Instrumental Analysis (Allyn and Bacon Chemistry Series) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Allyn & Bacon

作者:Gary D. Christian

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:1986-02

價格:USD 79.90

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780205086405

叢書系列:

圖書標籤:

• 標準麯綫
• Instrumental Analysis
• Analytical Chemistry
• Chemistry
• Spectroscopy
• Chromatography
• Electrochemistry
• Mass Spectrometry
• Chemical Analysis
• Laboratory Techniques
• Science

《科學探索的利器：現代分析技術解析》 科學的進步，離不開對物質世界精細入微的洞察。從基礎化學研究到前沿生物技術開發，從環境監測到食品安全保障，乃至材料科學的革新，無一不依賴於高效、精準的分析手段。本書並非一本特定教科書的介紹，而是旨在為廣大科學愛好者、初涉分析領域的研究者以及尋求深化理解的專業人士，提供一個全麵、深入的現代分析技術概覽。我們將循序漸進地揭示這些“科學探索的利器”是如何工作的，它們各自的優勢與局限，以及如何在復雜的科學研究和實際應用中發揮至關重要的作用。 第一篇：分析的基石——物質的識彆與定量 任何科學研究都始於對物質的認知。如何準確地知道“這是什麼？”以及“有多少？”是分析科學的兩大核心命題。本篇將圍繞物質的識彆（定性分析）和定量（定量分析）展開，介紹實現這兩大目標的經典與現代方法。 光譜分析：光的低語，物質的簽名 光譜分析是利用物質與電磁輻射相互作用的規律來分析物質成分的方法。當光照射到物質上時，物質會吸收、發射或散射特定波長的光，形成其獨特的“光譜指紋”。 紫外-可見吸收光譜 (UV-Vis)： 幾乎所有的有機化閤物和許多無機化閤物在紫外-可見光區域都有吸收。通過測量樣品在不同波長下的吸光度，可以推斷齣是否存在特定的發色團，甚至可以用於定量分析。我們將探討Beer-Lambert定律在定量分析中的應用，以及UV-Vis在藥物分析、環境監測中的廣泛實例。 紅外吸收光譜 (IR)： 分子中的化學鍵在特定頻率的紅外輻射下會發生振動，産生吸收峰。IR光譜能夠提供關於分子官能團的信息，對於化閤物的結構鑒定至關重要。我們將深入理解不同官能團在IR光譜中的特徵吸收區域，並學習如何解析復雜的IR譜圖。 原子吸收光譜 (AAS) 與原子發射光譜 (AES)/電感耦閤等離子體發射光譜 (ICP-AES)： 這些技術專門用於分析元素的成分，特彆是金屬元素。AAS通過測量原子吸收特定波長的共振綫來定量分析，而AES/ICP-AES則利用高溫等離子體激發原子使其發光，通過測量發射光的強度進行定量。我們將討論它們在痕量金屬分析，如水質檢測、食品安全等方麵的應用。 熒光光譜： 某些物質在吸收光能後會發射齣可見光，這種現象稱為熒光。熒光光譜的靈敏度通常很高，適用於痕量物質的分析。我們將探討熒光量子産率、激發和發射波長等概念，以及其在生物標記、藥物檢測等領域的價值。 質譜 (MS)： 質譜儀通過電離樣品分子，然後根據離子的質量-電荷比進行分離和檢測。它能夠提供物質的分子量信息，並通過碎片離子模式來推斷結構。MS是鑒定未知化閤物、確定分子式以及研究同位素組成的強大工具。我們將詳細介紹各種電離方法（如EI, ESI, MALDI）和質量分析器（如四極杆, 飛行時間），以及GC-MS和LC-MS聯用技術在復雜樣品分析中的重要性。 色譜分析：分離的藝術，純淨的真相 色譜法是分離復雜混閤物中各組分的最常用、最強大的技術之一。其基本原理是利用混閤物中各組分在固定相和流動相之間分配係數的差異，實現它們的有效分離。 氣相色譜 (GC)： GC適用於分離和分析易揮發或可以轉化為易揮發物質的化閤物。我們將深入瞭解GC的進樣係統、色譜柱（填充柱和毛細管柱）、載氣（流動相）和檢測器（如FID, TCD, ECD）。GC-MS聯用更是鑒定揮發性有機物（VOCs）的黃金標準。 液相色譜 (LC)： LC是分析非揮發性或熱不穩定性化閤物的主要手段。 液-液色譜 (LLC)： 經典的LC形式，依靠兩相液體間的分配差異。 液-固色譜 (LSC)： 現代LC的主流，依靠組分與固體固定相之間的吸附-解吸作用。 高效液相色譜 (HPLC)： HPLC通過使用粒徑極小的固定相顆粒和高壓泵，大大提高瞭分離效率和速度。我們將詳細介紹HPLC的各種分離模式（正相、反相、離子交換、尺寸排阻），以及常用的檢測器（如UV-Vis, 熒光, 摺光指數, ELSD）。 超高效液相色譜 (UHPLC)： UHPLC采用更小的顆粒和更高的壓力，實現比HPLC更快的分析速度和更高的分離度，是現代高通量分析的首選。 二維色譜 (2D-LC, 2D-GC)： 通過兩次串聯的不同色譜分離機製，能夠極大地提高復雜樣品的 Peaks Capacity，實現傳統一維色譜無法企及的分辨率。 第二篇：錶徵與結構解析——深入物質的內在 除瞭識彆和定量，理解物質的內部結構、化學性質以及與其他物質的相互作用，也是科學研究的關鍵。本篇將介紹能夠揭示物質精細結構的分析技術。 核磁共振譜 (NMR)： NMR是現代有機化學和生物化學中最強大的結構解析工具之一。它利用原子核在磁場中吸收特定頻率的射頻輻射的現象，提供關於原子連接性、空間構象以及化學環境的信息。我們將討論 ¹H NMR 和 ¹³C NMR 的基本原理，解析譜圖中的化學位移、耦閤常數和積分麵積，以及二維NMR技術（如COSY, HSQC, HMBC）在復雜分子結構確證中的作用。 X射綫衍射 (XRD)： XRD通過X射綫與晶體結構中原子産生的衍射圖案來確定晶體物質的原子排列方式。對於單晶，可以精確解析三維分子結構；對於粉末，可以鑒定晶體物相和測量晶粒尺寸。我們將討論布拉格定律，以及XRD在礦物學、材料科學、藥物晶型研究等領域的應用。 質譜（深度解析）： 除瞭鑒定，質譜的碎片離子分析也是結構解析的重要手段。通過對碎片離子的精確測量，我們可以推斷齣分子的斷裂模式，從而輔助結構鑒定。 第三篇：麵嚮應用的分析技術——解決現實世界的問題 分析技術不僅僅是實驗室的工具，它們更是解決現實世界挑戰的有力武器。本篇將聚焦於分析技術在各個領域的實際應用。 環境分析：守護地球的健康 環境監測是分析技術最重要也是最緊迫的應用領域之一。我們將探討如何利用AAS、ICP-MS、GC-MS、LC-MS等技術檢測水體、土壤和空氣中的汙染物，如重金屬、農藥殘留、揮發性有機物（VOCs）、持久性有機汙染物（POPs）等。理解汙染物在環境中的遷移轉化過程，也需要精確的分析數據支持。 食品與藥品分析：保障生命安全 食品安全和藥品質量的控製是人民生命健康的重要保障。我們將瞭解如何運用HPLC、GC、MS、AAS等技術進行食品成分分析（如維生素、氨基酸、脂肪酸）、營養標簽驗證、農藥殘留檢測、非法添加物篩查。在藥品領域，分析技術用於藥物的含量測定、雜質分析、溶齣度測試、穩定性研究，確保藥品的療效和安全性。 生物醫學分析：解碼生命密碼 在生物醫學領域，分析技術扮演著核心角色。蛋白質組學、代謝組學等高通量分析技術的興起，極大地推動瞭我們對疾病機理的理解。我們將介紹LC-MS/MS在蛋白質鑒定和定量中的應用，核酸分析（如PCR産物的電泳或質譜分析），以及藥物在體內的代謝和藥代動力學研究。臨床診斷中的許多項目，如血糖、血脂、激素水平的測定，也高度依賴於各種自動化分析儀器。 材料科學與工程：創造未來材料 新材料的開發和性能錶徵離不開先進的分析技術。XRD用於研究晶體結構和相組成；SEM/TEM（掃描/透射電子顯微鏡）用於觀察材料的形貌和微觀結構；X射綫光電子能譜 (XPS) 用於錶麵元素組成和化學狀態分析；拉曼光譜則可用於識彆分子結構和晶格振動。 第四篇：分析技術的未來展望——創新與挑戰 隨著科學技術的飛速發展，分析技術也在不斷革新。微型化、自動化、高通量、高靈敏度、高選擇性是未來的發展趨勢。 微型化與便攜式分析： 將分析儀器集成到微流控芯片上，實現“實驗室在芯片上”（Lab-on-a-Chip），將大大降低分析成本，提高分析速度，並有望實現現場、即時分析。 多維聯用技術： 結閤不同分離和檢測原理的多種技術，如LCxLC-MS/MS，可以獲得更豐富的信息，應對更復雜的樣品。 人工智能與大數據： 利用機器學習和人工智能算法處理海量的分析數據，能夠從中挖掘齣更有價值的信息，實現更智能化的數據解析和模式識彆。 發展新原理與新方法： 對新型相互作用的探索，如錶麵等離激元共振 (SPR)、量子點熒光，以及對現有技術的優化，將不斷拓展分析能力的邊界。 結語 《科學探索的利器：現代分析技術解析》並非一本止步於原理介紹的書籍。它更像是一扇窗，帶領讀者窺探現代科學研究的幕後英雄——分析技術。通過理解這些技術的原理、優勢和應用，我們不僅能夠更好地解讀科學文獻，更能深刻體會到科學研究的嚴謹性與創造性。無論是作為科研人員，還是對科學充滿好奇心的探索者，掌握這些分析工具的精髓，都將為您的科學之旅注入強大的動力，助您在探索未知世界的道路上，看得更清、測得更準、理解得更透。

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