现代分离技术第一章概论.doc

现代分离技术与分析（36学时）第一章概论1次第二章色谱分离技术理论1・2次第二章气相色谱1-2次第四章液相色谱2・3次第五章毛细管电泳1・2次第六章应用1次张书胜zhan2shiishen2（g）371・net0371-65152163第一章概论第一节分析仪器的作用与发展史化学是研究物理原子、分子、生物大分子、超分子和凝聚态的组成、结构、性质、化学 反应及其规律和应用的科学分析化学是化学测量和表征的科学，是研究获取物质化学 组成和结构信息的科学；分析测试是科技与生产的眼睛，是 衡量一个国家科技与经济发展水平的主要标志众所周知， 21世纪的光明前景，取决于人类在能源科学、材料科学、信 息科学、环境科学与生命科学的进步，而取得这些领域进步 的许多关键问题的解决都迫切需要现代分析化学，都要求有 分子一原子级水平和纳米尺度的新的分析检测方法，要求有 活体（in vivo）、原位（in site）、（online）、实时（real time）和多维分析（2DA和3DA）,要求有分离分析联用一 体化的高效、快速检测的分析方法等现代分析化学的目标 是要求获得更多、更好的化学信息，但希望消耗更少的材料、 时间、精力、风险和经费。

从应用的分析手段来说，分析测试方法大体上可分为化学法、物理法、化学物理法化学法是以化学反应和化学性质为基础的分析检 测方法（化学分析），它是分析化学的基础物理法是以物理性质作 为分析检测依据的方法（如以吸附或分配为基础的色谱法和毛细管区 带电泳法等）所谓物理性质，就是指光、电.热、声和磁等这些性质由于欲测定这些物质性质，常需要使用组装成套的商品仪器来快速地完成于是常叫 做“仪器分析” （Instrumental Analysis）«仪器分析这个名称，容易误解成对于仪器本身进行 分析或组装（Instnimenstion）,所以必须正确理解这个名称的实质是以成套的（成型的）物 理仪器或特殊的仪器设备（统称为商品仪器或分析仪器）为手段，来从事和获取物质（试样） 的化学组成和结构信息的分析测试方法所以，人们习惯上把分析化学中的各种分析方法不 严格的区分为化学分析和仪器分析两大类人们为了更好的认识自然、改造自然，需要一定 的工具来延伸手及眼睛的功能分析仪器的出现，正好为人们提供了不断深入认识自然的可 能性，同时也为人们在改造自然的过程中起着保证的作用 当代生物技术.计算机技术和信息科学等新成就以及各种联用技术的引入，使现代仪器分析（Modern Instrumental Analysis）进入了一个崭新的境界。

从世界化学史来看，分析化学一直伴随着化学学科的发展而不断发展起来的,同时还对其他学科（如：数学、物理、化学、生物、材料、环境.医学等）的发展起着有力的推动作用没有物理学和化学的发展是无法产生现代 仪器分析的，同样，没有电子学和计算机科学技术的发展以及作为应用数学与化学的交叉产 生的化学计量学的发展，也是无法产生现代仪器分析的仪器分析与化学分析的区别不是绝对的，仪器分析是在化学分析的基础上逐步发展起来 的，不少的仪器分析方法还必须与试样处理、化学分离与富集相结合，才能完成分析的全过 程所以仪器分析并不是一们独立的学科（尤其是现代仪器分析），而是多种仪器分析方法 的组合，或自身的串联，或多种仪器的联合，且与微电子技术、计算机技术、化学计量学、 核技术、生物、医学、环境和过程等密切相关毫无疑问，现代仪器分析不仅是重要的分析 测试方法，而且是强有力的科学研究手段现代分析化学的研究手段和研究对象繁多复杂，其应用范围又几乎涉及到人的衣、食、住、行等国民经济和国防建设等各个方面随着科技生产和经济的不断发展，分析化学已发展成为分析科学分析仪器的发展过程与分析化学的发展是紧密相关的，它的发展史并不 长，大约有90年。

20世纪20年代，当时的分析仪器比较简单如天 平、滴管等，分析工作者用目视、手动的方法一点一滴地取得数据，然后记录，分析人员介入了每个分析步骤真正的分析仪器发展始于20世纪50年代后期，随后由于环保科 学、医药卫牛.、生命科学和材料科学的发展对分析化学提出了新的挑 战和更苛刻的要求，出现了多种类型、功能先进、用途广泛的分析仪 器分析仪器的发展历程可大致概括为50年代仪器化，60年代电子 化，70年代计算机化，80年代智能化，90年代信息化，而21世纪 必将是仿生化和进一步信息智能化的时代一个世纪以来，分析仪器对科学技术的发展起到了重要的作用， 新技术对分析仪器的水平提出了更高的要求世人对这些在分析仪器 发展过程中作过突出贡献的科学家给予了崇高的荣誉从1901年到 2006年有150多位化学家获得了诺贝尔奖，其中有15位化学家的获 奖内容与分析仪器的发明或者深入研究有关：2005Yves Chauvin （耶维茨•沙文），Robert H. Grubbs （罗伯特 *H •格鲁布斯）及 Richard R. Schrock （里查徳・R・施洛克）烯炷复分解反应研究20042004年諾貝爾化學獎桂冠由Aaron Ciechanover （阿龙-西查诺瓦），Avram Hershko（阿弗拉姆- 赫尔什科）和Irwin Rose （伊尔温•罗斯）ubiquitin調控蛋白質降解機制的研究。

2003Peter Agre （彼得•阿格雷）,Roderick MacKinnon （罗徳里克•麦金农）分别表彰他们发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献他们 研究的细胞膜通道就是人们以前猜测的“城门二2002JOHN B. FENN, KOICHI TANAKA (Bom in 1959), for their development of soft desorption ionisation methods for mass spectrometric analyses of biological macromolecules发展了质谱软电离技术KURT WUTHRICH for his development of nuclear magnetic resonance spectroscopy for determining the three・dimensional structure of biological macromolecules in solution 发展了生物大分子三维结构的NMR技术2001WILLIAM S. KNOWLES for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions.RYOJI NOYORI for their work on chirally catalysed hydrogenation reactions・2000ALAN G. MACDIARMID for the discovery and development of conductive polymersALAN J. HEEGER for the discovery and development of conductive polymersHIDEKI SHIRAKAWA for the discovery and development of conductive polymers1999Ahmed Zewail for his studies of the transition states of chemical reactions using femtosecond spectroscopy.用E秒光谱研究化学反应过渡态。

1998The prize was awarded for pioneering contributions in developing methods that can be used for theoretical studies of the properties of molecules and the chemical processes in which they are involved. The prize was divided equally between:WALTER KOHN for his development of the density-functional theory JOHN A. POPLE for his development of computational methods in quantum chemistry.1997PAUL D. BOYER and JOHN E. WALKER for their elucidation of the enzymatic mechanism underlying the synthesis of adenosine triphosphate (ATP)JENS C・ SKOU for the first discovery of an ion-transporting enzyme, Na+, K+-ATPase.1996ROBERT F. CURL, J匚，SIR HAROLD W. KROTO , and RICHARD E. SMALLEY for theirdiscovery of fullerenes・1995PAUL CRUTZEN , MARIO MOLINA , and F. SHERWOOD ROWLAND for their work inatmospheric chemistry, particularly concerning the formation and decomposition of ozone・1994GEORGE A. OLAH for his contribution to carbocation chemistiy.1993The prize was awarded for contributions to the developments of methods within DNA-based chemistry equally between:KARY B. MULLIS for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method.MICHAEL SMITH for his fundamental contributions to the establishment of oligonucleiotide-based, site-directed mutagenesis and its development for protein studies.1992RUDOLPH A. MARCUS for his contributions to the theory of electron transfer reactions in chemical systems・1991Richard R. Ernst for his contributions to the development of the methodology of high resolution nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy ・对晶体电子显微镜的发展1990ELIAS JAMES COREY for his devel。