绪论食品仪器分析

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1、第1页食品仪器分析食品仪器分析第2页一、什么是仪器分析一、什么是仪器分析仪器分析是仪器分析是分析化学分析化学的重要组成部分。的重要组成部分。分析化学分析化学Analytical Chemistry Analytical Chemistry 研究物质的组成、含量、结构及其它多种信息的科研究物质的组成、含量、结构及其它多种信息的科学，学，人们用来认识、解剖自然的重要手段之一人们用来认识、解剖自然的重要手段之一。包。包括括化学分析化学分析和和仪器分析仪器分析两部分。两部分。绪绪 论论“化学中的信息科学化学中的信息科学”第3页分析化学的历史分析化学的历史 经历三次巨大变革经历三次巨大变革 (1)20(

2、1)20世纪世纪4040年代前：分析化学年代前：分析化学=化学分析化学分析 标志工具：天平的使用标志工具：天平的使用 越来越多的问题化学分析不能解决越来越多的问题化学分析不能解决 快速、实时检测方法？快速、实时检测方法？痕量分析方法？痕量分析方法？结构确定？结构确定？第4页(2)20(2)20世纪世纪4040年代到年代到8080年代：年代：分析仪器的大发展时期，确立了仪器分析的地位；分析仪器的大发展时期，确立了仪器分析的地位；原因：原因：社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫 切需要）；切需要）；物理学物理学+电子技术电子技术+精密仪器制造

3、技术的发展精密仪器制造技术的发展.分析化学分析化学 =化学分析化学分析+仪器分析仪器分析 仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化 学信息学信息第5页化学分析化学分析 仪器分析仪器分析 原理原理 根据化学反应及根据化学反应及计量关系计量关系 根据物质的物理或物理化学性质、根据物质的物理或物理化学性质、参数及变化规律参数及变化规律 设备设备 主要为简单玻璃主要为简单玻璃设备设备 较复杂、特殊的设备较复杂、特殊的设备 操作操作 多为手工操作、多为手工操作、较繁琐较繁琐 多为开动仪器开关、操作简单、多为开动仪器开关、操作简单、易实现自动化易实现自动化

4、试样试样 样量多、破坏性样量多、破坏性分析分析 样量少、有的非破坏性、可现场样量少、有的非破坏性、可现场或在线等分析或在线等分析 应用应用 常量分析、定性、常量分析、定性、定量定量 微量、痕量的组分分析，状态、微量、痕量的组分分析，状态、结构等分析结构等分析 第6页(3)20(3)20世纪八十年代世纪八十年代 2121世纪初：由世纪初：由“化学信息科化学信息科 学学”上升到上升到“系统信息科学系统信息科学”。标志工具：微型计算机控制的现代智能型分析仪标志工具：微型计算机控制的现代智能型分析仪 器的大量使用器的大量使用.原位，实时，在线原位，实时，在线第7页传统分析方法传统分析方法MovingA

5、nalysis第8页原位、在线、实时、多维、微区原位、在线、实时、多维、微区海洋浮标与微型实验室海洋浮标与微型实验室第9页天、空、面、底立体天、空、面、底立体检测检测原位在原位在线线无人无人值值守守第10页Test case.Small and portable PCR machines help detect biowarfare agents even when there are no labs around.战争与战场现场快速测试战争与战场现场快速测试第11页体液、单细胞分析体液、单细胞分析第12页利用分析手段利用分析手段分子之间分子之间的相互作用原理的相互作用原理分析方法的新分析方法

6、的新原理新理论原理新理论单分子检测及荧光图谱单分子检测及荧光图谱第13页分分析析化化学学化化学学分分析析仪仪器器分分析析酸碱滴定酸碱滴定配位滴定配位滴定氧化还原滴定氧化还原滴定沉淀滴定沉淀滴定电化学分析电化学分析光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电位、电导、电解、库仑电位、电导、电解、库仑极谱、伏安极谱、伏安光度、吸收、发射、荧光光度、吸收、发射、荧光气相、液相、离子、超临气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳界、薄层、毛细管电泳核磁、质谱核磁、质谱第14页1901Rontgen et al 首次发现首次发现X射线存在射线存在1907Mic

7、helson et al 首次制造精密光谱仪器首次制造精密光谱仪器1922Aston et al 发明质谱测定同位素发明质谱测定同位素1923Pregl et al 发明有机物微量分析发明有机物微量分析1930Raman et al 发现拉曼效应发现拉曼效应1944Rabi et al 用共振方法记录原子核磁性用共振方法记录原子核磁性1948Tiselius et al 用电泳法发现血浆蛋白性质用电泳法发现血浆蛋白性质1952Bloch et al 发展核磁共振精细测量法发展核磁共振精细测量法1952Martin et al 发明分配色谱发明分配色谱1959Heyrovsky et al 发明

8、极谱法发明极谱法1981Siegbahn et al 发明高分辨电子光谱法发明高分辨电子光谱法1981Bloembergen et al 发展激光光谱学发展激光光谱学1991Ernst et al 高分辨核磁共振方法发展高分辨核磁共振方法发展与分析仪器发明相关的诺贝尔奖获得者第15页l2002年诺贝尔化学奖l授予三位分析仪器领域的学者l美国John B.Fennl日本田中耕一质谱法 研究蛋白质l瑞士Kurt Wuthrich生物分子的三维结构l2003 年诺贝尔医学奖l授予核磁共振成像领域的科学家第16页二二 仪器分析在食品科学中的应用仪器分析在食品科学中的应用食品仪器分析：仪器分析技术在食品

9、科学与生产中食品仪器分析：仪器分析技术在食品科学与生产中的应用。的应用。(一一)食品食品生产生产加工控制加工控制 1.1.食品原料的质量控制食品原料的质量控制 2.2.食品生产加工过程的控制食品生产加工过程的控制 3.3.食品成品的质量控制食品成品的质量控制(二二)食品食品监督监督管理管理 1.1.食品商品的质量管理食品商品的质量管理 2.2.食品污染的检测食品污染的检测第17页(三三)食品食品检测内容检测内容 1.食品营养成分食品营养成分 2.微生物代谢物微生物代谢物 3.农药残留农药残留 4.重金属元素重金属元素 第18页 本课程主要讲述内容：本课程主要讲述内容：一一.色谱分析法色谱分析法

10、(气相色谱气相色谱GC,液相色谱液相色谱LC)8学时学时 二二.质谱分析法质谱分析法(MS)4学时学时 三三.核磁共振波谱法核磁共振波谱法(NMR)4学时学时 四四.光谱分析法光谱分析法(紫外吸收紫外吸收UV,红外吸收红外吸收IR,原子吸收原子吸收AAS)4学时学时 三三.学习内容简介学习内容简介第19页色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。色谱分析法色谱分析法柱色谱法柱色谱法薄层色谱法薄层色谱法气相色谱法气相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法第20页条件选择条件选择样品处理样品处理第21

11、页检测结果第22页物质的物质的分子分子被击成被击成带电碎片带电碎片，用电场和磁场将运动的带电碎，用电场和磁场将运动的带电碎片按它们的质荷比分离后进行检测。测出离子准确质量即可片按它们的质荷比分离后进行检测。测出离子准确质量即可确定离子的化合物组成。根据碎片结构，推测该分子的结构。确定离子的化合物组成。根据碎片结构，推测该分子的结构。最有效的定性分析方法之一。最有效的定性分析方法之一。质谱分析法质谱分析法OCH3C|+CH3CCH3|O+丙酮的质谱图第23页核磁共振波谱法核磁共振波谱法 是将核磁共振现象应用于测定分子结构的一种谱学技术。人们不仅可以借助它来研究反应机理，还可以用来研究蛋白质和核酸

12、等生物大分子的结构与功能。第24页 物质分子中的H核，在适当的磁场中会发生共振，吸收特定光波，从而产生波谱。a.根据其所处环境不同而出现在图谱的不同位置;b.根据其相邻C上的H的个数，被分裂成多重峰，由此判断分子结构。碘乙烷的核磁共振波谱图碘乙烷的核磁共振波谱图第25页原子吸收光谱法原子吸收光谱法测量对象：对呈原子状态的金属元素和部分非金属元素。测量对象：对呈原子状态的金属元素和部分非金属元素。测量方法：由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原测量方法：由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原 子化产生的原子蒸气，被蒸气中待测元素的基子化产生的原子蒸气，被蒸气中待测元素的基 态原子所吸收，通过

13、测定辐射光强度减弱的程态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程 度，求出供试品中待测元素的含量。度，求出供试品中待测元素的含量。第26页UltravioletandVisibleSpectrophotometry 常见分析仪器常见分析仪器第27页日本日本Jascoo公司荧光分光光度公司荧光分光光度计计第28页第29页HighPerformanceLiquidChromatography第30页气相色谱仪气相色谱仪GasChromatography第31页GC-MS第32页Perkin-Elemer的原子吸收的原子吸收（AtomicAbsorptionSpectrometry）第33页日本岛津公

14、司的原子吸收日本岛津公司的原子吸收（AtomicAbsorptionSpectrometry）第34页HPLCMS/MS功能食品研究团队功能食品研究团队主要分析设备主要分析设备第35页第36页第37页三三.本课程学习目的、要求本课程学习目的、要求 掌握常用仪器分析方法的原理和仪器的简单结掌握常用仪器分析方法的原理和仪器的简单结 构；构；了解各种仪器分析的方法在食品分析中的应用。了解各种仪器分析的方法在食品分析中的应用。第38页 期末成绩期末成绩=实验成绩实验成绩(10%)+平时成绩平时成绩(40%)+期末笔试期末笔试(50%)课时课时:32学时讲授学时讲授+16学时实验学时实验 平时成绩平时成绩=出勤出勤+作业作业+提问提问+专题汇报专题汇报第39页第40页第41页提提 问问你心中的食品仪器分析是门什么样的你心中的食品仪器分析是门什么样的 课程？课程？你希望怎么上这门课？你希望怎么上这门课？