分析化学范文

关键词：纳米通道；；单分子检测；DNA测序；综述

1引言

自20世纪70年代以来，随着光学、微机电加工（MEMS）、纳米科技等的飞速进展，已经发展了一些可以使工作者在单分子水平上探索生命体系的新工具。它们主要包括原子力显微镜（AFM）、基于荧光的技术、光磁镊等，这些技术已经可以使人们探讨生命体系的结构与功能。结合传统的分析技术（例如，X射线晶体学、NMR与凝胶电泳等），单分子技术已经在探索神秘的生命体系及其过程中（例如，DNA的复制、ATP的合成、不同物质穿越细胞等）展现了曙光[1]。

生物体内存在各种各样的及纳米通道，它们是连接内部与外部并进行能量、物质交换的途径[2]。科学家们受细胞膜上离子通道的启发制备了多种人工体系，例如蛋白与人工固态等，不仅促进了新型生物传感器、纳流控装置、分子过滤设备、单分子检测等方面的快速发展，而且极大地加快了第三代DNA测序研究的进步[3]。目前主要是从这些装置的形状上区分和纳米通道：被简单定义为直径在1～100nm之间，且直径（d）≥其深度（l）的孔；如果孔的深度远远大于其直径，则称这种结构为纳米通道。目前已构建的纳米尺度装置包括生物（通道）（由各类蛋白质分子镶在磷脂膜上组成）、固态（通道）（包括各种硅基材料、SiNx、碳纳米管、石墨烯、玻璃纳米管等）及上述两类相结合的杂化（通道）。基于这些纳米尺度装置的，均将其简称为（Nanoporeanalyticalchemistry）或分析学（Nanoporeanalytics）或学（Nanoporetics）。基于的传感技术可能是最年轻的单分子技术，该技术无需标记、无需放大[4]。2简介

在的发展历程中，有几项工作是至关重要的。Coulter于20世纪40年代末提出了基于孔（Porebased）传感的概念，并发明了库尔特粒度仪（Coultercounter）[5]。库尔特粒度仪的测量原理相对简单（见图1a），将一个带有小孔（_SymbolmA@_m～mm）的绝缘膜分开两个电解质槽，分别插入两根电极后测量离子通过小孔时电导（电流）的变化。Coulter的发明不仅能够测定小的粒子，更重要的是可以对细胞进行分筛和计数，是历史上为数不多的、对于临床诊断与检测具有革命性意义的发明。

另外，1976年Neher和Sakamann采用微米玻璃管所发明的膜片钳技术，测量膜电势、研究膜蛋白及离子通道，对于研究进程具有重要的意义，两人于1991年获得生理与医学诺贝尔奖[6]。1977年Deblois和Bean采用径迹蚀刻法使库尔特粒度仪的孔径缩小到亚微米，这样可以检测纳米颗粒与病毒[7]。对于基于孔传感概念的真正的第二次革命是1996年Kasianowicz等[8]采用从金黄色葡萄球菌分泌得到的崛苎兀ㄡHemolysin）镶嵌于磷脂膜上，用于检测单链DNA（ssDNA）（图1b）。他们不仅将孔径从m（mm）降到nm级，而且将分析对象从细胞扩展到离子与生物分子。另外，还引入了一个与化学紧密相关的问题――纳米尺度界面问题（所有分析物与或通道均有相互作用），突显了化学的重要性。该工作不仅宣布了学（）的诞生，更重要的是它提供了快速、廉价DNA测序的可能性，使的研究得到了各国政府、各大公司及学术界的高度关注与投入。2001年，物理学家们也加入到的研究中，Golovchenko等[9]采用离子束在SiN薄膜上制备固态孔。其优点显而易见，主要是经久耐用，易于集成化。近年来将生物与固态孔相结合，形成了杂化孔，有望结合两者的优点[10]；另外，还将玻璃纳米管[11，12]，单层石墨烯用来制备[13]。的研究是典型的交叉学科研究，目前朝气蓬勃、方兴未艾[14，15]。图2列出了一些目前研究中采用的。

区域和放大器电容噪声大于40kHz的区域。首先讨论1f区域，当无外加电压时噪声是平的，主要是由热扰动引起的；当有外加电压时噪声与频率的负二次方成正比。另外，1f的斜率值与离子穿越的流量有关。第二区域是高频区域，随着频率的增加，噪音增高。在该区域，膜电容主导电流噪音平方谱，随着测量频率带宽的增大，噪音增强。通常采用模拟或数字低通滤波器来减少高频带宽所引起的噪音，但同时，测量的时间分辨率将会受到较大影响，也会影响测量信号及掩蔽分子穿越的一些重要特性，特别是掩蔽DNA测序中的结构信息及单碱基分辨率。近年来，大量的工作在于改进分子穿越的信号质量，例如，通过改进支撑膜的物质的介电性质，优化屏蔽效果可以减小膜电容；优化的设计、选择适当的支持电解质和控制外加电压等均可改进测量信号。更加详细的有关噪音的工作可参考近期的一些工作及综述[16～19]。

分析化学范文篇2

优化授课内容药学专业分析化学课程的设计必须是“药学特色”的分析化学，即：既要符合分析化学自身的基本内涵,又要突出药学专业的特点。因此，在教材内容和授课选材上,必须合理地、有选择的删减与药学专业联系比较少的纯化学理论以及在药学领域应用较少的内容，选取在药学专业学习、科学研究及生产实践中应用广泛的方法和技术,将药学学科中的热点问题及时、巧妙渗透到分析化学教学中，并不断更新、充实分析化学的发展前沿内容，提高药学专业分析化学有效教学的思考与探索杜刚锋南阳医学高等专科学校公共教学部473061激发学生的学习兴趣，培养他们的创新思维。如详细讲解决定定量分析结果准确度和精密度的误差与分析数据处理部分，略讲在药学分析中应用比较少的重量分析法及沉淀分析法，适当增大在新药研发、药品鉴定、临床检验等领域应用比较广泛的仪器分析方面的内容比重，如气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法、色谱-质谱联用技术等。实验课内容的选取也要结合药学专业特点，除了选择能代表分析化学学科特点的实验方法及基本技能训练内容外，还应选择《药典》中与理论知识紧密结合的经典案例，突出专业性和实用性,让学生在实验过程中体验“学以致用”“,理论联系实际”的快乐，如维生素C含量的测定（氧化还原滴定）、饮用水pH值得测定（电位法）、磺胺嘧啶的含量测定(永停滴定法)、维生素B12含量测定(紫外分光光度法)等。这些实验内容的设定，既能使学生了解到分析化学在药物分析中的具体应用,又能激发学生的学习兴趣,在实验中加深对与药学专业密切相关的分析方法和仪器分析手段的理解、掌握。既提高了学生运用综合知识及相关技能解决实际问题的能力，又培养了他们的科学思维能力和创新意识。

2丰富教学资源，激发学生兴趣

高速发展的现代信息技术为分析化学的教学提供了丰富的教学资源，如网络、动画、多媒体等。鼓励学生充分利用Google、Baidu等搜索引擎查找学习资料，及时解决学习过程中遇到的疑难问题；充分利用多媒体课件图文并茂的特点,将教材中枯燥的理论、抽象的问题转换为生动形象的图形、文字、动画、视频等,使抽象的概念形象化、立体化，使枯燥的理论理解起来更形象、更直观，既可增强学生的感性认识,又能帮助学生理解那些抽象的问题，提高课堂效率。充分地、合理的利用这些资源既可弥补传统的教材、挂图及实物模型携带不方便的不足，又可活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣,丰富课堂信息量,提高教学效果。例如在液相色谱法时,通过播放Flas演示,学生既可明了色谱仪各主要部件的作用,又可以清楚观察到液相色谱分析过程的产生,再结合教师的适当的讲解,必然加深学生对该法分离机制的理解。

3综合多种教学手段，提高教学效率

随着现代信息技术和多媒体技术的快速发展，多媒体教学已经在大多数高校普及使用。虽然，在教学过程中采用用动画、视频等多媒体手段，有助于学生对知识的理解记忆，激发学习兴趣，但传统的板书仍然有着现代教学媒体无法完全替代的优势。例如在计算公式的推导过程中，学生可跟着教师的书写记笔记，板书的过程也为学生提供了充分的思考时间。因此，在实际教学中，应将多媒体教学与传统的板书相结合，并灵活运用案例教学法、以问题为基础（PBL）的启发式教学法、课堂讲授与讨论，在线答疑等多种教学方法与手段开展教学活动，调动学生的学习积极性，不仅要向学生传授知识，更要培养学生掌握运用分析化学知识和技能解决实际问题的能力。

4改革实验教学，提高实验技能

分析化学范文

在初中化学教材中，基本概念几乎每节都有，而化学概念是学习化学必须掌握的基础知识，准确地理解概念对于学好化学是十分重要的。初中学生的阅读和理解能力都比较差，因此，教师在教学过程中讲清概念，把好这一关是非常重要和必要的。

一、讲清概念中关键的字和词

为了深刻领会概念的含义，教师不仅要注意对概念论述时用词的严密性和准确性，同时还要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误，这样做有利于培养学生严密的逻辑思维习惯。

例如，在讲“单质”与“化合物”这两个概念时，一定要强调概念中的“纯净物”三个字。因为单质或化合物首先应是一种纯净物，即是由一种物质组成的，然后再根据它们组成元素种类的多少来判断其是单质或者是化合物，否则学生就容易错将一些物质如金刚石、石墨的混合物看成是单质（因它们就是由同种元素组成的物质），同时又可误将食盐水等混合物看成是化合物（因它们就是由不同种元素组成的物质）。

又如在初中教材中，酸的概念是“电解质电离时所生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸。”其中的“全部”二字便是这个概念的关键了。因为有些化合物如NaHSO4，它在水溶液中电离是既有阳离子H＋产生，但也有另一种阳离子Na＋产生，阳离子并非“全部”都是H＋，所以它不能叫做酸。因此在讲酸和碱的定义时，均要突出“全部”二字，以区别酸与酸式盐、碱与碱式盐。

二、剖析概念，加深理解

对一些含义比较深刻，内容又比较复杂的概念进行剖析、讲解，以帮助学生加深对概念的理解和掌握。

如“溶解度”概念一直是初中化学的一大难点，不仅定义的句子比较长，而且涉及的知识也较多，学生往往难于理解。因此在讲解过程中，若将组成溶解度的四句话剖析开来，效果就大不一样了。其一，强调要在一定温度的条件下；其二，指明溶剂的量为100g；其三，一定要达到饱和状态；其四，指出在满足上述各条件时，溶质所溶解的克数。这四个限制性句式构成了溶解度的定义，缺一不可。

又如在学习“电解质”概念时，学生往往容易将“电解质”与“非电解质”，甚至同金属的导电性混淆在一起，导致学习中的误解。因此教师在讲解时，可将“电解质”概念剖析开来，强调能被称为电解质的物质①一定是化合物；②该化合物在一定条件下有导电性；③条件是指在溶液中或熔化状态下，二者居一即可，所以概念中用“或”不能用“和”。如NaCl晶体虽然不导电，但①它是化合物；②NaCl在水溶液中或熔化状态下都能导电，所以NaCl是电解质。而NaCl溶液和Cu丝虽然能够导电，但前者是混合物，后者是单质，所以它们既不是电解质也不是非电解质。在教学中若将概念这样逐字逐句剖析开来讲解，既能及时纠正学生容易出现的误解，又有抓住特征，使一个概念与另一个概念能严格区分开来，从而使学生既容易理解，又便于掌握。

三、正反两方，讲清概念

有些概念，有时从正面讲完之后，再从反面来讲，可以使学生加深理解，不致混淆。