生物儀器分析原理與方法-緒論

1、生物儀器分析原理與方法-緒 論 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 生物分析儀器原理與方法教學介紹 一、教學內(nèi)容 二、授課方式 三、學習參考資料 四、考試及成績計算 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 一、教學內(nèi)容 緒論 第1章 PCR及熒光定量PCR 第2章 凝膠成像設備 第3章 近紅外成像設備 第4章 紫外交聯(lián)儀和雜交爐 第5章 電轉化儀和電融合儀 第6章 洗板機和酶標儀 第7章 離心機和離心技術 第8章 熒光顯微鏡技術 第9章 分光光度計 第10章 氣相色譜 第11章 液相色譜 第12章 IKTA純化系統(tǒng) 第13章 雙向

2、電泳 第14章 變性梯度凝膠電泳 第15章 毛細管電泳 第16章 超凈工作臺與生物 安全柜 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 二、授課方式二、授課方式 l 課堂教學 n講授內(nèi)容以教材為主 ； n授課采用PowerPoint課件； n課堂提問、小測驗、期末考試（閉卷）； n儀器操作 l 課外輔導課外輔導 n個別交談 n電話 nE-mail 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 三、學習參考資料 l 現(xiàn)代生物科學儀器分析入門現(xiàn)代生物科學儀器分析入門，徐金森主編，化學工業(yè)出版社，徐金森主編，化學工業(yè)出版社， 2004。 l 現(xiàn)代生物

3、化學與分子生物學現(xiàn)代生物化學與分子生物學儀器與設備儀器與設備， 雷東風編著，雷東風編著， 科學出版社，科學出版社，2006。 l 生命科學儀器使用技術教程生命科學儀器使用技術教程， 滕利榮，孟慶繁主編，科學出滕利榮，孟慶繁主編，科學出 版社，版社，2008。 l 離心分離離心分離，金綠松，林元喜主編，化學工業(yè)出版社，金綠松，林元喜主編，化學工業(yè)出版社，2008。 l 生物化學儀器分析與實驗技術生物化學儀器分析與實驗技術 ，周先碗，胡曉倩編，化學工，周先碗，胡曉倩編，化學工 業(yè)出版社，業(yè)出版社，2003。 l 現(xiàn)代儀器分析在生物醫(yī)學研究中的應用現(xiàn)代儀器分析在生物醫(yī)學研究中的應用，錢小紅，謝劍煒主

4、，錢小紅，謝劍煒主 編，化學工業(yè)出版社。編，化學工業(yè)出版社。 l 生物化學儀器分析基礎生物化學儀器分析基礎，曹成喜主編，化學工業(yè)出版社，曹成喜主編，化學工業(yè)出版社， 2008。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 四、考試及成績計算 l 考試：閉卷或開卷 n期末考試：時間在課程結束后 l 成績計算 總成績 = 期末70% + 平時30% l 平時成績 n考勤 n平時小測驗： n提問：當面提問、網(wǎng)上提問，科學問題 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 緒 論 一、科學儀器的重要作用 二、儀器分析簡介 三、定量分析方法的評價指標 四

5、、痕量分析與微量分析 五、生物學儀器簡述 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH l 科學儀器是科學研究取得突破性、革命性進展 的先決條件。 以交通工具的發(fā)展變化為例以交通工具的發(fā)展變化為例 橫向改進（從車體入手，橫向改進（從車體入手， 運輸能力產(chǎn)生量的改進）運輸能力產(chǎn)生量的改進） 馬車馬車 縱 向縱 向 飛 躍飛 躍 （ 從（ 從 動 力動 力 入 手入 手 ， 運， 運 輸 能輸 能 力 產(chǎn)力 產(chǎn) 生 質(zhì)生 質(zhì) 的 飛的 飛 躍躍） 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 一、科學儀器的重要作用 l 科學技術是第一生產(chǎn)力，科學儀器

6、是第一生產(chǎn)力的三 要素之一，在科學技術創(chuàng)新事業(yè)以及在促進社會生產(chǎn) 力的發(fā)展中起著帶頭作用、主導作用，是發(fā)展社會生 產(chǎn)力的排頭兵。 科學儀器對科技創(chuàng)新、國民經(jīng)濟發(fā)展、國防建設和 小康社會建設都具有重要的支撐和推動作用。 科技部副部長劉燕華 從科學實驗的精密測試分析，到人體健康、食品、 環(huán)境的診斷探測，從航空、航天、海洋與各種極端條件 的探測，到院子、分子、納米等圍觀水平的測試，從武 器裝備到反恐、國家安全領域等，都離不開科學儀器的 應用。 中國科學院杜祥琬副院長 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 1、科學儀器促進科學技術的發(fā)展 l 科學上的發(fā)現(xiàn)和技術上的發(fā)明是

7、從對事物的觀 察開始的： l 對事物的精細觀察就要借助于科學儀器，特別 是在自然科學和工業(yè)生產(chǎn)領域更是如此。在對 事物的觀察、測試基礎上經(jīng)過分析推導，形成 認識。到這一階段還只能是假說、學說。 l 實踐是檢驗真理的唯一標準，只有在經(jīng)過測試 和考核，才能真正形成科學，所以說在科學發(fā) 展的哪一階段都離不開測試。 l 國家中長期科學技術發(fā)展規(guī)劃指出，儀器儀表 和測試是新技術革命的先導和基礎。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 1、科學儀器促進科學技術的發(fā)展 科學是從測量開始的，沒有測量就沒有科學，至少 是沒有精確的科學、真正的科學。 化學家、計量學家門德列耶夫 儀

8、器是認識世界的工具；科學是用斗量禾的學問。 用斗去量禾就對事物有了深入的了解、精確的了解，就 形成科學。 我國“兩彈一星”元勛王大珩院士 Nothing begets good science like development of a good instrument（發(fā)展一種好的儀器對于一門好科學的貢獻超 過了任何其他事情）。 英國著名科學家H.Pavy 現(xiàn)代科學的進步越來越依靠儀器的發(fā)展。 1991年諾貝爾化學獎得主R.R.Ernst 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 1、科學儀器促進科學技術的發(fā)展 New directions in science a

9、re launched by new tools much more than by new concepts. The effect of a concept- driven revolution is to explain old things in new ways. The effect of a tool-driven revolution is to discover new things that have to be explained（由新工具開創(chuàng)的科學新方向遠 比由新概念開創(chuàng)的科學新方向要多得多。由概念驅動的 革命的影響是用新概念去闡明舊事物。而由工具驅動的 革命的影響是去

10、發(fā)現(xiàn)需要闡明的新事物 ） 美國能源部杰出科學家R. F. Hirsch博士 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 1、科學儀器促進科學技術的發(fā)展 l 科學發(fā)展史一再證明，許多重要的科學分支的 確立和發(fā)展歸功于重要的科學儀器裝置的研制 成功。 l 極譜儀的發(fā)明產(chǎn)生了極譜學，色譜儀的發(fā)明產(chǎn) 生了色譜學，光譜儀的發(fā)明產(chǎn)生了光譜學，質(zhì) 譜儀的發(fā)明產(chǎn)生了質(zhì)譜學，沒有哈勃望遠鏡就 難以進行天體科學的研究，天體科學上的許多 重大發(fā)現(xiàn)都是依靠哈勃望遠鏡的觀測而得到的。 掃描隧道顯微鏡的發(fā)明對納米科技的興起和發(fā) 展可以說起到?jīng)Q定性作用 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分

11、析原理與方法-緒論YJH 哈勃望遠鏡的發(fā)明揭開了 人類對星系研究的序幕 電子顯微鏡的發(fā)明徹底解決了 微觀研究領域放大率不足的問題 科學的進步在很大程度是被科學儀器的發(fā)明所推動的科學的進步在很大程度是被科學儀器的發(fā)明所推動的。 l 科學儀器是開展科學研究和實現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造的必 要手段。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 1、科學儀器促進科學技術的發(fā)展 l 據(jù)統(tǒng)計，20世紀授予的諾貝爾獎項目中，物理 學科項目的68.4、化學學科項目的74.6%、生 物醫(yī)學學科項目的90都直接與實驗有關或本 身就是實驗項目，這些實驗都是借助各種先進 儀器完成的。 l 從20世紀初到現(xiàn)

12、在，諾貝爾獎頒發(fā)給儀器發(fā)明、 發(fā)展與相關的實驗項目達27項之多。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 2、科學儀器是經(jīng)濟發(fā)展的推動力倍增器 l 美國商務部在1992年公布過調(diào)查結果：美國儀 器儀表產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值只占美國社會總產(chǎn)值的4， 而由于儀器儀表事業(yè)的發(fā)展拉動的相關經(jīng)濟部 門的產(chǎn)值達到社會總產(chǎn)值的66！ l 僅僅在美國，每天就用各種分析儀器完成2.5億 次分析檢測工作，美國每年僅用于分析測試的 費用就高達500億美元！ 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 3

13、、科學儀器是可持續(xù)發(fā)展的保證和指路標 l 20世紀后期，由于科學儀器科技和產(chǎn)業(yè)（主要 是分析儀器）的發(fā)展，人類突然感覺到了環(huán)境 污染對人類社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大意義 和嚴重影響。發(fā)覺了大氣層臭氧空洞的產(chǎn)生、 發(fā)展及其危害以及厄爾尼諾現(xiàn)象、溫室效應、 熱帶雨林破壞等等生態(tài)平衡問題的產(chǎn)生、發(fā)展 及其危害發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測所有這一切危及人類 社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展甚至人類本身生育、遺 傳、疾病、生存基礎的大問題，都是直接依靠 現(xiàn)代分析檢測科技和現(xiàn)代科學儀器（分析儀器） 的發(fā)展和廣泛應用。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 4、科學儀器是打破貿(mào)易壁壘的強有力工具 l 我國

14、已加入WTO，世界各國關稅壁壘這一老武 器已被種種“技術壁壘”、“綠色壁壘”所取 代，“農(nóng)藥殘留指標”、“重金屬元素指標”、 “抗生素殘留”等理由使我國傳統(tǒng)大宗出口禽 蛋肉產(chǎn)品、糧食及食品，甚至蔬菜、蜂蜜、茶 葉屢屢被歐、美、日等國市場拒之門外，除了 種種或明或暗的政治、經(jīng)濟原因，重要的原因 之一是我國現(xiàn)代分析檢測技術和高靈敏度分析 儀器水平落后！ 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 5、科學儀器是確保國家安全的利劍 l 近年來超級霸權國家橫行世界的國際政治態(tài)勢 發(fā)展，也有分析檢測（包括控制）科技和儀器 發(fā)展基礎和水平的因素。依仗其精確檢測、控 制技術和儀器鶴

15、立雞群的高度發(fā)展水平，超級 霸權主義者到處揮舞其“靈巧炸彈”、“精確 打擊”、“反導系統(tǒng)”，在“零傷亡戰(zhàn)爭”的 庇護下橫行全球。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 6、科學儀器是打擊犯罪的有力手段 l 彌漫全球的販毒、吸毒惡浪、假冒偽劣產(chǎn)品、 金融欺詐等等已成為當今國際社會的毒瘤，也 急需更先進的檢毒偵查技術和儀器、快速可靠 的質(zhì)檢技術和相應的分析檢測儀器。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 7、科學儀器是開展生命科學研究的支撐 l 醫(yī)學正在經(jīng)歷一個由經(jīng)驗、技藝變?yōu)榭茖W的過程，要 把醫(yī)學由經(jīng)驗、技藝變?yōu)榭茖W，要依靠儀器儀表

16、，要 依靠測試。儀器與測試技術是了解人體和生物生命機 理和探測疾患的主要手段。沒有良好的測試手段，包 括各種植入人體內(nèi)部的傳感器，是不可能洞察人體和 生物的奧秘的。 l 對于祖國傳統(tǒng)醫(yī)學中醫(yī)學、中草藥更是如此。中醫(yī)學、 中草藥積累了多少代人的心血和經(jīng)驗，是人類寶貴的 文化遺產(chǎn)。中醫(yī)學關于將人作為一個整體的見地，有 關如經(jīng)絡、針灸、號脈等的學說與實踐都是非常珍貴 的，但也存在怎樣將它們由經(jīng)驗、技藝變?yōu)榭茖W并進 一步深化、擴大的問題，而所有這一切都靠測試，靠 儀器儀表。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH X射線衍射技術促進DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn) 生物儀器分析原理與

17、方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH X射線衍射技術促進DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn) 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH PCR技術使基因克隆簡便易行 l Mullis在1983年春天的一個周五晚上，他開車 帶著女友前往鄉(xiāng)間的小屋度周末。在蜿蜒的鄉(xiāng) 間公路上開著車，一段DNA反復復制的景像， 在他的腦海里冒了出來。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH l 東南大學附屬中大醫(yī)院的毛曦 教授從事發(fā)育生物學教學、科研二 十余年，在國內(nèi)外的資料上從未看 到過腦干細胞誘導分化出的神經(jīng)細 胞末梢突出物的形貌，世界各類文 獻上該細胞末

18、梢突出物的示圖均是 手工繪制的。 分析測試中心電鏡室王克宇同志為毛教授觀測到了大鼠神經(jīng)細胞末梢突 出物的形貌。毛教授非常欣喜，稱這是一項重大發(fā)現(xiàn)，是世界上第一張 該細胞的形貌照片，對細胞、神經(jīng)學等方面的研究有重大意義，他們不 久將發(fā)表具有這一重大突破的成果，在世界范圍公開該細胞形貌照片。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 科學儀器使人類基因組計劃提速 l 人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃、阿波羅 登月計劃并稱科學史上三大計劃。 l 人類基因組由大約30億堿基對組成，分布在23 對染色體上，大約含6萬多個基因。 人類基因組測序方法及其效率 測序方法測序方法 年

19、代年代 測序方式測序方式 所需時間所需時間 所需經(jīng)費所需經(jīng)費 常規(guī)凝膠電泳法 1990 手工 15年 30億美元 毛細管電泳法 2001 自動 3年 3億美元 微流控芯片 2005 自動 100天 50萬美元 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 第二節(jié) 儀器分析簡介 一 儀器分析和分析化學 1、什么是儀器分析？ l 儀器分析是指采用比較復雜或特殊的儀器設備， 通過測量物質(zhì)的某些物理或物理化學性質(zhì)的參 數(shù)及其變化來獲取物質(zhì)的化學組成、成分含量 及化學結構等信息的一類方法。 n這些方法一般都有獨立的方法原理及理論基礎。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分

20、析原理與方法-緒論YJH 2、分析化學化學分析、儀器分析 l 分析化學是研究物質(zhì)的組成、狀態(tài)和結構的科 學，它包括化學分析和儀器分析兩大部分。 n化學分析是指利用化學反應和它的計量關系來確定 被測物質(zhì)的組成和含量的一類分析方法。測定時需 使用化學試劑、天平和一些玻璃器皿。 n儀器分析是以物質(zhì)的物理和物理化學性質(zhì)為基礎 建立起來的一種分析方法，測定時，常常需要使用 比較復雜的儀器。 u儀器分析的產(chǎn)生為分析化學帶來革命性的變化，儀器分析 是分析化學的發(fā)展方向。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 3、儀器分析的特點（與化學分析比較） l 靈敏度高，檢出限量可降低。

21、如樣品用量由化學分析 的mL、mg級降低到儀器分析的g、L級，甚至更低。 適合于微量、痕量和超痕量成分的測定。 l 選擇性好。很多的儀器分析方法可以通過選擇或調(diào)整 測定的條件，使共存的組分測定時，相互間不產(chǎn)生干 擾。 l 操作簡便，分析速度快，容易實現(xiàn)自動化。 l 相對誤差較大?；瘜W分析一般可用于常量和高含量成 分分析，準確度較高，誤差小于千分之幾。多數(shù)儀器 分析相對誤差較大，一般為5%，不適用于常量和高含 量成分分析。 l 需要價格比較昂貴的專用儀器。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 方方 法法 試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量/mg 試液體積試液體積/mL 常量分析常

22、量分析 100 10 半微量分析半微量分析 10100 110 微量分析微量分析 0.110 0.11 超微量分析超微量分析 0.1 0.01 表表1.1 常量分析、半微量和微量分析常量分析、半微量和微量分析 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 4、儀器分析與化學分析關系 l 儀器分析與化學分析的區(qū)別不是絕對的，儀器 分析是在化學分析基礎上的發(fā)展。少儀器分析 方法的原理，涉及到有關化學分析的基本理論； 不少儀器分析方法，還必須與試樣處理、分離 及掩蔽等化學分析手段相結合，才能完成分析 的全過程。 l 儀器分析有時還需要采用化學富集的方法提高 靈敏度；有些儀器分

23、析方法，如分光光度分析 法，由于涉及大量的有機試劑和配合物化學等 理論，所以在不少書籍中，把它列入化學分析。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 二 儀器分析的方法 1、光學分析法 l 凡是以電磁輻射為測量信號的分析方法均為光 學分析法?？煞譃楣庾V法和非光譜法。 l 光譜法則是以光的吸收，發(fā)射和拉曼散射等作 用而建立的光譜方法。這類方法比較多，是主 要的光分析方法。 l 非光譜法是指那些不以光的波長為特征的信號， 僅通過測量電磁幅射的某些基本性質(zhì)（反射， 折射，干涉，衍射，偏振等）。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 2、電

24、分析化學方法 l 電化學分析法是根據(jù)物質(zhì)在溶液中的電化學性 質(zhì)建立的一類分析方法。以電訊號作為計量關 系的一類方法，主要有五大類: n電導法 n電位法 n電解法 n庫侖法 n伏安法 n極譜法 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 3、色譜法 l 色譜法是以物質(zhì)在兩相(流動相和固定相)中分 配比的差異而進行分離和分析的方法。主 要有： n氣相色譜法 n液相色譜法 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 4、其它儀器分析方法 質(zhì)譜： l 根據(jù)物質(zhì)帶電粒子的質(zhì)荷比在電磁場作用下進 行定性、定量和結構分析的方法。 熱分析： l 依據(jù)物質(zhì)的質(zhì)

25、量、體積、熱導、反應熱等性質(zhì) 與溫度之間的動態(tài)關系來進行分析的方法是熱 差分析法。 放射分析： l 依據(jù)物質(zhì)的放射性輻射來進行分析的方法同位 素稀釋法，中子活化分析法。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 三、儀器分析的發(fā)展概況 l 儀器分析的三次巨大變革 n第一次變革：20世紀初，分析天平的發(fā)明,借助于物 理化學溶液溶液理論的發(fā)展（四大平衡的建立）。 n第二次變革： 20世紀40年代以后，物理電子的發(fā)展， 各種儀器分析方法相繼建立。 n第三次變革：現(xiàn)在現(xiàn)代科學技術和生產(chǎn)的發(fā)展，計 算機的使用，尤其微型計算機的發(fā)展，給儀器分析 帶來全新的革命。 生物儀器分析原

26、理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 20世紀世紀40 50年代興起的材料科學，年代興起的材料科學，60 70年代發(fā)展起來的年代發(fā)展起來的 環(huán)境科學都促進了分析化學學科的發(fā)展。環(huán)境科學都促進了分析化學學科的發(fā)展。80年代以來，生命科年代以來，生命科 學的發(fā)展也促進分析化學一次巨大的發(fā)展。儀器分析是分析化學的發(fā)展也促進分析化學一次巨大的發(fā)展。儀器分析是分析化 學的重要組成部分，也隨之不斷發(fā)展，不斷地更新自己，為科學的重要組成部分，也隨之不斷發(fā)展，不斷地更新自己，為科 學技術提供更準確、更靈敏、專一、快速、簡便的分析方法。學技術提供更準確、更靈敏、專一、快速、簡便的分析方法。 如

27、生命科學研究的進展，需要對多肽、蛋白質(zhì)、核酸等生如生命科學研究的進展，需要對多肽、蛋白質(zhì)、核酸等生 物大分子進行分析，對生物藥物分析，對超微量生物活性物質(zhì)，物大分子進行分析，對生物藥物分析，對超微量生物活性物質(zhì)， 如單個細胞內(nèi)神經(jīng)傳遞物質(zhì)的分析以及對生物活體進行分析。如單個細胞內(nèi)神經(jīng)傳遞物質(zhì)的分析以及對生物活體進行分析。 1. 儀器分析的發(fā)展儀器分析的發(fā)展 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 信息時代的到來，給儀器分析帶來了新的發(fā)展。信息時代的到來，給儀器分析帶來了新的發(fā)展。 計算機與分析儀器的結合，出現(xiàn)了分析儀器的智計算機與分析儀器的結合，出現(xiàn)了分析儀器的智

28、 能化，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。它使許多以往難以完能化，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。它使許多以往難以完 成的任務，如實驗室的自動化，圖譜的快速檢索，復成的任務，如實驗室的自動化，圖譜的快速檢索，復 雜的數(shù)學統(tǒng)計可輕而易舉得于完成。信息的采集和變雜的數(shù)學統(tǒng)計可輕而易舉得于完成。信息的采集和變 換主要依賴于各類的傳感器。這又帶動儀器分析中傳換主要依賴于各類的傳感器。這又帶動儀器分析中傳 感器的發(fā)展，出現(xiàn)了光導纖維的化學傳感器和各種生感器的發(fā)展，出現(xiàn)了光導纖維的化學傳感器和各種生 物傳感器。物傳感器。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 聯(lián)用分析技術已成為當前儀器分析的重要

29、發(fā)展方向。將幾聯(lián)用分析技術已成為當前儀器分析的重要發(fā)展方向。將幾 種方法結合起來，特別是分離方法（如色譜法）和檢測方法種方法結合起來，特別是分離方法（如色譜法）和檢測方法 （紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法、原子吸收光譜法等）（紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法、原子吸收光譜法等） 的結合，匯集了各自的優(yōu)點，彌補了各自的不足，可以更好地的結合，匯集了各自的優(yōu)點，彌補了各自的不足，可以更好地 完成試樣的分析任務。完成試樣的分析任務。 聯(lián)用分析技術：聯(lián)用分析技術： 氣相色譜氣相色譜質(zhì)譜法（質(zhì)譜法（GCMS） 氣相色譜氣相色譜質(zhì)譜法質(zhì)譜法質(zhì)譜法（質(zhì)譜法（GCMSMS） 氣相色譜氣相色譜原子發(fā)射光譜

30、法（原子發(fā)射光譜法（GCAED） 液相色譜液相色譜質(zhì)譜法（質(zhì)譜法（HPLCMS） 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 2. 前景展望前景展望 (1)生命科學研究對分析化學提出高的要求生命科學研究對分析化學提出高的要求 活體分析，單細胞分析，基因分析，及藥物的檢活體分析，單細胞分析，基因分析，及藥物的檢 測等測等 (2)環(huán)境監(jiān)測及控制環(huán)境監(jiān)測及控制 自動化自動化 智能化智能化 微型化微型化 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 四四 怎樣學習儀器分析怎樣學習儀器分析 1.理論與實際相結合理論與實際相結合 2.掌握儀器的使用、原理、

31、特殊性掌握儀器的使用、原理、特殊性 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 一、標準曲線一、標準曲線 標準曲線是被測物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應信標準曲線是被測物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應信 號的關系曲線。號的關系曲線。 線性范圍線性范圍 標準曲線的直線部分所對應的被測物標準曲線的直線部分所對應的被測物 質(zhì)濃度（或含量）的范圍。質(zhì)濃度（或含量）的范圍。 特點：選擇分析方法應有較寬的線性范圍。特點：選擇分析方法應有較寬的線性范圍。 第二節(jié)第二節(jié) 定量分析方法的評價指標定量分析方法的評價指標 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 標準曲線的

32、繪制標準曲線的繪制 標準曲線是依據(jù)標準系列標準曲線是依據(jù)標準系列(或含量或含量)和其相應的和其相應的 響應信號測量值來繪制的。響應信號測量值來繪制的。 一元線性回歸法一元線性回歸法 y = a + bx b 為回歸系數(shù)即斜率為回歸系數(shù)即斜率 a 為截距為截距 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 相關系數(shù)相關系數(shù)r 在分析化學上，相關系數(shù)是用來表征被測物質(zhì)的在分析化學上，相關系數(shù)是用來表征被測物質(zhì)的 濃度（或含量）濃度（或含量）x與其響應信號值與其響應信號值y之間線性關系好之間線性關系好 壞程度的一個統(tǒng)計參數(shù)。壞程度的一個統(tǒng)計參數(shù)。 n i =1 () x yx

33、y ii) ( n i =1 (x i x) n i =1 (y i y ) 1 2/2 + r = 當當|r|=1時，時，y與與x之間存在著嚴格的線形關系。之間存在著嚴格的線形關系。 |r|越接近越接近1,則則y與與x 之間的線形關系就越好。之間的線形關系就越好。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 二、靈敏度二、靈敏度 S dx dc dm 或 S= = dx 物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應信號值變物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應信號值變 化的程度，稱為方法的靈敏度，用化的程度，稱為方法的靈敏度，用 S 表示。表示。 靈敏度也就是標準曲線的斜率，

34、斜率越大，方法的靈敏度也就是標準曲線的斜率，斜率越大，方法的 靈敏度就越高。靈敏度就越高。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 三、精密度三、精密度 S ) i x x ( i =1 n 2 n1 = r S= S x %100 精密度是指使用同一方法，對同一試樣進行多次精密度是指使用同一方法，對同一試樣進行多次 測定所得測定結果的一致程度。測定所得測定結果的一致程度。 精密度常用測定結果得標準偏差精密度常用測定結果得標準偏差 s 或相對標準偏差或相對標準偏差 （sr）量度。）量度。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論YJH 四、準

35、確度四、準確度 試樣含量的測定值與試樣含量的真實值試樣含量的測定值與試樣含量的真實值(或標準值或標準值) 相符合的程度稱為準確度。準確度常用相對誤差量度。相符合的程度稱為準確度。準確度常用相對誤差量度。 Er= x 100 % 五、檢出限五、檢出限 某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測物質(zhì)的某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測物質(zhì)的 最小質(zhì)量，稱為這種方法對該物質(zhì)的檢出限，以濃度表最小質(zhì)量，稱為這種方法對該物質(zhì)的檢出限，以濃度表 示的稱為相對檢出限，以質(zhì)量表示的稱為絕對檢出限。示的稱為相對檢出限，以質(zhì)量表示的稱為絕對檢出限。 生物儀器分析原理與方法第一章 緒論生物儀器分析原理與方法-緒論Y

36、JH 對于光學分析法，可以與空白信號區(qū)別的最小信號對于光學分析法，可以與空白信號區(qū)別的最小信號 XL由下式確定：由下式確定： XL b ks+=X b 式中：式中： b X 為為 白信號的平均值；白信號的平均值；sb為空白信號的指標偏差；為空白信號的指標偏差； k為根據(jù)一定的置信水平確定的系數(shù)，為根據(jù)一定的置信水平確定的系數(shù)，IUPAC（國（國 際純粹與應用化學聯(lián)合會）建議際純粹與應用化學聯(lián)合會）建議 k 值取值取3。能產(chǎn)生。能產(chǎn)生 凈響應信號為凈響應信號為 的被測物質(zhì)的濃度或質(zhì)量就是方法對該物質(zhì)的檢出的被測物質(zhì)的濃度或質(zhì)量就是方法對該物質(zhì)的檢出 限，用限，用 D 表示。表示。 XL b X XL b X D S s3 = b S 生物儀器分