一、课程基本属性
课程编码：
课程中文名称：
仪器分析
课程英文名称：
Instrumental Analysis
课程类别：
基础教育拓展课程
课程性质：
必修
总学时/学分：
32学时/2学分
讲课学时/学分：
32学时/2 学分
实验学时/学分：
0学时/0学分
课内实践学时/学分：
学时/ 学分
开课单位：
生命科学学院
开设学期：
4
适用专业及类型：
先修课程：
普通化学、分析化学、普通物理学、高等数学、计算机类
主撰人：
田瑞华
主审人：
陈玉萍
制定时间：
2017年6月16 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
本课程是理、工、农科专业的一门基础课，它属于化学的一个分支。仪器分析是以化学信息学为基础，包含许多分支学科，并和很多相关学科交叉的一门庞大学科，是研究有关物质定性定量及结构分析理论与技术的。包括光谱分析、色谱分析、电化学分析、质谱及核磁共振分析的技术和理论。所以设置本课程的目的就是要使学生掌握运用分析仪器技术与分析测试技术来研究物质的化学组成和结构，以使了解隐含在分析数据中的信息与客观事物的规律性，进而解决农业科学领域的一些问题，这对于培养掌握现代农业技术的人才起着重要的作用。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——通过对各类分析技术基本原理的讲授使学生了解该课程的所涉及分析技术的基本理论，为仪器分析技术的应用打下基础。
——通过对各类分析仪器的介绍使学生熟悉该课程所应用的分析技术的基本设备，熟悉这些基本设备的基本构造、原理及基本操作过程；熟悉这些分析仪器的性能指标及应用范围。
——通过对各类分析技术基本方法的讲述掌握该课程所涉及定性定量分析方法的基本原理，进而掌握仪器分析技术在本专业及相关相近领域的基本应用。
——针对非化学类学生的特点，教师要力图把一些仪器分析特别是农业分析最常用的一般分析过程、原理、仪器构造，应用范围既系统化又深入浅出地讲解清楚，要注重培养学生掌握有关现代仪器分析的基本技术与思想方法，能够为解决某一分析问题而正确选用相应的仪器分析技术。为今后在农业科研中应用或继续进一步学习各种专门的仪器分析技术打下基础。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表1课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元
学时分配
理论
实验
习题
实习
讨论
翻转
第一章
绪论
2
第二章
光谱分析导论
3.5
0.5
第三章
紫外一可见吸收光谱分析法
3
第四章
荧光光谱分析法
第五章
原子吸收光谱分析法
5
第六章
色谱法导论
第七章
气相色谱分析法
第八章
高效液相色谱分析法
合 计
27
2.5
注：“学时分配”涉及的项目根据教学实际进行设置、调整。
（二）教学基本要求
主要知识单元1绪论
1．教学内容:
1.1仪器分析学科的性质、内容与分类
1.1.1仪器分析与化学分析
1.1.2仪器分析学科的性质
1.1.3仪器分析的基本内容
1.1.4仪器分析法的分类
1.2仪器分析的一般过程
1.2.1分析流程
1.2.2分析过程的信号传递
1.3分析仪器的一般构成
1.3.1信号的发生器
1.3.2信号的转换器
1.3.3信号的处理器
1.3.4信号的显示器
1.4分析测定误差及仪器性能的评价
1.4.1分析测定误差
1.4.2分析方法的灵敏度与检则限
1.5仪器分析的应用与学科发展趋势
1.5.1仪器分析的应用
1.5.2发展趋势
1.6学习仪器分析应注意所问题
1.6.1掌握基本内容
1.6.2重视实验课
1.6.3注意查阅有关工具书
2．重点或难点：
（1）仪器分析的性质、内容与分类
（2）仪器分析的一般过程
3．教学目标:
（1）了解仪器分析是怎样一门学科，它包括那些内容，现代仪器分析技术在农业学科当中的作用，我们学习仪器分析课程的目的、意义，怎样学好这门课。
（2）理解仪器分析学科的性质、内容与分类
（3）掌握仪器分析的定义。
主要知识单元2光谱分析导论
1.1概述
1.1.1光学分析法简介
1.1.2光谱分析
1.1.3光谱分析的信息传递
1.2光与光谱
1.2.1光的波粒二象性
1.2.2电磁波谱
1.3光与物质相互作用的微观过程
1.3.1光与物质相互作用微观过程的解释
1.3.2物质发光的量子解释
1.4物质光谱的测定及其解析
1.4.1光谱的基本类型
1.4.2光谱仪
1.4.3光谱数据与图谱
（1）光与物质相互作用的微观过程
（2）吸收定律的推导及适用条件
（3）普郎克公式
（4）光谱分区
（1）了解光信号可以作为分析信号、光谱分析怎样把物质的组成及结构信息带给我们。
（2）理解光与物质相互作用的微观过程、为什么要了解这一微观过程。
（3）掌握吸收定律的适用条件、普朗克公式的用途
主要知识单元3紫外一可见吸收光谱分析法
1.1信号和信号特征
1.1.1分子外层电子的分子轨道与能级结构
1.1.2紫外——可见吸收光谱的信息
1.1.3信息负载的宏观过程
1.2紫外一可见分光光度计的基本组成与结构
1.2.1基本组成
1.2.2整机基本光路结构
1.3紫外—可见吸收光谱法的基本实验技术
1.3.1分光光度计的选用与性能调试
1.3.2分光光度计的校正
1.3.3分析条件的设定
1.3.4定量分析方法
1.3.5定量分析结果的评价
1.3.6提高定量分析准确度的方法
1.4紫外—可见光谱分析的应用
1.4.1定性分析
1.4.2定量分析
1.4.3其它应用
（1）分子中价电子的跃迁类型及它们的能量关系。
（2）影响跃迁的因素、生色团、助色团、溶剂的影响。
（3）紫外—可见分光光度计的基本构造，基本实验技术。
（4）定性、定量分析方法、测量误差，在生物学领域的应用。
（1）了解价电子的跃迁类型与波长的关系及官能团的特征
（2）理解常见有机化合物的吸收特征及其影响因素；紫外—可见分光光度计的基本构造。
（3）掌握紫外—可见分光光度计的基本实验技术；紫外—可见分光光度法定性、定量分析方法、测量误差，在生物学领域的应用。
主要知识单元4荧光光谱分析法
1.教学内容:
荧光光谱法的基本原理
1.1.1分子退激发的过程
1.1.2影响荧光强度的因素 1.2荧光分光光度计
1.2.1基本构造 1.2.2仪器光路
1.3荧光光谱法的基本参数及测量
1.3.1荧光强度1.3.2激发光谱与发射光谱
1.3.3荧光分析法
1.3.4荧光分析法的应用
（1）分子荧光产生的机理
（2）影响分子荧光强度的因素
（3）荧光测量仪器的构造特点
（4）荧光分析法的应用
（1）了解分子荧光产生的机理
（2）理解影响分子荧光强度的因素；荧光测量仪器的构造特点
（3）掌握荧光测量参数既激发波长、发射波长、荧光强度；掌握荧光分析在本专业的应用。
主要知识单元5原子吸收光谱分析法
1.1原子吸收光谱法的基本原理
1.1.1原子光谱理论
1.1.2基态与激发态原子的分配关系
1.1.3原子吸收与原子浓度的关系
1.1.4原子吸收线的宽度和原子吸收的测量
1.2原子吸收分光光度计
1.2.1光源
1.2.2原子化器
1.2.3单色器与检测系统
1.3原子吸收光谱法中的干扰及其抑制
1.3.1光谱干扰
1.3.2电离干扰
1.3.3化学干扰
1.4定量分析方法
1.4.1分析方法
1.4.2测量条件的选择
2.重点或难点：
（1）原子吸收光谱产生的基本过程
（2）原子吸收谱线的轮廓和影响谱线变宽的因素
（3）积分吸收与峰值吸收
（4）原子吸收测量的必要条件
（5）原子吸收分光光度计的基本构造及各主要部件的功能
（6）原子吸收分析的干扰及其抑制
（7）原子吸收分析实验条件的选择及定量方法
（8）标准加入法的计算方法
3.教学目标:
（1）了解原子光谱理论；基态与激发态原子的分配关系。
（2）熟悉原子吸收与原子浓度的关系和原子吸收的测量；原子吸收分光光度计。
（3）掌握原子吸收分析的干扰及其抑制方法；原子吸收分析实验条件的选择及定量方法；标准加入法的定量计算方法
主要知识单元6色谱法导论
1.1色谱法概述
1.1.1色谱法的发展历史
1.1.2色谱法的分类
1.1.3各种色谱法的共同特点
1.2色谱图的主要参数
1.2.1关于色谱峰及峰宽的参数
1.2.2组分在分离系统中的保留参数
1.2.3关于分离度（R）的参数
1.2.4组分及色谱系统的性质参数
1.3塔板理论
1.3.1塔板模型的基本假设
1.3.2塔板理论方程式
1.3.3塔板理论的讨论
1.4速率理论
1.4.1色谱峰展宽的因素
1.4.2速率方程
1.4.3速率理论的讨论
1.5分离度及影响因素
1.5.1分离度及分离的纯净度
1.5.2分离度方程及分离度的控制
1.6定性定量分析方法
1.6.1定性分析
1.6.2定量分析
（1）色谱流出曲线和基本术语
（2）塔板理论
（3）速率理论
（4）色谱定性、定量分析方法
（1）了解色谱分离的基本原理；色谱法的基本理论之一塔板理论；了解组分在色谱柱内的微观运动过程。
（2）熟悉色谱参数的定义、概念和含义；色谱法的基本理论之二速率理论及影响色谱分离的各种因素。
（3）掌握色谱定性定量分析方法
主要知识单元7气相色谱分析法
1.1气相色谱仪
1.1.1基本构造与工作流程
1.1.2各部分的名称与功能
1.2 气相色谱固定相
1.2.1固体固定相
1.2.2液体固定相
1.2.3化学键合固定相
1.3 气相色谱流动相相
1.3.1对流动相的要求
1.3.2流动相的种类
1.4气相色谱检测器
1.4.1性能指标
1.4.2热导检测器
1.4.3氢火焰离子化检测器
1.4.4电子捕获检测器
1.4.5火焰光度检测器
1.5 现代气相色谱技术的应用
2. 重点或难点：
（1）气相色谱仪的基本构造和工作流程
（2）气相色谱固定相和流动相的选择
（3）气相色谱检测器的基本原理
（4）气相色谱分析条件的选择
（1）了解气相色谱固定相的种类、商品名称、用途
（2）熟悉气相色谱仪的基本构造与工作流程
（3）掌握气相色谱流动相的要求与种类；气相色谱分析条件的选择；程序升温的应用。
主要知识单元8高效液相色谱分析法
1.1高效液相色谱法简介
1.1.1概述
1.1.2高效液相色谱法与气相色谱法的区别
1.2 HPLC类型及类型选择
1.2.1液一液分配色谱法
1.2.2液一固吸附色谱法
1.2.3离子交换色谱法
1.2.4凝胶色谱法
1.3高效液相色谱仪
1.3.1高压输液系统
1.3.2进样系统
1.3.3分离系统
1.3.4检测系统
1.3.5记录与数据处理系统
1.4液相色谱固定相
1.4.1液固固定相
1.4.2液液固定相
1.4.3离子交换剂
1.4.4凝胶固定相
1.5液相色谱流动相
1.5.1对流动相的要求
1.5.2流动相的分类
1.5.3流动相的选择
1.6液相色谱检测器
1.6.1紫外检测器及二级管矩阵检测器
1.6.2示差检测器
1.6.3荧光检测器
（1）液相色谱法与气相色谱法的区别
（2）液相色谱分析法的基本类型
（3）液相色谱仪的基本构造
（4）液相色谱固定相和流动相的选择
（1）了解高效液相色谱法的基本原理及高效液相色谱仪的基本构造
（2）熟悉高效液相色谱固定相的种类及选择
（3）掌握高效液相色谱法与气相色谱法的区别；液相色谱流动相的选择及梯度洗脱的应用。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式:采用平时成绩与期末考试成绩结合的方式
（二）成绩评定:课程总评成绩＝平时成绩（30%）+期末考试成绩（70%）
表1平时考核方式及权重举例
平时考核类型
上课出勤
课堂提问
作业
专题报告
权 重（％）
30
20
表2试题类型及权重举例
试题类型
填空题
选择题
简答题
计算题
权重（％）
25
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材与参考书
1. 推荐教材：
(1)胡劲波，仪器分析，北京，北京师范大学出版社，2008。
2. 参考书：
(1)严衍禄：现代仪器分析，北京，中国农业大学出版社，2010年6月；
(2)高向阳：新编仪器分析，北京，中国科学技术出版社，2013年9月 ；
(3)方惠群、余晓东、史坚：仪器分析学习指导，北京，科学出版社，2008年；
(4)北京大学化学系：仪器分析教程，北京，北京大学出版社，2006年。
（二）相关网络资源
[1]爱课程网：http://www.icourses.cn/home/
[2]内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/
[3]国家精品课程资源网：http://www.jingpinke.com
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