高等仪器分析实验与技术PDF电子书下载

1.1　方法原理 1

1.1.1　气相色谱法基本原理 1

第1章　气相色谱-质谱联用技术 1

1.1.2　质谱法基本理论 2

1.2　仪器结构与原理 2

1.2.1 GC（气相色谱仪） 3

1.2.2　MS（质谱仪） 3

1.3.2　GC-MS数据的采集 9

1.3.3　GC-MS得到的信息 9

1.3.1　GC-MS分析条件的选择 9

1.3　实验技术 9

1.4　实验 10

实验1：GC-MS联用仪的检定 10

实验2：用GC-MS分析菊花挥发油成分 11

实验3：气相色谱-质谱联用法测定混合多环芳烃 12

附录1：TRACE型GC-MS使用方法 14

附录2：Xcalibur GC-MS数据处理系统使用说明 15

第2章　高效液相色谱-二极管阵列检测器联用技术 19

2.2　仪器结构与原理 20

2.2.1 高压（输液）泵 20

2.1　方法原理 20

2.2.2　梯度洗脱装置 22

2.2.3　流动相在线脱气装置 23

2.2.4　进样器 24

2.2.5 色谱柱 26

2.2.6　二极管阵列检测器 26

2.3.1 高压输液系统的维护 27

2.3　实验技术 27

2.3.2　色谱柱的正确使用 28

2.3.3　进样系统的维护 29

2.3.4　DAD检测器的维护 29

2.3.5 HPLC分离方式的选择 29

2.4　实验 30

实验1：高效液相色谱法测定人血浆中扑热息痛含量 30

实验2：HPLC-DAD法初步研究新化合物TM208在大鼠尿样中的代谢产物 31

实验3：多波长法同时测定清开灵注射液中3种指标成分的含量 33

附录1：DIONEX SUMMIT高效液相色谱仪的基本操作 34

附录2：DIONEX CHROMELEON数据处理软件的使用方法 37

第3章　高效液相色谱-激光诱导荧光联用技术 40

3.1　方法原理 40

3.2　仪器结构与原理 41

3.2.1　激光诱导荧光检测器的组成 41

3.2.2　激光器 42

3.2.3　光学系统 43

3.2.4　检测池 43

3.2.6　光学结构 44

3.2.5　光电转换系统 44

3.3　实验技术 45

3.3.1　几种衍生化方式 45

3.3.2　常见荧光衍生化方法 45

3.3.3 常用荧光衍生化试剂 47

3.4　实验 50

实验1：细胞破碎物中ADM分析 50

实验2：FITC柱前衍生脂肪胺分析 51

附录2：Unimicro TriSepTM 2003工作站的使用说明 52

附录1：Unimicro TriSepTM 2100LIF的基本操作 52

第4章　高效液相色谱-质谱联用技术 54

4.1　方法原理 54

4.1.1 高效液相色谱法基本原理 54

4.1.2　质谱法基本原理 55

4.2　仪器结构与原理 55

4.2.1　液相系统 55

4.2.2　质谱系统 56

4.3.1 电离源的选择 60

4.3　实验技术 60

4.3.2　正、负离子模式的选择 61

4.3.3　流动相和流量的选择 61

4.3.4　温度的选择 61

4.4　实验 62

实验1：HPLC-MS法研究新化合物TM208在大鼠尿样中代谢产物的分子结构 62

实验2：高效液相色谱法测定人血浆中扑热息痛含量 63

实验3：用HPLC-MS分析硝基苯甲酸位置异构体与对硝基苯甲酸纯度的测定 64

附录：Agilent 1100型HPLC-MS使用方法 65

5.1.1　NMR的灵敏度 68

第5章　高效液相色谱与核磁共振联用技术 68

5.1　方法原理 68

5.1.2 NMR与HPLC色谱的溶剂兼容问题 69

5.1.3　溶剂峰压制 69

5.1.4 专用的LC-NMR联用探头 71

5.1.5 HPLC-NMR的灵敏度 72

5.2　仪器结构与原理 73

5.3　实验技术 73

5.3.1　在线或连续流动方式（on-flow） 73

5.3.2　停止流动模式（stop-flow） 75

5.3.3 时间片模式（time-slice） 75

5.3.4　环收集方式（loop-storage） 75

5.4 HPLC-NMR技术目前的应用状况及发展前景 75

5.4.1 HPLC-NMR技术的优势 75

5.4.2 HPLC-NMR的应用现状 76

5.4.3 HPLC-NMR的主要问题及改进 77

5.4.4 HPLC-SPE-NMR技术 77

实验1：学习操作HPLC-NMR系统连续流动工作模式 79

5.5　实验 79

实验2：HPLC-NMR技术在天然产物——买麻藤分析中的应用 80

实验3：HPLC-NMR技术在代谢产物——藤黄酸在大鼠胆汁中主要代谢产物分析中的应用 83

附录：Varian HPLC-NMR系统使用方法 86

第6章　高效液相色谱-蒸发光散射检测器联用技术 94

6.1　方法原理 94

6.1.1　散射光的类型 94

6.1.2　检测器的响应 94

6.1.3　定量方法 95

6.2　ELSD仪器结构与工作模式 97

6.2.1　仪器结构 97

6.2.2　光源及检测器 98

6.3　实验技术 98

6.3.1 HPLC部分 98

6.3.2 ELSD部分 99

6.4　实验 100

实验1：ELSD检测性能优化 100

实验2：UVD和ELSD线性关系及重现性比较 102

实验3：单糖物质的HPLC-ELSD检测 104

附录1：Alltech 2000 ELSD型蒸发光散射检测器操作规程 105

附录2：Sedex 75 ELSD的操作注意事项 106

附录3：Agilent 1100 HPLC操作规程 106

第7章　高效液相色谱-库仑阵列电化学检测器联用技术 108

7.1　方法原理 108

7.1.1 库仑电化学检测器的基本原理 109

7.1.2　具有电化学活性的物质 109

7.1.3 电化学反应所需的电势（伏安曲线） 109

7.2　仪器结构与原理 110

7.2.1 电化学反应池的基本结构 110

7.2.2 电极的灵敏度、选择性和稳定性 111

7.2.3　库仑电极与安培电极的比较 112

7.2.4　库仑阵列电化学检测器与二极管阵列检测器的比较 112

7.2.5　库仑阵列电化学检测器与质谱联用 113

7.3.2　处理基线噪声大或发生漂移的方法 114

7.3.3　pH值对电化学电极响应的影响 114

7.3.1　流动相的配置方法 114

7.3　实验技术 114

7.3.4　确定能产生最大响应最佳电势的方法 115

7.4　实验 115

实验1：用HPLC-CoulArray直接测定尿液中香草扁桃酸（VMA）、5-羟吲哚乙酸（5-HIAA）和高香草酸（HVA）的含量 115

实验2：用HPLC-CoulArray同时测定复合维生素药片和婴儿乳制品中的脂溶性维生素 117

实验3：用HPLC-CoulArray对环境水中各种雌激素的痕量测定 118

附录1：HPLC-CoulArray 5600A仪的使用方法 119

附录2：HPLC-CoulArray 5600A软件使用说明 119

附录3：钝化液相色谱的方法 120

第8章　高效液相色谱-电雾式检测器联用技术 122

8.1　基本原理 122

8.1.1 电雾式检测器的特点 122

8.1.2　与其他检测器的比较 125

8.2　仪器结构与原理 125

8.2.1　雾化 126

8.2.2　溶剂分子的蒸发 126

8.2.3　颗粒带电 126

8.2.4　静电计区 126

8.3.3　样品须注意的问题 127

8.3.2　用于梯度洗脱的流动相 127

8.3　实验技术 127

8.3.1　Corona与其他检测器并联使用 127

8.3.4　设置滤波器 128

8.4　实验 128

实验1：采用HPLC-Corona电雾式检测器测定混合单糖含量 128

实验2：用HPLC-Corona电雾式检测器评价甘油三酸酯类化合物的纯度并测定其杂质 129

附录1：高效液相色谱-电雾式检测器联用仪的使用方法 129

附录2：CoronaTM CAD检测器的使用方法 130

第9章　高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术 136

9.1　方法原理 137

9.1.1 用于生物样品中元素形态分析的高效液相色谱 137

9.1.2　电感耦合等离子体质谱（ICP-MS） 139

9.2　电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）基本结构与原理 142

9.2.1　ICP-MS系统 142

9.2.2　ICP-MS的工作原理及分析特性 143

9.3　实验技术 143

9.3.1　HPLC与ICP-MS联用的接口技术 143

9.3.2　HPLC-ICP-MS联用技术展望 144

9.4　实验 145

实验1：人尿中微量元素硒代谢产物的HPLC-ICP-MS分析 145

实验2：用HPLC-ICP-MS法测定饮料中多种砷化合物 147

附录1：HPLC-ICP-MS联用测量操作规程以及数据处理软件的基本操作 149

附录2：X7 ICP-MS操作规程以及基本操作 150

附录3：HPLC基本操作说明 155

第10章　毛细管电泳技术 158

10.1.1 电泳和电泳淌度 159

10.1　方法原理 159

10.1.2 电渗流和电渗淌度 160

10.1.3　毛细管电泳的分析参数 161

10.2　仪器结构及原理 162

10.2.1　紫外检测器 163

10.2.2　激光诱导荧光检测器 164

10.2.3 电化学检测器 164

10.2.4　质谱检测器 164

10.3.3 毛细管凝胶电泳（CGE） 167

10.3.2　胶束电动毛细管色谱（MEKC） 167

10.3　实验技术 167

10.3.1 毛细管区带电泳（CZE） 167

10.3.4 毛细管等电聚焦（CIEF） 168

10.3.5 毛细管等速电泳（CITP） 168

10.3.6 毛细管电色谱（CEC） 168

10.3.9 芯片毛细管电泳（CCE） 169

10.3.10 非水毛细管电泳（NACE） 169

10.3.8 毛细管阵列电泳（CAE） 169

10.3.7 微乳液毛细管电动色谱（MEEKC） 169

10.4　毛细管电泳应用研究进展 170

10.4.1 手性化合物分离 170

10.4.2 药物分析 170

10.4.3　环境分析 171

10.4.4　蛋白质和DNA分析 171

10.4.5　单细胞分析 171

10.5 实验 172

实验1：有机化合物的毛细管区带电泳分析 172

实验2：毛细管区带电泳法分离手性药物的对映异构体 173

实验3：蛋白质的毛细管区带电泳分析 174

附录1：P/ACE MDQ毛细管电泳仪的基本操作 175

附录2：32Karat Software Version 5.0数据处理软件的使用方法 176

第11章　生物质谱技术 177

11.1 基质辅助激光解吸／电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）方法原理 177

11.2 基质辅助激光解吸／电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）仪器结构与原理 177

11.3　基质辅助激光解吸／电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）应用 179

11.3.1 蛋白质的质谱分析 179

11.3.4 生物大分子复合物分析 181

11.3.2　核酸的质谱分析 181

11.3.3　糖或糖蛋白的质谱分析 181

11.4 基质辅助激光解吸／电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）实验技术 182

11.4.1　基质的选择 182

11.4.2　样品的性质 182

11.4.3　点样方法 182

11.4.4　仪器的校正 183

11.5　基质辅助激光解吸／电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）实验 183

实验1：MALDI-TOF-MS的应用之一——蛋白质、核酸、糖类的生物质谱分析 183

实验2：MALDI-TOF-MS的应用之二——肽质量指纹谱（PMF）鉴定蛋白质 184

实验3：MALDI-TOF-MS的应用之三——肽段源后衰变（PSD）得到结构信息 186

附录1：MALDI-TOF-MS的使用方法 190

附录2：MALDI-TOF-MS数据处理软件使用说明 191

附录3：校正仪器 197

11.6 电喷雾质谱（ESI-TOF-MS）方法原理 198

11.7 电喷雾质谱（ESI-TOF-MS）仪器结构与原理 199

11.8 电喷雾质谱（ESI-TOF-MS）应用 200

11.8.1 蛋白质的质谱分析 200

11.8.4　生物大分子复合物分析 204

11.8.2　核酸的质谱分析 204

11.8.3　糖或糖蛋白的质谱分析 204

11.8.5　定量分析 205

第12章　表面等离子共振技术 207

12.1　表面等离子共振原理 207

12.1.1　基本物理光学原理 207

12.1.2　SPR仪的光学原理 208

12.2.1　Biacore 3000的工作单元 209

12.2　SPR仪的组成及工作原理 209

12.2.2　温度控制 212

12.2.3 LED状态指示器 212

12.2.4 SPR仪的传感芯片 212

12.3　分子与传感芯片的偶联方法 214

12.3.1 共价固定与捕获方法 214

12.3.2　疏水吸附方法 218

12.4 SPR技术的应用 219

12.4.1 生物特异相互作用的动力学、结合位点及浓度分析 219

12.4.2　蛋白质折叠机制的研究 220

12.4.3　在其他研究方面的应用 220

12.5　实验 221

实验1：基本操作训练——学习使用表面等离子共振仪Biacore 3000 221

实验2：使用Biacore 3000检测核酸与小分子化合物的相互作用并做动力学分析 223

实验3：使用Biacore 3000检测分子与膜的相互作用 224

附录：Biacore仪数据处理软件（BIA Evaluation Version 4.0）使用说明 225

13.1　方法原理 237

13.1.1 生物芯片分类 237

第13章　生物芯片技术 237

13.1.2　微阵列芯片检测原理 238

13.2　实验技术 239

13.2.1　微阵列芯片制备的一般知识 239

13.2.2　寡核苷酸芯片的制备 242

13.2.3 cDNA芯片的制备 242

13.2.4　蛋白质芯片的制备 243

13.2.5　组织芯片的制备 243

13.3.1　激光共焦扫描检测方法 244

13.3　微阵列芯片扫描仪及其工作原理 244

13.3.2 CCD成像扫描检测方法 245

13.3.3 博奥晶芯？EcoScanTM-100型微阵列芯片扫描仪及其主要性能指标 245

13.4　实验 246

实验1：用基因芯片鉴定大肠杆菌（E.coli）和黄单胞菌（XCC） 246

实验2：用蛋白质芯片检测人自身抗体 249

实验3：用蛋白质芯片进行化学小分子检测实验 252

附录1：芯片的数据结果处理方法（由判读软件自动完成） 255

附录2：晶芯？EcoScanTM-100型微阵列芯片扫描仪的使用方法 256

14.1　方法原理 260

第14章　生物传感器分析技术 260

14.2　生物传感分析仪的结构 262

14.2.1　反应池 262

14.2.2　酶电极系统 263

14.2.3　液体系统 264

14.2.4　搅拌系统 264

14.2.5　进样系统 264

14.2.6 自动进样系统 264

14.3.2　膜电极活性的重复性测定 265

14.3.1 电极膜的安装 265

14.3 实验技术 265

14.3.3 膜电极的线性测定及校正方法 266

14.4　实验 266

实验1：全血或血清中L-乳酸含量的测定 266

实验2：食品中葡萄糖、谷氨酸的含量测定 267

实验3：使用SBA-70型生物传感分析仪测定纯生啤酒中的蔗糖转化酶活性 268

附录1：SBA-40C生物传感分析仪的使用方法 270

附录2：生物传感分析仪配套的试剂盒 270