高等分析化学(李建平)

《高等分析化学》从分析化学学科的发展前沿出发，介绍了目前颇受关注且应用广泛的分析方法和技术，主要包括荧光和化学发光分析法、有机试剂在分析化学中的应用、动力学分析、流动注射分析、微流控芯片分离分析、化学传感器、痕量分析及分析质量控制等章节。编写过程中，力求做到内容的系统性、科学性、先进性、新颖性和实用性，在讲授经典理论和方法的同时，注重介绍各种方法的应用实例。《高等分析化学》可作为化学类专业及近化学专业如化工、冶金、材料、环境、食品等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供化学化工等行业的科技工作者参考。

李建平，桂林理工大学化学与生物工程学院，院长 教授， 现任自治区级化学与材料实验教学示范中心主任、自治区级化学化工教学团队负责人、自治区应用化学重点学科负责人；广西教育厅食品安全检测新技术教育厅重点实验室主任。兼任广西高等教育学会化学化工专业委员会副主任委员，常务理事。吉林大学（化学学院）兼职教授、博士生导师。教学方面：从1991年至今先后主讲仪器分析、高等分析化学、现代电分析化学、近代分析化学、现代仪器分析导论十余门本科、研究生课程。科研方面：先后主持国家自然科学基金面上项目和地区基金项目3项，*科学研究重点项目、国家863项目子课题、广西自然科学基金项目等十余项。先后在Anal. Chem.、Biosens. Bioelectron.、Anal. Chim. Acta、Sens. Actuator B-Chem.等国内外重要学术刊物上发表论文150余篇，其中SCI收录100余篇。发表论文被国内外SCI期刊引用1600多次；1篇入选高被引论文（ESI）；获授权发明专利10项。获中国分析测试协会科学技术奖二等奖。主持获广西自然科学基金创新团队和广西高校高水平创新团队。分别主持承办了“第十二届全国电分析化学学术会议”（2014.4）和“第五届亚太地区离子分析会议”（2011.11）。

第1章绪论1

1.1分析化学发展概述1

1.1.1痕量分析2

1.1.2环境分析化学3

1.1.3生物分析化学4

1.1.4联用技术6

1.1.5计算机的应用7

1.2仪器分析概述7

1.2.1仪器分析的发展史7

1.2.2仪器分析的发展是多种学科交叉发展的结果8

1.3分析仪器的组成及用途9

1.3.1分析仪器的组成9

1.3.2鉴定分子的仪器分析方法10

1.3.3鉴定原子（及离子）的仪器分析方法10

1.3.4分离用分析仪器方法11

第2章荧光和化学发光分析法12

2.1荧光分析法13

2.1.1荧光分析法基本概念13

2.1.2荧光强度及影响因素17

2.1.3仪器装置21

2.1.4荧光分析测定方法、特点和应用22

2.2化学发光分析28

2.2.1分子发光分析法及其分类28

2.2.2化学发光分析的基本原理29

2.2.3化学发光反应的类型30

2.2.4化学发光的测量装置35

2.2.5化学发光分析的特点及应用36

2.2.6化学发光分析与新技术、新方法的联用38

第3章有机试剂在分析化学中的应用40

3.1概述40

3.1.1有机试剂在分析化学中的应用40

3.1.2有机试剂的分类41

3.1.3有机试剂与无机离子反应类型43

3.1.4有机试剂的命名46

3.2有机试剂的分子组成与分析性能47

3.2.1有机试剂的分子组成及反应性能47

3.2.2有机试剂的酸碱性及影响49

3.2.3有机试剂的溶解度50

3.3提高试剂选择性的途径52

3.3.1改造试剂分子的结构52

3.3.2改变反应条件53

3.4有机试剂及金属螯合物的生色机理53

3.4.1有机试剂的电子吸收光谱及影响54

3.4.2金属配合物的电子吸收光谱57

3.5表面活性剂及分析性能62

3.5.1表面活性剂的分类62

3.5.2表面活性剂的胶束及临界胶束浓度63

3.5.3表面活性剂在光度分析中的应用64

3.6生物分析试剂简介65

3.6.1生命化学分析与生化试剂概述65

3.6.2生化试剂分类66

3.6.3主要生化试剂简介66

第4章动力学分析73

4.1概述73

4.1.1动力学分析法概念73

4.1.2动力学分析法分类74

4.1.3动力学分析法的特点75

4.2动力学分析法的一些概念76

4.2.1指示反应和指示物76

4.2.2催化反应和催化剂77

4.2.3活化剂与抑制剂78

4.3动力学分析的基本原理79

4.3.1化学反应速率及其方程式79

4.3.2催化反应速率方程式81

4.3.3影响反应速率的主要因素82

4.3.4反应速率的测量83

4.4定量分析84

4.4.1定量分析关系式84

4.4.2定量分析方法85

4.5催化动力学光度法87

4.5.1直接法和间接法88

4.5.2催化动力学分光光度法的灵敏度和选择性89

4.5.3分析应用91

4.5.4催化动力学光度法研究现状92

4.6速差动力学分析法93

4.6.1基本原理和数据处理方法93

4.6.2速差动力学法中的反应类型95

4.6.3速差动力学分析的特点与应用96

4.7酶催化动力学分析方法96

4.7.1酶活性及其单位96

4.7.2酶分析法的机理和基本方程式97

4.7.3影响酶催化反应速率的主要因素98

4.7.4酶活性的计算99

4.7.5酶催化分析的应用简介99

第5章流动注射分析101

5.1概述101

5.2基本装置和操作104

5.2.1泵104

5.2.2进样阀（注入阀）106

5.2.3管道、连接器等106

5.2.4混合圈107

5.2.5流通池108

5.3流动注射分析的分散理论108

5.3.1流动注射分析系统的分散模型108

5.3.2影响分散度的因素111

5.3.3流动注射分析与连续流动分析比较114

5.4流动注射分析的实验技术115

5.4.1样品注入技术115

5.4.2分离富集技术118

5.4.3带反应柱的FIA120

5.4.4同时分析121

5.4.5停流技术122

5.4.6不稳定试剂的应用123

5.4.7梯度稀释124

5.5流动注射分析的应用125

5.5.1FIA-光度分析125

5.5.2FIA-化学发光分析127

5.5.3FIA-原子光谱分析128

5.5.4FIA-电化学分析130

第6章微流控芯片分离分析133

6.1概述133

6.2微流控芯片加工技术134

6.2.1硅、石英和玻璃材料芯片的加工134

6.2.2高分子聚合物材料芯片的加工137

6.2.3纸芯片的加工138

6.3微流控芯片中微流体的控制和驱动139

6.3.1微流体的控制139

6.3.2微流体驱动140

6.4微流控芯片检测器141

6.4.1光学检测器141

6.4.2电化学检测器142

6.4.3质谱检测器143

6.5微流控芯片电泳144

6.5.1微流控芯片电泳进样技术144

6.5.2微流控芯片区带电泳145

6.5.3微流控芯片凝胶电泳146

6.5.4微流控芯片等电聚焦147

6.5.5微流控芯片等速电泳147

6.5.6微流控芯片胶束电动色谱147

6.5.7微流控芯片电色谱147

6.6微流控芯片的应用148

6.6.1微流控芯片在核酸研究中的应用149

6.6.2微流控芯片在蛋白质研究中的应用150

6.6.3微流控芯片在小分子研究中的应用152

6.6.4微流控芯片在细胞研究中的应用152

第7章化学传感器154

7.1光导纤维传感器及原理154

7.1.1光导纤维154

7.1.2光纤传感器156

7.2光导纤维传感器的特点及应用159

7.2.1光纤传感器的特点159

7.2.2应用前景159

7.3生物传感器及基本原理160

7.3.1生物传感器分类160

7.3.2生物传感器结构161

7.3.3生物传感器原理162

7.4生物传感器分类介绍166

7.4.1酶传感器166

7.4.2微生物传感器168

7.4.3组织传感器169

7.4.4免疫传感器171

7.4.5基因传感器172

7.4.6细胞及细胞器传感器173

7.5生物传感器的特点173

第8章痕量分析及分析质量控制174

8.1痕量分析中的准确度、精密度和检出限174

8.1.1准确度174

8.1.2精密度177

8.1.3检出限178

8.2痕量分析中的沾污控制181

8.2.1痕量分析中沾污控制的重要性181

8.2.2沾污的来源181

8.2.3痕量分析中的损失问题187

8.3无机痕量分析的分离与富集188

8.3.1分离与富集的必要性及特点188

8.3.2如何选择和评价分离、富集技术189

8.3.3常用的一些分离富集方法191

8.4分析质量控制和分析质量保证193

8.4.1分析质量控制194

8.4.2分析质量保证195

参考文献196

 

“高等分析化学”是近年来一些理科及工科院校中为化学、化工类专业的高年级本科生或分析化学、应用化学专业研究生设置的一门课程。开设本课程的目的，系着眼于分析化学学科的发展前沿，讲述“分析化学”“仪器分析”等专业基础课及其他专业课中所未涉及，而又是分析化学领域当前颇受关注的方法和技术，这些方法和技术在分析化学学科的研究，以及各种涉及分析测试的领域得到了广泛的应用。

由于各院校化学、化工类专业的课程设置不尽相同，因而本课程的内容及体系各有不同的选择和取舍，我们根据理工科院校与分析测试方向相关专业的课程设置情况及教学大纲要求，结合多年的教学和科研经验，选取那些在实际工作中较常用并且所用仪器装置较简单的方法和技术作为本课程的内容。主要包括荧光和化学发光分析法、有机试剂在分析化学中的应用、动力学分析、流动注射分析、微流控芯片分离分析、化学传感器和痕量分析及分析质量控制等章节。在教材编写过程中，把“实用”和“浅显易懂”作为本书的主要特点。在讲授经典理论和方法的同时，注重各种方法的应用实例，适当介绍了分析化学的一些新理论、新概念、新技术及其应用，做到兼顾内容的系统性、科学性、先进性、新颖性和实用性。

本书可作为高等院校化学、应用化学、化学工程与工艺等专业高年级本科生的“高等分析化学”课程和化学、应用化学专业硕士研究生“近代分析化学”课程的教材，以及冶金、材料、环境、岩矿、卫生、食品等相关专业学生学习分析化学及仪器分析课程的参考资料，同时还可供分析测试工作者及相关人员阅读和参考。

本书为桂林理工大学“十三五”规划教材，并得到校出版基金资助。桂林理工大学丛永正博士编写了第6章，聂谨芳、唐宁莉、魏小平等同志参与了部分章节的编写或内容修改。本书在编写、出版过程中得到了桂林理工大学魏小平等同志的大力帮助和支持，在此表示衷心的感谢。

本书讲义在我校使用多年，经过了实践检验，但限于作者水平，疏漏之处恐在所难免，希望读者不吝指正，以督促我们不断改进和提高。

编者

二○一八年六月