現(xiàn)代分析測(cè)試

PAGE26PAGE27TOC\o"1-4"\h\z\u現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 1☆常用的評(píng)價(jià)一個(gè)分析技術(shù)和方法的特性參數(shù)（performancecharacteristic）： 1第一章紅外 2★紅外光譜 21.1紅外光譜儀分類 21.2紅外檢測(cè)器 21.3漫反射紅外光譜法(DRIFTS) 31.3.1基本原理 31.4近紅外光譜分析原理 4第二章拉曼 62.1拉曼光譜（Ramanspectra） 62.2拉曼光譜和紅外光譜比較 62.3對(duì)于一般紅外和拉曼光譜，有如下經(jīng)驗(yàn)規(guī)則： 62.4表面增強(qiáng)拉曼光譜增強(qiáng)原理及應(yīng)用 62.5什么是消失波？消失波具有哪些特殊性質(zhì)？ 7第三章熒光磷光 83.1熒光、磷光分析法原理 83.2分子熒光和原子熒光的差異 83.3在熒光光譜中什么是斯托克位移 83.4熒光共振能量轉(zhuǎn)移的原理及它的應(yīng)用 83.5多光子激發(fā)熒光 93.5.1多光子激發(fā)原理和系統(tǒng)設(shè)置 9第四章原子吸收 104.1原子吸收光譜儀中的原子化器 10第五章XRD 115.1X射線單晶衍射儀 115.1.1原理： 115.1.2實(shí)驗(yàn)條件： 125.1.3操作步驟及簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)分析： 125.1.4應(yīng)用： 135.2X-粉末衍射儀（XRD）是對(duì)物質(zhì)和材料的組成和原子級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和鑒定的基本手段： 135.3X射線光電子能譜（XPS）的基本原理： 135.3.1X射線光電子能譜圖 14電子能譜分析的特點(diǎn) 15X射線光電子能譜分析應(yīng)用： 15第六章核磁 166.1簡(jiǎn)單介紹二維核磁譜TOCSY,HMBC,和HSQC。 166.2常見的核磁共振譜圖有哪幾種？（至少列舉三種） 166.3核磁共振儀的主要測(cè)量指標(biāo)有哪些？ 166.4簡(jiǎn)述核磁共振波譜儀的工作原理。 166.5固體核磁共振的基本原理 166.6固體核磁共振常采用什么技術(shù)來(lái)提高其分辨率： 166.7電子自旋共振與核磁共振的區(qū)別？ 176.8二維核磁共振的基本原理 176.8.1二維核磁共振譜的基本原理。 176.8.2通常獲得二維譜的方法有三種： 17第七章液相色譜 187.1液相色譜常用柱常用填料簡(jiǎn)介 187.2超高效液相色譜（UPLC）與傳統(tǒng)的HPLC相比，它是如何在其基礎(chǔ)上改進(jìn)的，又有何優(yōu)越之處？它主要在哪些領(lǐng)域中發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)？ 187.3制備型高效液相色譜與分析型色譜的區(qū)別 19第八章氣質(zhì)聯(lián)用 208.1氣-質(zhì)聯(lián)用的特點(diǎn)？ 208.2接口作用？ 208.3常見接口技術(shù)有哪些？ 208.4質(zhì)量分析器的分類及作用？ 208.5氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)質(zhì)量分析器的種類 218.6電噴霧電離：(ESI) 21第九章電化學(xué) 229.1實(shí)驗(yàn)室常用的電化學(xué)測(cè)定方法 229.2電極的分類及其作用 229.3微分脈沖伏安法的原理？ 229.4簡(jiǎn)述毛細(xì)管電泳（HPCE）有那些操作模式？ 229.5簡(jiǎn)述毛細(xì)管電泳的分離原理。 229.6變性梯度凝膠電泳的基本原理是什么？ 229.7變性梯度凝膠電泳的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 239.8高效毛細(xì)管電泳法的原理及特點(diǎn) 23第十章高分子材料的表征方法 2510.1高分子材料的表征方法 25第十一章顯微鏡 2611.1電化學(xué)掃描隧道顯微鏡（EC-STM）的工作原理 2611.2原子力顯微鏡（AFM）在工作原理 26第十二章透射電鏡TEM 2712.1透射電鏡(TEM)的結(jié)構(gòu)和功能 2712.2透射電子顯微鏡各組成部分的作用 2812.3電鏡的成像 28第十三章掃描電子顯微鏡SEM 3013.1掃描電子顯微鏡的原理及其應(yīng)用： 30現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)☆常用的評(píng)價(jià)一個(gè)分析技術(shù)和方法的特性參數(shù)（performancecharacteristic）：精密度Precision要求所加工的零件的尺寸達(dá)到的準(zhǔn)確程度,也就是容許誤差的大小,容許誤差大的精密度低,容許誤差小的精密度高;簡(jiǎn)稱“精度”,常用標(biāo)準(zhǔn)偏差(standarddeviation，SD或S)；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relativestandarddeviation，RSD)表示。分析時(shí)，常用RSD表示精密度。準(zhǔn)確度Accuracy指在一定實(shí)驗(yàn)條件下多次測(cè)定的平均值與真值相符合的程度，以誤差來(lái)表示。它用來(lái)表示系統(tǒng)誤差的大小。在規(guī)定條件下，試樣測(cè)定值(單次測(cè)定值或重復(fù)測(cè)定值)與真值(假定的或公認(rèn)的)之間的符合程度。靈敏度Sensitivity無(wú)線電接收機(jī)對(duì)輸入電波反應(yīng)程度也叫靈敏度；尤指此機(jī)輸出功率或其它功能除以輸入功率或其它功能的商。檢測(cè)限D(zhuǎn)etectionLimit指某一分析方法在給定的可靠程度內(nèi)可以從樣品中檢測(cè)待測(cè)物質(zhì)的最小濃度或最小量。所謂檢測(cè)是指定性檢測(cè)，即斷定樣品中確定存在有濃度高于空白的待定物質(zhì)。定量限QuantitationLimit是指樣品中被測(cè)物能被定量測(cè)定的最低量，其測(cè)定結(jié)果應(yīng)具有一定的準(zhǔn)確度和精密度。定量限體現(xiàn)了分析方法是否具備靈敏的定量檢測(cè)能力。雜質(zhì)定量試驗(yàn)，需考察方法的定量限，以保證含量很少的雜質(zhì)能夠被準(zhǔn)確測(cè)出。常用信噪比法確定定量限。一般以信噪比為10：1時(shí)相應(yīng)的濃度或注入儀器的量確定定量限。線性范圍LinearityLimit是某一方法的校準(zhǔn)曲線的直線部分所對(duì)應(yīng)的待測(cè)物質(zhì)的濃度(或量)的變化范圍。動(dòng)態(tài)范圍DynamicRange是指音響系統(tǒng)重放時(shí)最大不失真輸出功率與靜態(tài)時(shí)系統(tǒng)噪聲輸出功率之比的對(duì)數(shù)值，又指一個(gè)多媒體硬盤播放器輸出圖像的最亮和最暗部分之間的相對(duì)比值。單位為分貝(dB)。一般性能較好的音響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍在100(dB)以上。選擇性Selectivity對(duì)電路或器件，僅讓某一頻率的信號(hào)通過(guò)而阻止其他頻率的信號(hào)的能力。把上述各參數(shù)的定義搞清楚。第一章紅外★紅外光譜1.1紅外光譜儀分類分為兩類，一種是光柵掃描式，目前很少使用了；另一種是邁克爾遜干涉儀掃描的，稱為傅立葉變換紅外光譜，目前廣泛使用。光柵掃描的是利用分光鏡將檢測(cè)光(紅外光)分成兩束，一束作為參考光，一束作為探測(cè)光照射樣品，再利用光柵和單色儀將紅外光的波長(zhǎng)分開，掃描并檢測(cè)逐個(gè)波長(zhǎng)的強(qiáng)度，最后整合成一張譜圖。傅立葉變換紅外光譜是利用邁克爾遜干涉儀將檢測(cè)光(紅外光)分成兩束，在動(dòng)鏡和定鏡上反射回分束器上，這兩束光是寬帶的相干光，會(huì)發(fā)生干涉。相干的紅外光照射到樣品上，經(jīng)檢測(cè)器采集，獲得含有樣品信息的紅外干涉圖數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉變換后，得到樣品的紅外光譜圖。傅立葉變換紅外光譜具有掃描速率快，分辨率高，穩(wěn)定的可重復(fù)性等特點(diǎn)，目前被廣泛使用。1.2紅外檢測(cè)器分為熱電檢測(cè)器和光檢測(cè)器兩類。熱電檢測(cè)器是將紅外的輻射熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而檢測(cè)電信號(hào)來(lái)測(cè)量紅外線的強(qiáng)弱。光檢測(cè)器則是利用紅外線的熱能使得檢測(cè)器的溫度發(fā)生改變，從而導(dǎo)電性發(fā)生變化，此時(shí)通過(guò)測(cè)量電阻來(lái)衡量紅外信號(hào)的強(qiáng)弱。熱電檢測(cè)器有：DTGS（氘化硫三肽）、LiTaPO3（鉭酸鋰）等。光檢測(cè)器有：MCT（汞鉻碲）、InTe（銻化銦）等。DTGS利用硫酸三甘肽晶體(簡(jiǎn)稱TGS)極化隨溫度改變的特性制成并經(jīng)氘化處理的一種紅外檢測(cè)器。熱釋電型由于溫度的變化,熱釋電晶體會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的電荷中心相對(duì)位移,使它們的自發(fā)極化強(qiáng)度發(fā)生變化,從而在它們的兩端產(chǎn)生異號(hào)的束縛電荷。DTGS是檢測(cè)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化后的熱信號(hào)，精度較差。MCT檢測(cè)器的靈敏度很高，至少比DTGS大10倍。MCT直接檢測(cè)光信號(hào)，需排除熱的干擾，但需低溫下進(jìn)行測(cè)量。MCT是mercurycadmiumtelluride的英文縮寫。MCT采用Hg-Cd-Te半導(dǎo)體材料薄膜，又稱光電導(dǎo)檢測(cè)器。吸收輻射后非導(dǎo)電性的價(jià)電子躍遷至高能量的導(dǎo)電帶，從而降低了半導(dǎo)體的電阻，產(chǎn)生信號(hào)。該檢測(cè)器用于中紅外及遠(yuǎn)紅外區(qū)，需冷至液氮溫度(77K)以降低噪聲。這種檢測(cè)器比熱電檢測(cè)器靈敏，在FT-IR及GC/FT-IR儀器中廣泛應(yīng)用。1.3漫反射紅外光譜法(DRIFTS)1.3.1基本原理漫反射技術(shù)是一種對(duì)固體粉末樣品進(jìn)行直接測(cè)量的光譜方法，雖然早在20世紀(jì)6O年代就已發(fā)展成為光譜學(xué)中的一個(gè)分支，但與紅外光譜結(jié)合，是在傅里葉變換紅外光譜出現(xiàn)后漫反射傅立葉變換紅外光譜技術(shù)才進(jìn)人實(shí)用階段。它特別適合于固體表面吸附物種的分析,是一種理想的研究催化劑表面吸附物種及催化機(jī)理的原位方法。建立在涉及吸收和散射基礎(chǔ)上的漫反射紅外光譜(DRIFTS)的原理是：當(dāng)光束入射至粉末狀的晶面層時(shí)，一部分光在表層各晶粒面產(chǎn)生鏡面反射；另一部分光則折射入表層晶粒的內(nèi)部，經(jīng)部分吸收后射至內(nèi)部晶粒界面，再發(fā)生反射、折射、吸收。如此多次重復(fù)，最后由粉末表層朝各個(gè)方向反射出來(lái)。由于反射峰通常很弱，同時(shí)，它與吸收峰基本重合，僅僅使吸收峰稍有減弱而不至于引起明顯的位移，對(duì)固體粉末樣品的鏡面反射光及漫反射光同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)可得到其漫反射光譜。漫反射原理圖漫反射率和樣品濃度的關(guān)系可用下式表示：上式叫做Kubelka-Munk方程。式中R表示樣品厚度大于入射光透射深度時(shí)的漫反射光譜(含鏡面反射)；s為粉末層散射系數(shù)；C、ε分別為摩爾濃度、摩爾吸收率。上述方程又稱為漫反射光譜中的朗伯定律。積分球是漫反射測(cè)量中的常用附件之一。入射光進(jìn)入樣品后，其中部分漫反射光回到積分球內(nèi)部，在積分球內(nèi)經(jīng)過(guò)多次漫反射后到達(dá)檢測(cè)器．由于信號(hào)光從散射層面發(fā)出后，經(jīng)過(guò)積分球的空間積分，因此可以克服漫反射測(cè)量中隨機(jī)因素的影響，提高數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和重復(fù)性。與透射傅立葉變換紅外光譜技術(shù)相比，漫反射傅里葉變換紅外光譜法具有如下優(yōu)點(diǎn)：不需要制樣、不改變樣品的形狀、不要求樣品有足夠的透明度或表面光潔度，不會(huì)對(duì)樣品造成破壞或污染，不會(huì)對(duì)樣品的外觀及性能造成任何損壞，可直接將樣品放在樣品支架上進(jìn)行測(cè)定，可以同時(shí)對(duì)多種組分進(jìn)行測(cè)試，這些特點(diǎn)很適合催化的原位跟蹤研究[9]。1.4近紅外光譜分析原理近紅外光（NearInfrared，NIR）是介于可見光（VIS）和中紅外光（MIR）之間的電磁波，按ASTM（美國(guó)試驗(yàn)和材料檢測(cè)協(xié)會(huì)）定義是指波長(zhǎng)在780～2526nm范圍內(nèi)的電磁波，習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長(zhǎng)波（1100~2526nm）兩個(gè)區(qū)域。近紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜的倍頻和主頻吸收光譜，主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，具有較強(qiáng)的穿透能力。近紅外光主要是對(duì)含氫基團(tuán)Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ、Ｎ、Ｏ）振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，其中包含了大多數(shù)類型有機(jī)化合物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信息。由于不同的有機(jī)物含有不同的基團(tuán)，不同的基團(tuán)有不同的能級(jí)，不同的基團(tuán)和同一基團(tuán)在不同物理化學(xué)環(huán)境中對(duì)近紅外光的吸收波長(zhǎng)都有明顯差別，且吸收系數(shù)小，發(fā)熱少，因此近紅外光譜可作為獲取信息的一種有效的載體。近紅外光照射時(shí)，頻率相同的光線和基團(tuán)將發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過(guò)分子偶極矩的變化傳遞給分子；而近紅外光的頻率和樣品的振動(dòng)頻率不相同，該頻率的紅外光就不會(huì)被吸收。因此，選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時(shí)，由于試樣對(duì)不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過(guò)試樣后的近紅外光線在某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)會(huì)變?nèi)?，透射出?lái)的紅外光線就攜帶有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息。通過(guò)檢測(cè)器分析透射或反射光線的光密度，就可以確定該組分的含量。與常用的化學(xué)分析方法不同，近紅外光譜分析法是一種間接分析技術(shù)，是用統(tǒng)計(jì)的方法在樣品待測(cè)屬性值與近紅外光譜數(shù)據(jù)之間建立一個(gè)關(guān)聯(lián)模型(或稱校正模型，CalibrationModel)。因此在對(duì)未知樣品進(jìn)行分析之前需要搜集一批用于建立關(guān)聯(lián)模型的訓(xùn)練樣品(或稱校正樣品，CalibrationSamples)，獲得用近紅外光譜儀器測(cè)得的樣品光譜數(shù)據(jù)和用化學(xué)分析方法(或稱參考方法，Referencemethod)測(cè)得的真實(shí)數(shù)據(jù)。其工作原理是，如果樣品的組成相同，則其光譜也相同，反之亦然。如果我們建立了光譜與待測(cè)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系（稱為分析模型），那么，只要測(cè)得樣品的光譜，通過(guò)光譜和上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能很快得到所需要的質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。分析方法包括校正和預(yù)測(cè)兩個(gè)過(guò)程：（1）在校正過(guò)程中，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個(gè)樣品以上），在測(cè)量其光譜圖的同時(shí)，根據(jù)需要使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行測(cè)量，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù)，稱之為參考數(shù)據(jù)。通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)光譜進(jìn)行處理，并將其與參考數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，這樣在光譜圖和其參考數(shù)據(jù)之間建立起一一對(duì)應(yīng)映射關(guān)系，通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的樣本數(shù)目很有限，但通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強(qiáng)的代表性。對(duì)于建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質(zhì)關(guān)系不同而異，常用的有多元線性回歸，主成分回歸，偏最小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ?。顯然，模型所適用的范圍越寬越好，但是模型的范圍大小與建立模型所使用的校正方法有關(guān)，與待測(cè)的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關(guān)，還與測(cè)量所要求達(dá)到的分析精度范圍有關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中，建立模型都是通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的，并且有嚴(yán)格的規(guī)范（如ASTM-6500標(biāo)準(zhǔn)）。（2）在預(yù)測(cè)過(guò)程中，首先使用近紅外光譜儀測(cè)定待測(cè)樣品的光譜圖，通過(guò)軟件自動(dòng)對(duì)模型庫(kù)進(jìn)行檢索，選擇正確模型計(jì)算待測(cè)質(zhì)量參數(shù)。近紅外光譜分析技術(shù)的特點(diǎn)：1.無(wú)前處理、無(wú)污染、方便快捷；2.無(wú)破壞性；3.在線檢測(cè)4.多組分同時(shí)檢測(cè)5.測(cè)定速度快第二章拉曼2.1拉曼光譜（Ramanspectra）拉曼散射的光譜。1928年C.V.拉曼實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光穿過(guò)透明介質(zhì)被分子散射的光發(fā)生頻率變化，這一現(xiàn)象稱為拉曼散射，同年稍后在蘇聯(lián)和法國(guó)也被觀察到。在透明介質(zhì)的散射光譜中，頻率與入射光頻率υ0相同的成分稱為瑞利散射；頻率對(duì)稱分布在υ0兩側(cè)的譜線或譜帶υ0±υ1即為拉曼光譜，其中頻率較小的成分υ0－υ1又稱為斯托克斯線，頻率較大的成分υ0＋υ1又稱為反斯托克斯線?？拷鹄⑸渚€兩側(cè)的譜線稱為小拉曼光譜；遠(yuǎn)離瑞利線的兩側(cè)出現(xiàn)的譜線稱為大拉曼光譜。瑞利散射線的強(qiáng)度只有入射光強(qiáng)度的10-3，拉曼光譜強(qiáng)度大約只有瑞利線的10-3。小拉曼光譜與分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)，大拉曼光譜與分子振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)。拉曼光譜的理論解釋是，入射光子與分子發(fā)生非彈性散射，分子吸收頻率為υ0的光子，發(fā)射υ0－υ1的光子，同時(shí)分子從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)（斯托克斯線）；分子吸收頻率為υ0的光子，發(fā)射υ0＋υ1的光子，同時(shí)分子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)（反斯托克斯線)。分子能級(jí)的躍遷僅涉及轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，發(fā)射的是小拉曼光譜；涉及到振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，發(fā)射的是大拉曼光譜。與分子紅外光譜不同，極性分子和非極性分子都能產(chǎn)生拉曼光譜。激光器的問(wèn)世，提供了優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度單色光，有力推動(dòng)了拉曼散射的研究及其應(yīng)用。拉曼光譜的應(yīng)用范圍遍及化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于純定性分析、高度定量分析和測(cè)定分子結(jié)構(gòu)都有很大價(jià)值。2.2拉曼光譜和紅外光譜比較1、均為分子振動(dòng)光譜2、拉曼光譜為散射光譜，對(duì)應(yīng)與散射效應(yīng)；紅外光譜為吸收光譜，對(duì)應(yīng)于吸收過(guò)程。3、拉曼散射過(guò)程來(lái)源于分子的誘導(dǎo)偶極矩，與分子的極化率有關(guān)；通常非極性分子及基團(tuán)的振動(dòng)導(dǎo)致分子變形，引起極化率變化，是拉曼活性的。紅外過(guò)程與分子偶極矩的變化有關(guān)，一般極性分子及基團(tuán)的振動(dòng)引起永久偶極矩的變化，是紅外活性的。4、紅外和拉曼相互補(bǔ)充，完整獲得分子振動(dòng)能級(jí)躍遷的信息2.3對(duì)于一般紅外和拉曼光譜，有如下經(jīng)驗(yàn)規(guī)則：1、互相排斥原則。凡是有對(duì)稱心的分子，若是拉曼活性，則紅外非活性；反之亦然。（如：C-C伸縮振動(dòng)拉曼光譜強(qiáng)，紅外弱）2、互相允許原則。沒(méi)有對(duì)稱心的分子。大多數(shù)情況下，拉曼和紅外光譜活性同時(shí)存在。3、互相禁止原則。少數(shù)分子的振動(dòng)，既無(wú)紅外活性，也無(wú)拉曼活性2.4表面增強(qiáng)拉曼光譜增強(qiáng)原理及應(yīng)用原理：吸附在粗糙化金屬表面的化合物由于表面局域等離子激元被激發(fā)所引起的電磁增強(qiáng)(即物理增強(qiáng))，以及粗糙表面上的原子簇及吸附其上的分子構(gòu)成拉曼增強(qiáng)的活性點(diǎn)(即化學(xué)增強(qiáng))。應(yīng)用：不同構(gòu)型的化合物由于它們與粗糙化金屬表面的化合物的吸附能力不同以及粗糙表面上的原子簇及吸附其上的分子構(gòu)成拉曼增強(qiáng)的活性點(diǎn)不同，故其表面增強(qiáng)拉曼光譜信號(hào)強(qiáng)度不同以及出峰位置不同，故可以區(qū)分同分異構(gòu)體、表面上吸附取向不同的同種分子等，是研究表面和界面過(guò)程的重要工具，是定性鑒定化學(xué)結(jié)構(gòu)相近化合物的有力手段?？捎米饕合嗌V分析的檢測(cè)器。在環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)中有機(jī)化合物的分析已有廣泛應(yīng)用。2.5什么是消失波？消失波具有哪些特殊性質(zhì)？答：1.光線在光纖中發(fā)射時(shí)，產(chǎn)生一種橫貫光纖的波，通過(guò)光纖與其他介質(zhì)的交接處傳出光纖，這種波隨傳播距離快速衰減，由此我們將其命名為消失波。2.消失波具有如下特殊性質(zhì)：復(fù)振幅沿z方向急劇衰減，且失去了時(shí)間和空間上的周期性。第三章熒光磷光3.1熒光、磷光分析法原理物質(zhì)分子吸收特定波長(zhǎng)的光能后，由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的物質(zhì)分子是不穩(wěn)定的，可能通過(guò)輻射（發(fā)光）或非輻射的形式放出多余的能量，由激發(fā)態(tài)重新回到基態(tài)所輻射產(chǎn)生的光叫做熒光。3.2分子熒光和原子熒光的差異分子熒光和原子熒光都是光致發(fā)光，二者都是價(jià)電子躍遷；但因?yàn)榍罢邥?huì)伴隨有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，所以是連續(xù)發(fā)射，而后者是分立的線發(fā)射；前者分析物一般是處于溶液狀態(tài)，后者需要轉(zhuǎn)化成氣態(tài)原子；前者測(cè)定的主要是含有共軛不飽和體系的化合物，而后者測(cè)定的主要是金屬元素的含量；前者采用的主要是氙燈或高壓汞燈，而后者采用的則主要是高強(qiáng)度空心陰極燈或無(wú)極放電燈。熒光與磷光比較熒光：第一激發(fā)單重態(tài)→基態(tài)；磷光：第一激發(fā)三重態(tài)→基態(tài)；輻射波長(zhǎng):磷光>熒光壽命：磷光>熒光3.3在熒光光譜中什么是斯托克位移答：熒光強(qiáng)度是發(fā)射波長(zhǎng)的函數(shù)圖形的表示成為熒光光譜，它是激發(fā)態(tài)的重要物理特征之一，可用熒光光譜儀測(cè)定。熒光發(fā)射是光吸收的逆過(guò)程，熒光光譜與吸收光譜有類似鏡影關(guān)系，但熒光光譜總是較相應(yīng)的吸收光譜紅移，這被稱為斯托克位移。3.4熒光共振能量轉(zhuǎn)移的原理及它的應(yīng)用原理：熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）是指在兩個(gè)不同的熒光基團(tuán)中，如果一個(gè)熒光基團(tuán)（供體Donor）的發(fā)射光譜與另一個(gè)基團(tuán)（受體Acceptor）的吸收光譜有一定的重疊，當(dāng)這兩個(gè)熒光基團(tuán)間的距離合適時(shí)（一般小于100?），就可觀察到熒光能量由供體向受體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,如果接受體熒光量子產(chǎn)率為零，則發(fā)生能量轉(zhuǎn)移熒光熄滅；如果接受體也是一種熒光發(fā)射體，則呈現(xiàn)出接受體的熒光，并造成次級(jí)熒光光譜的紅移。應(yīng)用：FRET在在生物大分子結(jié)構(gòu)、功能研究方面，免疫分析方面，核酸雜交分析方面都有很重要的應(yīng)用。FRET技術(shù)已經(jīng)有效的作為1.0～10.0nm距離范圍內(nèi)的光學(xué)尺來(lái)研究生物大分子結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題。這一方法明顯的特性是高時(shí)間分辨率、低空間分辨率、高靈敏度及適用于復(fù)雜體系。FRET技術(shù)有高時(shí)間分辨率，可以迅速的跟蹤記錄下ms甚至us級(jí)時(shí)間內(nèi)的距離變化，所以適用于酶的催化、肌肉收縮、信號(hào)傳遞、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确矫娴难芯?。此外，F(xiàn)RET技術(shù)可用于復(fù)雜環(huán)境下的分析，如完整的細(xì)胞膜或胞漿中的分析。3.5多光子激發(fā)熒光在同時(shí)測(cè)定幾種不同物質(zhì)的熒光是，由于生物分子的多樣性和其光譜的復(fù)雜性,很難用一種波長(zhǎng)的激光同時(shí)對(duì)多種生物分子直接進(jìn)行單光子激發(fā)，也就是激發(fā)這幾種物質(zhì)所需的波長(zhǎng)不同。在這種情況下,多光子激發(fā)熒光則有其優(yōu)勢(shì)。多光子激發(fā)就是分子受到光照時(shí)，同時(shí)吸收兩個(gè)或兩個(gè)以上的光子，從基態(tài)（或下能級(jí)）躍遷到激發(fā)態(tài)（或上能級(jí)）。由于多個(gè)光子引起的能級(jí)躍遷,所遵循的選擇定則與單光子不同，因此多光子激發(fā)譜與單光子激發(fā)譜不同，這樣就可以利用一個(gè)波長(zhǎng)的激光對(duì)不同的分子進(jìn)行激發(fā)。相當(dāng)于利用一個(gè)波長(zhǎng)的光達(dá)到幾個(gè)波長(zhǎng)光的效果。受激分子退激時(shí)會(huì)發(fā)出熒光。3.5.1多光子激發(fā)原理和系統(tǒng)設(shè)置多光子激發(fā)的原理多光子激發(fā)的原理早在1931年就已經(jīng)提出來(lái)了，但是直到1990年，飛秒激光器的出現(xiàn)，才使它的應(yīng)用成為可能。雙光子激發(fā)(TPE)和多光子激發(fā)(MPE)的基本原理是用超快速的激光器產(chǎn)生高峰密度的光子，當(dāng)它們聚焦在合適的熒光介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)會(huì)同時(shí)吸收兩個(gè)或多個(gè)光子，而每一個(gè)吸收會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)上等同于被吸收光子能量的分子激發(fā)。例如，圖l所示，簡(jiǎn)化的Jablonski圖表顯示了三個(gè)紅色的光子“同時(shí)”與血清素分子作用，其能量引發(fā)了其分子向uv(紫外)方向轉(zhuǎn)移。MPE激發(fā)的是一個(gè)非線性過(guò)程，具有獨(dú)一無(wú)二的定位特性兩個(gè)或多個(gè)低能量的光子一起激發(fā)熒光分子，而在單光子時(shí)這個(gè)過(guò)程需要兩倍或多倍的能量才能發(fā)生，只有在焦點(diǎn)處光子的密度才足使多個(gè)光子同時(shí)到達(dá)并激發(fā)熒光分子。以雙光子激發(fā)為例，兩個(gè)光子必須在同一時(shí)間處于同一位置，即它們必須在10-17S內(nèi)由處于10-20m3的空間內(nèi)相遇．為了熒光物質(zhì)分子受MPE激發(fā)的程度通常用非線性“交叉部分”(CROSSsection)來(lái)表示，其計(jì)算公式如下：Wn=σn<In>其中n代表對(duì)于每個(gè)熒光物質(zhì)分子(fluorophore)吸收的n個(gè)光子，I代表光通密度，w代表交叉部分。當(dāng)一種物質(zhì)的交叉部分越大，其作為一種MPE的熒光物質(zhì)受激發(fā)使發(fā)出的光就越強(qiáng)。另一個(gè)影響熒光探針效率的因素是熒光物質(zhì)的光穩(wěn)定性，它會(huì)影響到恢復(fù)速率、熒光總量以及從生物樣品中提取信息的多少。多光子系統(tǒng)設(shè)置比較復(fù)雜各個(gè)系統(tǒng)設(shè)置略有不同系統(tǒng)基本部件主要包括：(1)顯微鏡(正置或倒置)；(2)脈沖激光源；(3)與激光安全、光路、光譜相關(guān)的光學(xué)附件;(4)在樣品表面上壓縮脈沖形狀的裝置；(5)在樣品表面用軟件實(shí)時(shí)測(cè)量和控制脈沖寬度的自相關(guān)裝置(6)專用的掃描頭；(7)熒光收集效率增強(qiáng)電路；(8)光學(xué)附件，使系統(tǒng)能同時(shí)應(yīng)用共聚焦和雙光子掃描顯微鏡上。第四章原子吸收4.1原子吸收光譜儀中的原子化器原子吸收光譜儀是由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)組成。其中原子化器（atomizer）可分為預(yù)混合型火焰原子化器（premixedflameatomizer）,石墨爐原子化器(electrothermalgraphitefurnaceatomizer),石英爐原子化器(quartzfurnaceatomizer)，陰極濺射原子化器(cathodesputteringatomizer)。a火焰原子化器：由噴霧器、預(yù)混合室、燃燒器三部分組成特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好b石墨爐原子器：是一類將試樣放置在石墨管壁、石墨平臺(tái)、碳棒盛樣小孔或石墨坩堝內(nèi)用電加熱至高溫實(shí)現(xiàn)原子化的系統(tǒng)。其中管式石墨爐是最常用的原子化器。原子化程序分為干燥、灰化、原子化、高溫凈化特點(diǎn)：原子化效率高：在可調(diào)的高溫下試樣利用率達(dá)100%；靈敏度高：其檢測(cè)限達(dá)10-6~10-14；試樣用量少：適合難熔元素的測(cè)定c.石英爐原子化系統(tǒng)是將氣態(tài)分析物引入石英爐內(nèi)在較低溫度下實(shí)現(xiàn)原子化的一種方法，又稱低溫原子化法。它主要是與蒸氣發(fā)生法配合使用（氫化物發(fā)生，汞蒸氣發(fā)生和揮發(fā)性化合物發(fā)生）。d.陰極濺射原子化器是利用輝光放電產(chǎn)生的正離子轟擊陰極表面，從固體表面直接將被測(cè)定元素轉(zhuǎn)化為原子蒸氣。第五章XRD5.1X射線單晶衍射儀英文名稱為X—raysinglecrystaldiffractometerXRD5.1.1原理：晶體衍射的基本公式：由于晶體中原子是周期排列的,其周期性可用點(diǎn)陣表示。而一個(gè)三維點(diǎn)陣可簡(jiǎn)單地用一個(gè)由八個(gè)相鄰點(diǎn)構(gòu)成的平行六面體稱晶胞在三維方向重復(fù)得到。一個(gè)晶胞形狀由它的三個(gè)邊（a,b,c）及它們間的夾角(γ,αβ)所規(guī)定,這六個(gè)參數(shù)稱點(diǎn)陣參數(shù)或晶胞參數(shù),見圖1。這樣一個(gè)三維點(diǎn)陣也可以看成是許多相同的平面點(diǎn)陣平行等距排列而成的,這樣一族平面點(diǎn)陣稱為一個(gè)平面點(diǎn)陣族,常用符號(hào)HKL（HKL為整數(shù)）來(lái)表示。一個(gè)三維空間點(diǎn)陣劃分為平面點(diǎn)陣族的方式是很多的,其平面點(diǎn)陣的構(gòu)造和面間距d可以是不同的,見圖。晶體結(jié)構(gòu)的周期性就可以由這一組dHKL來(lái)表示。因?yàn)榫w中原子或原子團(tuán)是周期性排列的，所以將X射線射到一粒單晶上會(huì)發(fā)生衍射，通過(guò)對(duì)衍射線的分析可以解出原子在晶體中的排列規(guī)律，得到分子中原子間的鍵長(zhǎng)，鍵角，分子構(gòu)型和構(gòu)象等立體化學(xué)數(shù)據(jù)，也即所謂的解出晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)X射線照到晶體時(shí)，在晶體晶格面上被反射，并相互發(fā)生干涉，滿足布拉格方程的可觀測(cè)到由于干涉而加強(qiáng)的衍射線，而其他方向上的衍射線由于彼此相互抵消而觀察不到。布拉格方程：2dHKLSinθHKL=nλθHKL為入射線或反射線與晶面族的夾角，λ為入射X射線的波長(zhǎng)（0.1-1.0?），n為反射級(jí)數(shù)，dHKL為兩相鄰晶面間的夾角。5.1.2實(shí)驗(yàn)條件：1、對(duì)樣品的要求:A.有完整的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)（可通過(guò)用偏光鏡檢查晶體是否連續(xù)，定態(tài)的）B．樣品大?。ㄒ?yàn)楣鈻诺拇笮∫话銥?.3mm或0.5mm，所以晶體的大小最好滿足被完全覆蓋）。C.最好在低溫條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以盡可能的減少二次消光，即防止反射的光又被原子所吸收。2．對(duì)光源的要求：λ要盡量與原子大小相當(dāng)。光源大致可以分為兩類：MO/Kαλ=0.71?(適用于小分子量的物質(zhì)：無(wú)機(jī)鹽，礦物，有機(jī)物，藥物)Cu/Kαλ=1.56?（適用于大分子量的物質(zhì)：一些復(fù)雜的蛋白質(zhì)，酶，抗體，病毒等）3．對(duì)X射線發(fā)生器的選擇：旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極x射線發(fā)生器（用的多，強(qiáng)）固定靶同步輻射x射線發(fā)生器（用的少，弱）5.1.3操作步驟及簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)分析：按照如上所述的對(duì)樣品的要求挑選大小適度，晶質(zhì)良好的單晶體作試樣衍射數(shù)據(jù)的處理—晶體結(jié)構(gòu)的解析：收集衍射數(shù)據(jù)；指標(biāo)化衍射圖(大約600張圖左右)，求出晶胞參數(shù)（若晶體長(zhǎng)的比較好，則只測(cè)單斜，大約需3小時(shí)，若晶體長(zhǎng)的不太好，則需測(cè)三斜，約需5小時(shí)）。進(jìn)而得到晶胞參數(shù)，依據(jù)衍射指標(biāo)，總結(jié)消光規(guī)律，推斷晶體所屬的空間群；將測(cè)得的衍射強(qiáng)度做吸收校正；相角和初結(jié)構(gòu)的推測(cè)，常用的方法有直接法和派特遜函數(shù)法。由于推測(cè)的過(guò)程極為復(fù)雜而且有專業(yè)的推測(cè)軟件（shelxtl）去完成，故在此不討論如何推測(cè)；結(jié)構(gòu)的精修。由派特遜函數(shù)或直接法推出的結(jié)構(gòu)是較粗糙和可能不完整的,故需要對(duì)此初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善和精修。常用的完善結(jié)構(gòu)的方法稱為差值電子密度圖,常用的精修結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法是最小二乘方法,經(jīng)過(guò)多次反復(fù),最后可得精確的結(jié)構(gòu)。同時(shí)需計(jì)算各原子的各向同性或各向異性溫度因子及位置占有率等因子。最終所得結(jié)果的優(yōu)劣常用吻合因子R來(lái)衡量式中，w為權(quán)重因子，o,c分別表示實(shí)測(cè)值，計(jì)算值。結(jié)構(gòu)的表達(dá)。在獲得精確的原子位置后，要把結(jié)構(gòu)完美的表達(dá)出來(lái)，這包括鍵長(zhǎng)鍵角的計(jì)算，繪出分子結(jié)構(gòu)圖和晶胞圖，并從起結(jié)構(gòu)特點(diǎn)探討某些可能的性能。5.1.4應(yīng)用：晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定對(duì)學(xué)科的發(fā)展、物體性能的解釋、新產(chǎn)品的生產(chǎn)和研究等方面都有很大的作用,其應(yīng)用面很寬,不能盡述,略談幾點(diǎn)如下：（一）晶體結(jié)構(gòu)的成功測(cè)定,在晶體學(xué)學(xué)科的發(fā)展上起了決定的作用。因?yàn)樗麑⒕w具有周期性結(jié)構(gòu)這一推測(cè)得到了證實(shí),使晶體的許多特性得到了解釋如晶體能自發(fā)長(zhǎng)成多面體外形自范性,如立方體的食鹽、六角形的水晶等,又如晶體各種物理性質(zhì)光性,導(dǎo)熱性等的各向異性和對(duì)稱性等等。晶體學(xué)的發(fā)展有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（二）礦物學(xué)中曾有不少礦物的元素構(gòu)成很接近,但他們的性質(zhì)相差很遠(yuǎn)如石墨和金剛石都是碳,還如一些硅酸鹽,而有的礦物其物理或化學(xué)性質(zhì)相近,但其元素組成又很不相同如云母類礦物等,使人困惑。晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定使性能的異同從結(jié)構(gòu)上得到了合理的解釋。如石墨因是層狀結(jié)構(gòu),層間結(jié)合力差,故較軟,而金剛石為共價(jià)鍵形成的骨架結(jié)構(gòu),故結(jié)合力強(qiáng),無(wú)薄弱環(huán)節(jié),成為最硬的材料。（三）人類和疾病作斗爭(zhēng),總離不開藥物。原始的藥物是天然產(chǎn)物,動(dòng)植物或礦物。以后隨著科學(xué)的發(fā)展,開展了從天然產(chǎn)物中提取有效成分的方法,而有效成分晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定進(jìn)一步將從天然產(chǎn)物中提取的方法改變?yōu)槿斯ず铣?使有可能大量制造,提高了產(chǎn)量、降低了成本、造福于人類。這種基于結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出合成路線,工業(yè)制造的方法在染料,香料等許多工業(yè)部門都是廣泛使用的。5.2X-粉末衍射儀（XRD）是對(duì)物質(zhì)和材料的組成和原子級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和鑒定的基本手段：確定物質(zhì)和材料中的各種化合物的各種原子的排列方式；研究材料和物質(zhì)的一些特殊性質(zhì)與其原子排列的關(guān)系；確定物質(zhì)和材料含有哪些化合物(物相)；確定各種化合物(物相)的百分比；測(cè)定納米材料的晶粒大??；測(cè)定材料中的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)、取向度、結(jié)晶度等等；測(cè)定薄膜的表面和界面的粗糙度、薄膜的厚度等。5.3X射線光電子能譜（XPS）的基本原理：XPS基本原理是利用X射線輻照樣品，在樣品表面發(fā)生光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電子，如圖1。通過(guò)對(duì)出射光電子能量分布分析，得到電子結(jié)合能的分布信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)表面元素組成及價(jià)態(tài)分析。物質(zhì)受光子激發(fā)而發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。當(dāng)用一束光子照射樣品時(shí)，x射線與物質(zhì)相互作用，物質(zhì)吸收X射線的能量并使原子中內(nèi)層電子脫離原子成為自由電子，這些激發(fā)出來(lái)的電子稱為光電子。光電子數(shù)目按其動(dòng)能大小的分布成為光電子能譜，它適合于研究元素內(nèi)殼層電子狀態(tài)。5.3.1X射線光電子能譜圖元素的特征峰：樣品中各元素的原子，在X射線的作用下，激發(fā)出各種軌道上的電子成為光電子。所得到的光電子能譜圖將會(huì)有多個(gè)電子譜峰，通常采用該元素被激發(fā)電子所在的能級(jí)來(lái)標(biāo)記這些光電子。例如，從K層激發(fā)出來(lái)的光電子稱為1s電子，從L層激發(fā)出來(lái)的分別標(biāo)記為2S、2P1/2、2P3/2。依此類推。如圖所示為Ag的x射線光電子能譜。橫坐標(biāo)表示電子的結(jié)合能(有時(shí)候以光電子的動(dòng)能表示)，縱坐標(biāo)為光電子強(qiáng)度。由于采用MgK。為激發(fā)源，Ag原子的第一、第二殼層(K層和I‘層)的電子結(jié)合能大于Mg尺Qltz的能量，故不能被激發(fā)，只能激發(fā)外面殼層(M和N層)的電子。它們被分別記為Ag3S、Ag3P1/2、Ag3P3/2、Ag3d3/2、Ag3d5/2、Ag4S、Ag4P1/2、Ag4P3/2、Ag4d3/2、Ag4d5/2。Ag的4f層無(wú)電子填充，因此就不存在Ag4f光電子。Ag的5s電子為價(jià)電子，元素狀態(tài)Ag的價(jià)電子形成金屬鍵，構(gòu)成導(dǎo)帶。由圖中可以看出，采用MgK。為激發(fā)源，Ag3d3/2和Ag3d5/2光電子是Ag的兩個(gè)最強(qiáng)的特征峰，彼此相差為6eV。一般用元素的最強(qiáng)特征峰來(lái)鑒別元素。Ag的X光電子能譜(MgKα激發(fā)源)電子能譜分析的特點(diǎn)①、可分析出氫、氦外所有元素。②、從能量范圍來(lái)看，電子能譜的信息可視為“原子指紋”，能測(cè)定原子價(jià)層電子和內(nèi)層電子軌道，提供有關(guān)化學(xué)鍵方面的信息。而相鄰元素的同種能級(jí)的譜線相隔甚遠(yuǎn)，相互干擾少，元素定性分析的標(biāo)識(shí)強(qiáng)。③、是一種無(wú)損傷分析。④、是一種高靈敏度超微量表面分析技術(shù)，所需試樣約10-8g，絕對(duì)靈敏度可達(dá)10-18g，樣品分析深度為2nm。X射線光電子能譜分析應(yīng)用：①、元素定性分析各元素都有它的特征電子結(jié)合能，因此在電子能譜中的相應(yīng)譜線為其特征譜線，依據(jù)譜線在能譜中的位置能鑒定除H和He以外的所有元素。②、元素定量分析某元素的光電子譜線的強(qiáng)度（峰面積）反映了樣品中該元素的含量或相對(duì)濃度，據(jù)此可進(jìn)行元素定量分析。③、固體表面分析用于涂層、鍍層、薄膜、金屬表面氧化與腐蝕層、吸附層等表面元素成分分析，以及研究表面的化學(xué)組成、原子價(jià)態(tài)、表面能態(tài)分布、測(cè)定表面原子的電子元分布和能級(jí)結(jié)構(gòu)。④、化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定⑤、分子生物學(xué)第六章核磁6.1簡(jiǎn)單介紹二維核磁譜TOCSY,HMBC,和HSQC。TOCSY（全相關(guān)譜），可以提供自旋體系中偶合關(guān)聯(lián)的信息，除了對(duì)角峰和直接偶合的交叉峰外，還能得到磁化矢量多次接力所致的交叉峰。HMBC（檢測(cè)1H的異核多鍵相關(guān)譜），把氫核和遠(yuǎn)程的碳核關(guān)聯(lián)起來(lái)，從中得到有關(guān)碳鏈骨架的連接信息、有關(guān)季碳的結(jié)構(gòu)信息及雜原子存在而被切斷的偶合系統(tǒng)之間的結(jié)構(gòu)信息。HSQC（檢測(cè)1H的異核單量子相干），把氫核與直接相連的碳核關(guān)聯(lián)起來(lái)。6.2常見的核磁共振譜圖有哪幾種？（至少列舉三種）答：常見的核磁共振譜圖有：H1譜、C13譜、F19譜。6.3核磁共振儀的主要測(cè)量指標(biāo)有哪些？核磁共振儀的主要指標(biāo)有：1.靈敏度；2.穩(wěn)定性；3.分辨率；4.分辨率穩(wěn)定度；5.積分精度；6.旋轉(zhuǎn)邊帶。6.4簡(jiǎn)述核磁共振波譜儀的工作原理。答：凸形磁鐵產(chǎn)生均勻、穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)B0；在兩磁極間放樣品管，機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置使樣品管在兩磁極間旋轉(zhuǎn)；樣品管外為射頻振蕩線圈，垂直于外磁場(chǎng)的方向，發(fā)射固定頻率的無(wú)線電波。磁場(chǎng)的有效部分在強(qiáng)度為B1繞著B0旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，當(dāng)射頻頻率等于核的進(jìn)動(dòng)頻率時(shí)，發(fā)生共振。采用掃場(chǎng)法或掃頻法將所得信號(hào)送到射頻接受器，經(jīng)射頻放大器放大，中頻檢波放大，音頻鄉(xiāng)檢波放大，調(diào)節(jié)相位，得到所需要的純吸收型或色散型信號(hào)，有記錄器給出譜圖。6.5固體核磁共振的基本原理處于凝聚態(tài)的固體樣品和液態(tài)的不同，它不能像液態(tài)中分子那祥進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)，分子間距小，相互作用強(qiáng)。一個(gè)有磁矩的核(1H，13C，15N，19F，27AI，29Si等)在固態(tài)下受到下列相互作用。1)．核自旋與外磁場(chǎng)之間的Zeeman相互作用2）．偶極—偶極相互作用，核與核之間的直接偶合3)．化學(xué)位移相互作用4）．自旋—自旋偶合作用這些相互作用使的固體核磁的譜線加寬，分辨率大大下降使其應(yīng)用受到限制。6.6固體核磁共振常采用什么技術(shù)來(lái)提高其分辨率：固體核磁共振往往采用樣品的魔角旋轉(zhuǎn)(MAS)、交叉極化(CP)及偶極去偶(DD)等技術(shù)來(lái)強(qiáng)化檢測(cè)靈敏度。MAS使固體樣品繞外磁場(chǎng)以54.7°高速旋轉(zhuǎn)，用來(lái)使固體樣品的化學(xué)位移的非均一性得到平均化，從而使峰變窄，提高分辨率。高功率的質(zhì)子偶極去偶用來(lái)消除1H-X,X(X=13C、19F、29Si)的偶極作用。交叉極化(CP)則通過(guò)Hastman—Hahn效應(yīng)，在合適的時(shí)機(jī)采樣，可以提高檢測(cè)靈敏度。6.7電子自旋共振與核磁共振的區(qū)別？1、產(chǎn)生的物質(zhì)不同；電子自旋共振的產(chǎn)生的物質(zhì)是：電子；核磁共振的產(chǎn)生的物質(zhì)是：原子核

2、譜圖提供的信息不同；電子自旋共振：提供自由基的含量，晶格位置、價(jià)態(tài)，濃度等信息，從而研究基態(tài)電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵性質(zhì)；核磁共振：H譜圖可提供：化學(xué)位移，偶合常數(shù)，積分曲線等，可推斷質(zhì)子在碳胳上的位置；13C6.8二維核磁共振的基本原理二維核磁共振譜是一維波譜的發(fā)展，在一維波譜里只有一個(gè)變量，或者頻率，或者磁場(chǎng)。顧名思義，二維譜應(yīng)該是二個(gè)獨(dú)立頻率（磁場(chǎng)）變量的函數(shù)。但要注意，如果一個(gè)變量是頻率，另一個(gè)變量是時(shí)間、溫度或者濃度等，則不屬于二維譜的范圍。二維譜是使共振峰分布在兩個(gè)頻率軸組成的平面上。由于引入第二維后減少了譜線的擁擠和重疊，能提供核之間相互關(guān)系的新信息，對(duì)分析復(fù)雜大分子特別是生物大分子的結(jié)構(gòu)特別有用，所以自1971年首先由Jeener提出，隨后獲得迅速發(fā)展。6.8.1二維核磁共振譜的基本原理。6.8.2通常獲得二維譜的方法有三種：第一種是連續(xù)波實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在這種實(shí)驗(yàn)中將連續(xù)波自旋去偶實(shí)驗(yàn)依次改變?nèi)ヅ碱l率，觀察有關(guān)譜線的強(qiáng)度、裂距和多重性的變化，可得到一組圖譜，它是觀察和去偶二個(gè)獨(dú)立頻率的函數(shù)，以此二個(gè)頻率作為相互正交的兩個(gè)坐標(biāo)作圖，即可獲得二維核磁共振譜。第二種方法是脈沖傅立葉偏共振實(shí)驗(yàn)。這與前者的差別僅僅在于得到的是FID信號(hào)，通過(guò)一次傅立葉變換獲得觀察頻率的函數(shù)。目前這兩種方法已很少使用。第三種是獲得二維譜的主要方法。為了獲得二維波譜，首先需要得到一個(gè)依賴于兩個(gè)時(shí)間變量t1和t2的函數(shù)s(t1,t2),然后通過(guò)對(duì)二個(gè)時(shí)間函數(shù)FID的二次傅立葉變換，從而可以獲得兩個(gè)頻率的函數(shù)s(f1,f2)。這種雙重變換可用下式表示：s(t1,t2)FT對(duì)t2s(t1,f2)FT對(duì)t1s(f1,f2)第七章液相色譜7.1\o"液相色譜"液相色譜常用柱常用填料簡(jiǎn)介現(xiàn)代高效\o"液相色譜"液相色譜中，分離效果好壞很大程度上取決于色譜填料的選擇。但是色譜填料的選擇范圍很寬，要做合適的選擇，必須對(duì)此有一定的認(rèn)識(shí)和了解。一．硅膠1.正相色譜正相色譜用的固定相通常為硅膠，由于硅膠表面的硅羥基（SiOH）或其它極性基團(tuán)極性較強(qiáng)，因此，分離的次序是依據(jù)樣品中各組份的極性大小，即極性較弱的組份最先被沖洗出色譜柱。正相色譜使用的流動(dòng)相極性相對(duì)比固定相低，2.反相色譜反相色譜用的填料常是以硅膠為基質(zhì)，表面鍵合有極性相對(duì)較弱的官能團(tuán)的鍵合相。反相色譜所使用的流動(dòng)相極性較強(qiáng)，通常為水、緩沖液與甲醇、乙腈等的混合物。樣品流出色譜柱的順序是極性較強(qiáng)的組份最先被沖洗出，而極性弱的組份會(huì)在色譜柱上有更強(qiáng)的保留。二.聚合物填料聚合物填料多為聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸酯等，其主要優(yōu)點(diǎn)是在pH值為1～14均可使用。相對(duì)于硅膠基質(zhì)的C18填料，這類填料具有更強(qiáng)的疏水性；大孔的聚合物填料對(duì)蛋白質(zhì)等樣品的分離非常有效?，F(xiàn)有的聚合物填料的缺點(diǎn)是相對(duì)硅膠基質(zhì)填料，色譜柱柱效較低。三．其它無(wú)機(jī)填料其它HPLC的無(wú)機(jī)填料色譜柱也已經(jīng)商品化。由于其特殊的性質(zhì)，一般僅限于特殊的用途。7.2超高效液相色譜（UPLC）與傳統(tǒng)的HPLC相比，它是如何在其基礎(chǔ)上改進(jìn)的，又有何優(yōu)越之處？它主要在哪些領(lǐng)域中發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)？UPLC的系統(tǒng)組成：

1．高壓液相色譜輸液泵2．高分辨率紫外檢測(cè)器

3．高壓進(jìn)樣閥

4．高壓梯度混合器5．高分辨率色譜控制軟件。由此可見，它的基本結(jié)構(gòu)與HPLC相同。UPLC與傳統(tǒng)的HPLC相比，分離的速度、靈敏度及分離度分別是HPLC的9倍、3倍及1.7倍。因此具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）超高分離度：用1.7μm大小的顆粒填裝色譜柱，提高了柱效，分離效果更好。（2）超高速度：色譜儀提供的Δp達(dá)140MPa（2000psi），可使在常規(guī)高效液相色譜需要30min時(shí)間的樣品分析在超高效液相色譜短短為僅需5min。（3）超高靈敏度：采用了基于光學(xué)原理具有高靈敏度的檢測(cè)器，靈敏度比常規(guī)液相色譜儀更高；最新的紫外檢測(cè)器和PDA檢測(cè)器的采樣頻率最高可達(dá)80Hz，并可提供多波長(zhǎng)及全光譜檢測(cè)。UPLC主要應(yīng)用的領(lǐng)域有：1．常規(guī)液相色譜儀分析領(lǐng)域；2．食品、藥品痕量分析；

3．用于蛋白、有機(jī)化合物的分析；4．定量測(cè)定蛋白的含量和和確定蛋白的分子量；

5．有機(jī)酸分析；6．維生素分析應(yīng)用。

7.3制備型高效液相色譜與分析型色譜的區(qū)別相對(duì)于分析型色譜，制備色譜的核心就是色譜柱。為提供既穩(wěn)定又高效的色譜柱，并用小尺寸顆粒進(jìn)行填充，最常用也是最易實(shí)現(xiàn)的效果較為理想的是動(dòng)態(tài)軸向壓縮柱(DAC)（dynamicaxialcompression）。目前，DAC柱己基本上主宰了整個(gè)制備型色譜柱市場(chǎng)，柱徑己從25mm發(fā)展到1.6m。第八章氣質(zhì)聯(lián)用8.1氣-質(zhì)聯(lián)用的特點(diǎn)？GC/MS被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜組分的分離與鑒定，其具有GC的高分辨率和質(zhì)譜的高靈敏度，是生物樣品中藥物與代謝物定性定量的有效工具。8.2接口作用？1.壓力匹配——質(zhì)譜離子源的真空度在10-3Pa，而GC色譜柱出口壓力高達(dá)105Pa，接口的作用就是要使兩者壓力匹配。2.組分濃縮——從GC色譜柱流出的氣體中有大量載氣，接口的作用是排除載氣，使被測(cè)物濃縮后進(jìn)入離子源。8.3常見接口技術(shù)有哪些？1.分子分離器連接（主要用于填充柱）擴(kuò)散型——擴(kuò)散速率與物質(zhì)分子量的平方成反比，與其分壓成正比。當(dāng)色譜流出物經(jīng)過(guò)分離器時(shí)，小分子的載氣易從微孔中擴(kuò)散出去，被真空泵抽除，而被測(cè)物分子量大，不易擴(kuò)散則得到濃縮。

直接連接法（主要用于毛細(xì)管柱）——在色譜柱和離子源之間用長(zhǎng)約50cm，內(nèi)徑0.5mm的不銹鋼毛細(xì)管連接，色譜流出物經(jīng)過(guò)毛細(xì)管全部進(jìn)入離子源，這種接口技術(shù)樣品利用率高。2.開口分流連接該接口是放空一部分色譜流出物，讓另一部分進(jìn)入質(zhì)譜儀，通過(guò)不斷流入清洗氦氣，將多余流出物帶走。此法樣品利用率低。8.4質(zhì)量分析器的分類及作用？其作用是將電離室中生成的離子按質(zhì)荷比（m/z）大小分開，進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。常見質(zhì)量分析器有：1.四極質(zhì)量分析器（quadrupoleanalyzer）原理：由四根平行圓柱形電極組成，電極分為兩組，分別加上直流電壓和一定頻率的交流電壓。樣品離子沿電極間軸向進(jìn)入電場(chǎng)后，在極性相反的電極間振蕩，只有質(zhì)荷比在某個(gè)范圍的離子才能通過(guò)四極桿，到達(dá)檢測(cè)器，其余離子因振幅過(guò)大與電極碰撞，放電中和后被抽走。因此，改變電壓或頻率，可使不同質(zhì)荷比的離子依次到達(dá)檢測(cè)器，被分離檢測(cè)。2.扇形質(zhì)量分析器磁式扇形質(zhì)量分析器（magnetic-sectormassanalyzer）被電場(chǎng)加速的離子進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道彎曲了，離子軌道偏轉(zhuǎn)可用公式表示：當(dāng)H，V一定時(shí)，只有某一質(zhì)荷比的離子能通過(guò)狹縫到達(dá)檢測(cè)器。特點(diǎn)：分辨率低，對(duì)質(zhì)量同、能量不同的離子分辨較困難。雙聚焦質(zhì)量分析器（double-focusingmassassay）由一個(gè)靜電分析器和一個(gè)磁分析器組成，靜電分析器允許有某個(gè)能量的離子通過(guò)，并按不同能量聚焦，先后進(jìn)入磁分析器，經(jīng)過(guò)兩次聚焦，大大提高了分辨率。3.離子阱檢測(cè)器（iontrapdetector）

原理類似于四極分析器，但讓離子貯存于井中，改變電極電壓，使離子向上、下兩端運(yùn)動(dòng)，通過(guò)底端小孔進(jìn)入檢測(cè)器。8.5氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)質(zhì)量分析器的種類1、四級(jí)桿質(zhì)量過(guò)濾器：分辨率R低（R≤1000）,質(zhì)量范圍20-1200，有質(zhì)量歧視效應(yīng)。2、雙聚焦分析器：分辨率高，R一般可達(dá)幾萬(wàn)或更高，缺點(diǎn)：價(jià)格貴，操作調(diào)整較難。3、離子阱質(zhì)量分析器：靈敏度高，質(zhì)量范圍大，最大可達(dá)到6000。4、傅里葉變換離子回旋共振分析器：分辨率R最高，價(jià)格最貴。8.6電噴霧電離：(ESI)在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的鑒定中，質(zhì)譜、核磁、紅外及紫外等分析手段，從不同的側(cè)面提供了化合物的結(jié)構(gòu)信息。質(zhì)譜以質(zhì)量分析為基礎(chǔ)，靈敏度高，可提供化合物的分子量、分子式（高分辨質(zhì)譜）以及一些有關(guān)的結(jié)構(gòu)信息。經(jīng)典的有機(jī)質(zhì)譜要求待測(cè)物能氣化，有一定純度，熱穩(wěn)定性好等條件，因此，極性高，不易氣化，熱不穩(wěn)定以及不純的化合物難以用經(jīng)典質(zhì)譜測(cè)定。近年來(lái)隨著有機(jī)質(zhì)譜在質(zhì)譜硬件、軟件、電離技術(shù)的發(fā)展，以及與各種分離方法相聯(lián)（如色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)）的接口的不斷完善，擴(kuò)大了化合物的檢測(cè)范圍，在分子量測(cè)定方面，已從化學(xué)小分子擴(kuò)展到生物大分子，可測(cè)定的分子量達(dá)到幾十萬(wàn)道爾頓。質(zhì)譜有多種電離方法，包括場(chǎng)解吸、等離子體解吸、激光解吸、快速粒子轟擊、熱噴霧電離和大氣壓電離等。每一種電離方法都有一定的分子量檢測(cè)范圍，一般認(rèn)為熱噴霧的分子量檢測(cè)最大范圍約8ku，快原子轟擊為25ku。但是隨著分子質(zhì)量的增加，所有分析方法的靈敏度均有所下降。電噴霧電離質(zhì)譜（ESI-MS）由于可以產(chǎn)生多電荷峰，與傳統(tǒng)的質(zhì)譜相比擴(kuò)大了檢測(cè)的分子質(zhì)量范圍，同時(shí)提高了靈敏度，使一種M/Z限制在一定范圍的四極質(zhì)譜，就可以分析分子質(zhì)量超過(guò)200ku的蛋白質(zhì)[1]。另外ESI-MS方法產(chǎn)生一系列的多電荷峰，可以得到準(zhǔn)確的分子量，它還可與HPLC和高效毛細(xì)管電泳（CE）分離方法相連接,擴(kuò)大了質(zhì)譜在生物領(lǐng)域的應(yīng)用。電噴霧現(xiàn)象的出現(xiàn)可以追溯到兩個(gè)世紀(jì)之前，但真正把電噴霧作為一種電離方法的創(chuàng)新性的研究是由Dole等在大約30前開始的，他們研究的目的是用電噴霧來(lái)產(chǎn)生氣態(tài)大離子。1984年Yamashita等把大氣壓電噴霧電離技術(shù)與四極質(zhì)譜結(jié)合起來(lái)，同年，Alexandror把它和磁質(zhì)譜結(jié)合起來(lái)。1988年Fenn研究小組報(bào)道了用ESI-MS得到了帶有45個(gè)正電荷分子量為40ku的蛋白質(zhì)，隨后ESI-MS在生物大分子的研究領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。到目前為止，該法已經(jīng)能夠分析質(zhì)量范圍大約在200ku的蛋白質(zhì)。第九章電化學(xué)9.1實(shí)驗(yàn)室常用的電化學(xué)測(cè)定方法答：電位分析法、伏安法、極譜法、電解和庫(kù)侖分析法9.2電極的分類及其作用答：（1）指示電極和工作電極：在電化學(xué)池中藉以反映離子或分子難度、發(fā)生所需電化學(xué)反應(yīng)或響應(yīng)激勵(lì)信號(hào)的電極。（2）參比電極：在產(chǎn)量過(guò)程中，其電位基本不發(fā)生變化。（3）輔助電極（或?qū)﹄姌O）：它們提供電子傳導(dǎo)的場(chǎng)所，與工作電極組成電池。9.3微分脈沖伏安法的原理？答：脈沖極譜法是在一個(gè)緩慢變化的直流電壓下，在滴汞電極的每一滴汞生長(zhǎng)的后期。疊加一個(gè)小振幅的周期性的脈沖電壓，并在脈沖電壓的末期測(cè)量電解電流的極譜法。根據(jù)所加電壓方式的不同，可分為常規(guī)脈沖極譜法和微分脈沖極譜法。微分脈沖極譜是在一個(gè)緩慢變化的線性掃描直流電壓上，疊加一個(gè)較小的等振幅脈沖電壓。9.4簡(jiǎn)述毛細(xì)管電泳（HPCE）有那些操作模式？HPCE有六種常用的操作模式，即毛細(xì)管區(qū)帶電泳（CZE），毛細(xì)管膠束電動(dòng)色譜（MECC），毛細(xì)管凝膠電泳（CGE），毛細(xì)管等電聚焦（CIEF）,毛細(xì)管等速電泳（CITP），毛細(xì)管電色譜（CEC），親和毛細(xì)管電泳（ACE），和非水毛細(xì)管電泳（NACE）。毛細(xì)管電泳的不同操作模式適用于不同物質(zhì)的分離。其中，毛細(xì)管區(qū)帶電泳，毛細(xì)管凝膠電泳，毛細(xì)管等速電泳，毛細(xì)管等電聚焦電泳可分析解離的物質(zhì)或帶電荷的物質(zhì)，而毛細(xì)管膠束電動(dòng)色譜則適于包括中性物質(zhì)在內(nèi)的各類物質(zhì)的分析，毛細(xì)管凝膠電泳可分離中性物質(zhì)及手性物質(zhì)。9.5簡(jiǎn)述毛細(xì)管電泳的分離原理。石英毛細(xì)管表面含有硅醇基團(tuán)，在電解質(zhì)中，硅醇基團(tuán)可以離子化，使毛細(xì)管的內(nèi)壁帶負(fù)電荷。電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子吸附在帶負(fù)電荷的毛細(xì)管壁，稱固定層，離硅醇基團(tuán)較遠(yuǎn)的外層陽(yáng)離子由于吸附不緊密，成為可移動(dòng)層。當(dāng)有外加電場(chǎng)時(shí)，可移動(dòng)層即外層陽(yáng)離子帶動(dòng)介質(zhì)溶液一起向陰極方向移動(dòng)，形成了電滲流，電滲流是推動(dòng)流體前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力。毛細(xì)管內(nèi)，電解質(zhì)遷移速度是電泳和電滲的矢量和，陽(yáng)離子向陰極遷移，與電滲流方向相同，他的速度被加強(qiáng)。陰離子向陽(yáng)極電泳，與電滲方向相反，由于電滲流淌度大于其電泳淌度，也隨著電泳介質(zhì)的整體流動(dòng)而流向陰極以達(dá)到分離。9.6變性梯度凝膠電泳的基本原理是什么？答：主要是利用梯度變性膠來(lái)分離DNA片段。電泳開始時(shí),DNA在膠中的遷移速率僅與分子大小有關(guān),而一旦DNA泳動(dòng)到某一點(diǎn)時(shí),即到達(dá)該DNA變性濃度位置時(shí),使得DNA雙鏈開始分開,從而大大降低了遷移速率。由于不同的DNA片段的堿基組成有差異,使得其變性條件產(chǎn)生差異,從而在凝膠上形成不同的條帶。9.7變性梯度凝膠電泳的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：①突變檢出率高。②檢測(cè)片段可達(dá)1kb,尤其適于100bp～500bp的片段。③DGGE對(duì)腫瘤的突變檢測(cè)有困難,尤其是實(shí)體瘤。④加樣量小。⑤重復(fù)性好。⑥操作簡(jiǎn)便,快速。⑦該法的缺點(diǎn)是一般不能確定突變位置,最終還得依賴于DNA測(cè)序。9.8高效毛細(xì)管電泳法的原理及特點(diǎn)高效毛細(xì)管電泳（highperformancecapillaryelectrophoresis，HPCE）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的分離、分析技術(shù)，它是凝膠電泳技術(shù)的發(fā)展，是高效液相色譜分析的補(bǔ)充。該技術(shù)可分析的成分小至有機(jī)離子、大至生物大分子如蛋白質(zhì)、核酸等?？捎糜诜治龆喾N體液樣本如血清或血漿、尿、腦脊液及唾液等，HPCE分析高效、快速、微量。原理：1、電泳遷移不同分子所帶電荷性質(zhì)、多少不同，形狀、大小各異。一定電解質(zhì)及PH的緩沖液或其它溶液內(nèi)，受電場(chǎng)作用，樣本中各組分按一定速度遷移，從而形成電泳。電泳遷移速度(v)可用下式表示：其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度(E＝V/L，V為電壓，L為毛細(xì)管總長(zhǎng)度)。u為電泳淌度。2、電滲遷移電滲遷移指在電場(chǎng)作用下溶液相對(duì)于帶電管壁移動(dòng)的現(xiàn)象。特殊結(jié)構(gòu)的熔合硅毛細(xì)管管壁通常在水溶液中帶負(fù)電荷，在電壓作用下溶液整體向負(fù)極移動(dòng)，形成電滲流。帶電微粒在毛細(xì)管內(nèi)實(shí)際移動(dòng)的速度為電泳流和電滲流的矢量和。根據(jù)其分離樣本的原理設(shè)計(jì)不同主要分為以下幾種類型：毛細(xì)管區(qū)帶電泳（capillaryzoneelectrophoresis，CZE）；毛細(xì)管等速電泳（capillarychromatography，CITP）；毛細(xì)管膠速電動(dòng)色譜（micellerelectrokineticcapillarychromatography，MECC）；毛細(xì)管凝膠電泳（capillarygelelectrophoresis，CGE）；毛細(xì)管等電聚焦（capillaryisoelectricfocusing，CIEF）。毛細(xì)管電泳法的特點(diǎn)：(1)儀器簡(jiǎn)單，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(2)分離效率高，分析速度快。(3)靈敏度高，檢測(cè)限可達(dá)10-13到10-15mol。(4)操作模式多，分析方法開發(fā)容易。(5)實(shí)驗(yàn)成本低，樣品用量少。(6)應(yīng)用范圍極廣，廣泛用于分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、材料學(xué)及化工、環(huán)保、食品等各個(gè)領(lǐng)域。第十章高分子材料的表征方法10.1高分子材料的表征方法高聚物結(jié)構(gòu)分為鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。鏈結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)，即高分子鏈的組成、構(gòu)造、構(gòu)型、分子大小和尺寸、構(gòu)象和形態(tài)。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是高分子鏈凝聚在一起形成的高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)：高聚物結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成一般用元素分析、紅外光譜、核磁共振、原子吸收光譜等方法確定。鏈接方式可用化學(xué)分析法、圓二色譜和核磁共振譜確定，也可以將高聚物衍生化并降解后用高效液相色譜、質(zhì)譜分析。高聚物等規(guī)和無(wú)規(guī)異構(gòu)體或順?lè)串悩?gòu)體可用紅外光譜、核磁共振、X-射線衍射、偏光顯微鏡和密度法分辨。高分子鏈支化結(jié)構(gòu)可用化學(xué)分析、核磁共振、粘度法、尺寸排除色譜測(cè)定，生物高分子的支鏈還可通過(guò)專用酶切法和液相色譜進(jìn)行確證。交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度主要用膨脹計(jì)按膨脹平衡法測(cè)定。二級(jí)結(jié)構(gòu)：高聚物重均分子量和均方旋轉(zhuǎn)半徑可用靜態(tài)光散射或尺寸排除色譜與光散射聯(lián)用裝置直接測(cè)量。數(shù)均分子量和粘均分子量分別用蒸氣壓滲透計(jì)、膜滲透計(jì)和毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定。高分子鏈構(gòu)象、形態(tài)、柔順性和剛性則由動(dòng)態(tài)和靜態(tài)光散射、粘度法測(cè)得等數(shù)據(jù)，然后按照高分子溶液理論和模型計(jì)算各種分子參數(shù)，由此確定溶液中的鏈構(gòu)象和剛性。尺寸排除色譜、動(dòng)態(tài)光散射、圓二色譜、核磁共振及熒光光譜還可研究高分子的鏈構(gòu)象轉(zhuǎn)變、聚集和解聚過(guò)程等。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：高聚物的結(jié)晶度、晶胞參數(shù)、取向度采用X-射線儀、膨脹計(jì)、密度和紅外光譜測(cè)定。高聚物聚集態(tài)中分子運(yùn)動(dòng)、相互作用力和氫鍵可用差熱分析和示差掃描量熱法、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析、電子順磁共振、核磁共振和紅外光譜表征。共聚、共混、互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)及復(fù)合膜兩組分間的相容性和界面結(jié)構(gòu)及粘合力可用紅外光譜、掃描電鏡和透射電鏡、電子探針顯微分析、熒光探針?lè)治?、紫外和可見光譜、原子力顯微鏡分析。第十一章顯微鏡11.1電化學(xué)掃描隧道顯微鏡（EC-STM）的工作原理電化學(xué)掃描隧道顯微鏡（EC-STM）的工作原理是基于量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)，即當(dāng)一個(gè)非常尖的金屬針尖(理想情況下認(rèn)為只有一個(gè)原子的曲率半徑)靠近導(dǎo)電樣品到0．4～1nm時(shí)，它們的電子波函數(shù)會(huì)在一定程度上交疊。這時(shí)在一定的外電場(chǎng)(偏壓)作用下，電子會(huì)穿過(guò)針尖／樣品之間的位壘從一端流向另一端，形成隧道電流。在偏壓一定的情況下，隧道電流與兩電極間的距離為指數(shù)關(guān)系，針尖和樣品之間距離的微小變化將導(dǎo)致隧道電流呈現(xiàn)指數(shù)形式變化，如果控制隧道電流保持恒定，針尖將在反饋的控制下隨電極表面的形貌而起伏。11.2原子力顯微鏡（AFM）在工作原理原子力顯微鏡（AFM）在工作原理上與STM完全不同，它將一個(gè)對(duì)微弱力極其敏感的微懸臂一端固定，另一端有一個(gè)微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸。由于針尖尖端的原子與樣品表面原子之間存在極其微弱的排斥力，若控制這種力的恒定，在掃描過(guò)程中，帶有針尖的微懸臂將對(duì)應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向上起伏。利用光學(xué)檢測(cè)方法則可測(cè)得微懸臂對(duì)應(yīng)于掃描各點(diǎn)的位置變化。與ECSTM技術(shù)相比，由于主要利用的是針尖和樣品之間的相互作用力，ECAFM在固液界面的加工對(duì)象從導(dǎo)電材料成功拓展到不導(dǎo)電材料上。因此與STM的加工對(duì)象相比，AFM應(yīng)用的對(duì)象范圍要更為廣泛，但是其分辨率較低，一般為幾十個(gè)納米至亞微米的尺度上。掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)在掃描操作上和STM都是通過(guò)移動(dòng)探針來(lái)掃描基底表面，但在工作原理和應(yīng)用范圍上二者有很大的區(qū)別。SECM的基本原理是利用電化學(xué)方法在超微盤電極(探針)表面造成溶液中電活性物質(zhì)的氧化或還原，由于電流與探針／基底之間的距離以及基底的表面性質(zhì)存在特定的關(guān)系。通過(guò)這些關(guān)系可以研究半導(dǎo)體、導(dǎo)體和絕緣體的表面形貌，或化