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第1页共8页高等分析化学思考题（化学专业本科）2第一章分析化学相关文献基本概念：一次文献、二次文献、技术标准、通讯作者、ISSN、DOI（1）为什么要费时费力地去了解文献的相关知识？（2）SCI和SciFinder是一回事吗？为什么？（3）说明如何获取一篇专利的原文。（4）在尿样检验中，有什么手段可以降低假阳性出现的几率？1.原始的创作，如期刊论文、技术报告、专利说明书？？？2.将一级文献经过加工整理、简化组织成为系统的文献，便于查找一级文献，如书目、索引和文摘。3.对产品的质量、规格及检验方法等方面所做的技术规范。如化工产品的分析检验方法的各种标准。4.课题的总负责人，承担课题的经费，设计，文章的书写和把关。通讯作者也是文章和研究材料的联系人，担负着文章可靠性的责任。5.ISSN国际标准连续出版物编号，其目的是使世界上每一种不同题名、不同版本的连续出版物都有一个国际性的唯一代码标识6.数字对象唯一标识符，它是一套识别数字资源的机制，涵括的对象有视频、报告或书籍等等。1.了解文献，从而快速查找有价值的文献；方便自己写文献。2.SCI是科学引文索引，内容涵盖所有自然科学，SciFinderScholar是美国化学学会旗下的化学文摘服务社所出版的在线版数据库学术版，只有化学的内容。3.从各国专利管理机构获取；从各商业性数据库获取。4.控制时间，存放时间不能太长，从收集完毕到检测完毕不能超过2小时；不能掺杂质；要用干净的容器装；进行复检，比如镜检。第二章分析化学的一些发展趋势2.1单分子分析基本概念：消失波、TIRFM、TLM、AFM1.标准波在全内反射界面呈指数衰减由光密渗入光疏介质而形成消逝波。2.全内反射荧光显微镜，利用光线全反射后在介质另一面产生衰逝波的特性，激发荧光分子以观察荧光标定样品的极薄区域，紫外区观测的动态范围通常在200nm以下。3.热透显微镜热透显微镜采用波长不同的两种激光器。在激光束焦点附近如果有对光有吸收的物质存在就会吸收光而发热，激光焦点中心部位发热多而边缘发热少，周围的水会因为折射率不同起到凹透镜的所用，当另一束激光通过时，会因为凹透镜的作用而发散，据此进行物质探测。4.原子力显微镜，利用微小探针与待测物之间交互作用力，将激光束照射到微悬臂上,再进行反射及反馈来呈现待测物的表面形貌和物理特性。（1）为什么要发展单分子分析方法？并举例具体说明。探测并识别单个分子，揭示基团平均所覆盖的分子特性，实时监测分子运动，具第2页共8页有低检出限和高灵敏度。举例：1.单分子水平上的ELISA-超灵敏蛋白质监测技术2.利用全内反射荧光显微术对细胞进行荧光成像。（2）为什么全内反射技术可以用于单分子分析？如果棱镜、显微镜头等光学元件表面有缺陷，会造成什么问题？如果有缺陷，光会发生折射，散射，光线会透过光学元件，不利于激发产生荧光。（3）一些贵金纳米颗粒（纳米簇除外）没有荧光，如何在单颗粒水平上观察其行为？（4）如何观察myosinV（肌球蛋白V）的运动？用Au纳米颗粒标记后进行暗场成像。2.2分析对象的识别基本概念：分子识别、单克隆抗体、多克隆抗体、核酸适体1.分子识别是指分子选择性相互作用2.一种B淋巴细胞在一种抗原的刺激下产生的抗体3.B淋巴细胞在多种抗原的刺激下产生的抗体4.具有高亲和力，可以高特异结合蛋白质或其他小分子物质的寡聚核苷酸片段。（1）什么是超分子化学？处于近代化学、材料化学何生命科学交汇点的新兴学科。它的发展不仅与大环化学的发展密切相连，而且与分子自组装、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。研究的内容主要有：分子识别、生物有机体系和生物无机体系的超分子反应性及传输，固态超分子化学，超分子化学中的物理方法，模板、自组装和自组织超分子技术。（2）双抗夹心法检测目标物的时候，应该如何选用抗体？(或：描述ELISA的原理)画图两种抗体与抗原的结合位点不同。（3）核酸适配体作为分子识别探针，有哪些优点？制备方便、快速、成本低，亲和力可调，标记方便，化学稳定性好，无毒、不被机体排斥，在组织中渗透快数量有限，易被酶水解？？？（4）阅读文献（UsingpersonalglucosemetersandfunctionalDNAsensorstoquantifyavarietyofanalyticaltargets,NatureChemistry,2011,3,697-703），指出其中用到了那些分子（或离子）识别的方法。酶和底物的识别，核酸适配体，抗原抗体识别，分子信标（5）人们为什么要发展长波长的荧光探针？减少光损失，消除背景荧光；提高信噪比；减少对生物组织的光损伤。2.3高通量分析基本概念：高通量分析1、通过一次实验得到大量数据并从中得到有价值的信息的分析方法（1）发展高通量分析方法的出发点？（为什么）在单位时间内获得更多的数据；组学测序；新药研发。第3页共8页（2）发展高通量分析方法，应从哪几个方面进行考虑？1、提高同一时刻处理样品的能力2、缩短每个样品占用的时间3、阵列化、自动化（3）提高分析速度（通量）还哪些方法？1、提高同一时刻处理样品的能力2、缩短每个样品占用的时间3、阵列化、自动化（4）什么是高通量测序技术（High-throughputsequencing）？一次对几十万到几百万条核酸分子进行序列测定（5）流式细胞仪中，如何使被测细胞形成快速、直线流动的单细胞队列？流体力学聚焦，用鞘液对样品溶液进行挤压，使其加速并排列成直线。2.4微流控芯片基本概念：微流控芯片1、通过微机电加工技术把整个实验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等，集成的几平方厘米的芯片，又称为微全分析系统。（1）为什么要推动化学分析设备的微型化与集成化？减少样品和试剂的用量，降低成本，加快分析的速度；具有广泛适用性，更加大众化，有巨大经济效益和社会效益。（2）微流控分析芯片中，微结构的形成方法主要有哪些？经典光刻（干法，湿法）；模板浇注法；模板热压法；激光刻蚀法；（3）为什么会有纳流控、光流控、纸芯片这三个新的发展方向？在更小尺寸,甚至几个纳米内监测流体和分子的行为；在微纳米尺度上，通过对流体的精密操控实现光学或光电子器件及系统的特殊功能；成本低廉、操作简单、不需要外援设备、可多元检测，有望成为最廉价的分析检测器件，从而利用低值科技原料得到高科技产品。2.5活体实时原位分析（1）生物体系对分析方法有哪些特殊要求具有极小的空间尺度，能进入组织、细胞、甚至细胞器内进行检测；•有极高的灵敏度，能准确地测定极其少量的分析对象；•有极快的响应特性，能及时跟上生物信息的快速变化；•具有极高的选择性，能在复杂的生命体系中准确地识别出分析对象；•对生物体的扰动极小，最好是没有损伤，以获得真实的生命活动信息。（2）人们为什么要发展长波长的荧光探针？减少光损失，消除背景荧光；提高信噪比；减少对生物组织的光损伤。第三章分析仪器的掌握3.1光谱仪器基本概念：单色器、全息光栅、闪耀光栅、闪耀角截止滤光片、高阶衍射、光栅公式、光致发光、化学发光、CCD1、单色器：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任意波长单色光的光学系统。2、全息光栅：利用全息照相技术即利用光相干迭加原理，制作的光栅。3、当光栅刻画成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，第4页共8页即某一光谱级上，从这个方向探测时，光谱强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。4、闪耀角：光栅法线与槽面法线之间的夹角，在数值上等于槽面和光栅表面间的夹角。它是闪耀光栅的重要参数，可把辐射能从零级光谱处集中到所要求的波长范围。当入射角、衍射角和闪耀角相等时，刻槽面衍射的光最强。5、截止滤光片：能从复合光中滤掉全部长波或短波而仅保留所需波段范围的滤光片，包括短波截止滤光片和长波截止滤光片。6、高阶衍射：由光栅公式d(sinα+sinθ)=nλ，当m1λ1=m2λ2，波长为λ1的第m1级衍射光谱和波长为λ2的m2级衍射光谱将重叠在同一位置上。这种现象称为高阶衍射。7、光栅公式：d(sinα+sinθ)=nλ，其中α、θ分别为入射角和反射角，整数n为光谱级次，d为光栅常数。8、光致发光：分子吸收了光能而被激发至较高能态，在返回基态时，发射出与吸收光波长相等或不等的辐射，这种现象称为光致发光。9、化学发光：产物分子吸收了反应过程中释放的化学能而被激发，在返回基态时发出光辐射。10、电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器。它是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。（1）理想的光源、波长选择器、检测器应该是怎样的光谱特性？（2）典型的光谱仪都由哪几个部分组成？光源、试样架、波长选择器、检测器以及信号处理器或读出装置。（3）哪些光源可以作为波长检测标准？采用线光源作为检测标准，如空心阴极灯、金属蒸汽灯(汞灯、钠蒸汽灯)、激光等。（4）狭缝宽度和光谱带宽的关系（5）可否利用荧光分光光度计实现分子吸收光谱的测量？为什么？因为荧光分光光度计与吸收光谱仪结构相同，唯一的区别就是光源到样品的入射角不同，在光源和样品之间加一个反光镜就可以将荧光分光光度计变成吸收光谱仪。可以，二者光路图如下所示（6）比较以下6种仪器的共同点和不同点：核磁共振仪、红外光谱仪、紫外可见分光光度计、X射线荧光仪、质谱仪、电子能谱仪相同点：1、广义上都属于光学分析仪器2、检测结构相似，都有光源、单色器、样品池、检测器、信号放大及读出装置；3、用于物质的分析、使用都有局限性；光源样品第5页共8页不同点：1、从光源上看，核磁共振仪采用无线电射频脉冲，波长长，发射的光子能量很小；红外光谱仪主要采用Nernst灯或者是硅碳棒，属于高波数激发光源；紫外可见分光光度计的光源一般采用位于可见光区的钨及碘钨灯，位于紫外区的氢灯和氘灯，可在160-2500nm内变化；X射线荧光仪采用X射线为激发光源，波长小而能量高；质谱仪根据其检测的物质不同采用不同的光源，如有机质谱仪使用电子轰击，而无机质谱仪采用电感耦合高频放电或激光等方式使物质离子化；电子能谱仪可采用紫外光或电子束(或X射线)进行激发。2、从单色器上看，核磁共振仪使用了磁铁；红外和紫外课件使用的单色器一般由色散元件、准直镜和狭缝组成，红外光谱仪的单色器在样品池之后，紫外可见分光光度计的通常置于样品池之前；X射线荧光仪使用波长色散型的晶体分光或者能量分散型的高分辨率半导体探测器实现分光；质谱仪使用的质量分析器具有质量色散的作用；电子能谱仪中使用电子能量分析器作为单色器。3、从样品池上看，核磁共振仪使用样品管，并与扫描线圈和接收线圈结合，并且样品管要在磁场中旋转；红外光谱仪使用可透过红外的材料制成窗片；紫外可见分光光度计使用比色皿；X射线荧光仪中根据样品的不同采用不同的制样方法，如固体样品使用压片法、熔融法；液体样品采用样品杯等；质谱仪可以直接进样或者通过接口进样；电子能谱仪的样品室可同时放置多个样品。4、从检测器上看，核磁共振仪中有射频接收器；红外光谱仪中因红外光能量低，多采用热电偶、测热辐射计、热释电检测器和碲镉汞检测器等；紫外可见分光光度计采用光电池、光电管、光电二极管或光电倍增管(目前常用)；X射线荧光仪要将X射线荧光光量子转变为一定数量的电脉冲，主要有流气式正比检测器、闪烁检测器等；电子能谱仪的检测器多使用单通道电子倍增器。5、除了以上关于上述仪器构造上的区别，它们的检测原理不同，获得的是样品不同方面的信息；以及在仪器的使用及维护等方面也不同。（7）请比较以下5种仪器的共同点和不同点：荧光分光光度计、多个功能酶标仪、化学发光仪、荧光显微镜、流式细胞仪（8）下图是什么？标出各部件的名称第6页共8页3.2表面等离子体共振装置的搭建基本概念：SPR（1）SPR原理和技术如何用于药物的高通量筛选？SPR传感技术具有面标记、低耗量、分析速度快等优点可用于活性物质的快速筛选，大大加快了新药的筛选周期。通过监测化合物和靶标的亲和力作用大小来快速筛选先导化合物，即无需对样品标记衍生，也不会损坏样品。同时还可以动态进行药物作用机制研究，获得足够关于分子结合亲和力、