仪器分析实验

课程介绍 现代仪器分析所采用的分析仪器是化学、光学、电学、磁学、机械及计算机科学等现代科学综合发展的产物，仪器本身就是科学技术水平的标志，随着科学技术的飞速发展，现代仪器分析已经成为现代分析化学极其重要的组成部分。仪器分析作为现代的分析测试手段，日益广泛地为许多领域内的科研和生产提供大量的物质组成和结构方面的信息。例如在化工产品的产品检验、结构鉴定、医药学、环境监测等方面要用到仪器分析。因此，仪器分析实验课程对于化学工程与工艺、制药工程、环境工程、高分子专业本科学生就显的尤为重要了。

主讲教师：罗兴平、李裕、向晓明 教授等 课程目的和任务： 配合仪器分析课程，使学生能够理论联系实际，并进一步理解各种分析仪器的原理和有关概念。 使学生掌握各种仪器分析方法的应用范围和主要分析对象。 掌握实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响。 通过各种仪器分析实验，培养学生严谨的科学作风和良好的实验素养。

实验教学内容： 大型仪器维护与保养的基本常识 气相色谱内标法分析DDVP乳油的含量 气相色谱内标法分析白酒中的杂质 气相色谱外标法分析敌敌畏乳油的含量 液相色谱法分析头孢拉定的含量 反相液相色谱法分离芳香烃 反相HPLC分析抗生素 苯酰丙酮的吸收光谱及电子跃迁 亚硝化紫外分光光度法测定草甘膦含量（一） 亚硝化紫外分光光度法测定草甘膦含量（二） 红外吸收光谱法测定固体未知样品 红外吸收光谱法测定液体未知样品

教学方式： 仪器分析课程与实验相结合，广泛使用多媒体技术，使学生在理解各种分析仪器的原理和有关概念的基础上，掌握各种分析仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法。

实验2、气相色谱内标法分析DDVP乳油的含量

一、目的与要求 1.熟悉气相色谱工作原理和操作方法 2.掌握内标法定量公式及其应用

二、实验原理 气相色谱（gas chromatography,GC）主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。气相色谱是一种分离技术。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，也叫流动相）带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动相，这种平衡其实很难建立起来。也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配式吸附/解吸，结果是在载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成比例。当将这些信号放大并记录下来时，就得到了我们常见的色谱图。

内标法就是把内标物和被测混合物放在一起进行分析，在同一张色谱图上出现样品和内标物的色谱峰。内标物不仅必须和样品组分分开，而且内标物要尽可能靠近被测样品的峰。用相应的校正因子校准待测组分的峰值并与内标物质的峰值进行比较，按下式求得待测组分的含量：Wi= (msAifs,i / mAs ) ×100% (1) 式中fs，i为组分i与内标物质相比的校正因子。m和ms分别为试样和内标物的质量。fs，i定义为：样品中各组分的定量校正因子(fi)与标准物的定量校正因子(fs)之比，即 fs，i= fi / fs = miAs / Aims (2)

三、仪器与试剂 仪器: CSI-200气相色谱仪（TCD）（美国热电）、毛细管色谱柱、数据处理装置、进样针。 试剂: DDVP标准品；甲苯、联苯(均为分析纯)、 DDVP乳油。

四、实验步骤 1．开机：柱温：174℃；气化温度：200℃；检测器温度：200℃； 载气：氢气：50mL·min-1。 2．标准溶液制备：准确称取联苯0.16-0.19（0.0001）g 和DDVP标准品0.21-0.22（0.0001）g于5mL容量瓶中，然后加入1毫升甲苯，摇动混匀。 3.样品的制备:准确称取联苯0.16-0.19（0.0001）g 和含DDVP 0.21-0.22（0.0001）g样品于5mL容量瓶中，然后加入1毫升甲苯，摇动混匀。 4.定性分析：分别注入0.2μL内标溶液和敌敌畏标品溶液于色谱仪中分离，记下各组分保留时间，并重复两次。依据保留时间确定DDVP和内标的保留时间以定性。 5.定量分析：按照以下顺序：标样--样品，分别注入0.2μL标样和样品溶液分离，然后用两针标样的平均值作为标准值，以两针样品的均值作为样品的值按（1）和（2）是计算。

五、数据处理 1.确定样品中测定组分的色谱峰位置 2.计算样品中测定的成分的含量(以三次测定的平均值)

六、注意事项 1.必须先通入载气，再开电源，实验结束时应先关掉电源，再关载气。 2.微量注射器移取溶液时，必须注意液面上气泡的排除，抽液时应缓慢上提针芯，若有气泡，可将注射器针尖向上，使气泡上浮推出。不要来回空抽。 3.注意气瓶温度不要超过40℃，在2米以内不得有明火。使用完毕，立即关闭氢气钢瓶的气阀。 4．使用TCD时应注意：确保热丝不被烧断！在检测器通电之前，一定要确保载气已经通过了检测器，否则，热丝就可能被烧断，致使检测器报废！同时，关机时一定要先关检测器电源，然后关载气。任何时候进行有可能切断通过TCD的载气流量的操作，都要关闭检测器电源。这是TCD操作所必须遵循的规则！

实验5、液相色谱法分析头孢拉定的含量

一、目的与要求 熟悉液相色谱的操作方法 学习液相色谱在药物分析中的应用

二、实验原理 高效液相色谱法是以液体作为流动相，借助于高压输液泵获得相对较高流速的液流以提高分离速度，采用高效固定相制成的色谱柱进行分离和分析的一种色谱方法。高效液相色谱仪主要由流动相、高压泵、进样装置、色谱柱、检测器、控制系统六部分组成的。（见图1）

图1 高效液相色谱仪

2. 头孢拉定为β－内酰胺类抗生素，为(6R,7R)-7[(R)-2-氨基－2－(1,4-环己烯基) 乙酰氨基]-3-甲基-8-氧代-5-硫杂-1- 氮杂双环[4.2.0] 辛-2-烯-2-羧酸。中国药典2000年版二部采用HPLC法测定头孢拉定的含量，USP采用分光法测头孢拉定的含量。采用HPLC法分析测定头孢拉定既可以采用正相色谱法，也可以采用反相色谱法，色谱柱选用C18（5 μm，4.6 mm×150 mm），流动相为水－甲醇－3.86％醋酸钠溶液－4％醋酸溶液(1564:400:30:6)。紫外检测器，检测波长为254nm，外标法计算样品中的头孢拉定的含量。

三、仪器与试剂 仪器: Agilent 1200液相色谱仪（美国Agilent公司），紫外检测器，Agilent 1200色谱工作站。 试剂: 头孢拉定对照品（要求含量99%以上）；甲醇(色谱纯)，醋酸、醋酸钠（分析纯），水为纯化水，头孢拉定胶囊。

四、软件操作：

五、实验步骤 对照品溶液的制备 取头孢拉定对照品适量（相当于头孢拉定约35mg），精密称定，置50ml量瓶中，加水约6ml，置超声波浴中使溶解，再加流动相稀释至刻度，摇匀。 供试品溶液的制备 取样品约70mg，精密称定，置100ml量瓶中，加流动相约70ml，置超声波浴中使溶解，再加流动相稀释至刻度，摇匀，用0.46μm的微孔滤膜滤过，即得。 按仪器操作说明书规定的顺序依次打开仪器各单元的电源。 按操作步骤设置柱温，检测波长等仪器参数及数据处理的有关参数，设定流动相流速。 冲洗色谱柱，预平衡。 基线平稳后，依次进样品及对照品。 数据处理，打印报告。 所有样品分析完毕，冲洗色谱柱，依次关闭各个运行程序，关闭各个单元电源。

六、注意事项 需使用色谱级溶剂！溶剂必须过滤以移除微粒！当更换溶剂时必须更换过滤头或是以较长时间平衡！当使用强氧化溶剂时，需要加入搞氧化剂！添加0.002%IPA，MeOH或CAN抑制细菌在溶剂中生长！ 不可以用塑料容器盛水、避免塑料溶出造成污染！ 避免使用腐蚀性溶液作流动相！ 对含有保留怀较强的杂质组分的样品要进行预处理！ 使用新鲜的水溶液，并考虑使用生物稳定剂（如叠氮化钠）！ 定期用强极性的溶剂清洗色谱柱！ 未经仪器负责人同意不可随意操作或更改参数设置。

七、数据处理 根据色谱图及数据报告整理数据，计算样品中的头孢拉定含量，撰写实验报告。