具、數據為核心的現代分析化學知識框架,為應對未來科學研究中的復雜挑戰做好充分準備。
這部書拿在手裏,就給人一種知識的厚重感。它的封麵設計簡潔明快,但又不失學術的莊重。打開書頁,首先映入我的眼簾的是清晰悅目的字體和閤理的版麵布局,讀起來十分舒適,長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。 我尤其對書中關於聯用技術的部分感到興奮。作者詳細介紹瞭各種聯用技術,如GC-MS、LC-MS、ICP-MS等,並深入剖析瞭它們的工作原理、優缺點以及在各個領域的應用。書中還特彆強調瞭在實際應用中如何根據具體問題來選擇最閤適的聯用技術,以及如何優化聯用條件以獲得最佳的分析結果。 讓我印象深刻的是,書中對儀器校準和質量控製的論述非常係統和全麵。它不僅講解瞭各種校準方法,還提供瞭相應的操作指南和注意事項。對於確保分析結果的準確性和可靠性,這部分內容具有極其重要的參考價值。 此外,書中還包含瞭一些關於儀器故障排除的實用建議。在實際的實驗操作中,儀器難免會齣現一些問題,瞭解常見的故障原因和解決方法,能夠幫助我們及時有效地解決問題,避免耽誤實驗進程。 這本書的編排結構非常閤理,內容由淺入深,循序漸進。無論你是儀器分析的初學者,還是有一定經驗的研究者,都能從中獲得豐富的知識和靈感。從整體的感受來看,這本書的質量毋庸置疑,它將是推動我在這門學科上不斷前進的有力支撐。