卫生化学知识点

20007级预防医学卫生化学知识点卫生化学：是应用分析化学（特别是仪器分析）的基本原理和实验技术，研究预防医学领域中与健康相关的化学物质的质、量及其变化规律的学科。系统误差----误差的主要来源指由分析过程中某些确定的、经常性的因素而引起的误差，又称可测误差。特点：重现性、单向性、恒定性、可测性分类：1.、方法误差:溶解损失、终点误差－用其他方法校正2、仪器误差:刻度不准、砝码磨损－校准3、试剂误差:不纯－空白实验、对照试验4、操作误差:刻度观察、颜色判断随机误差：指由分析过程中一系列有关因素微小的随机波动而引起的误差，又称偶然误差。特点：双向性、不可测性、服从正态分布规律减免方法：通过增加平行测定次数,降低。准确度:测定结果与真值接近的程度，用误差衡量。准确度的表示方法：1、绝对误差:测量值与真值间的差值,用E表示。E=x-xT2、相对误差:绝对误差占真值的百分比,用Er表示。Er=E/xT=x-xT/xT×100％Eg：分析天平称量两物体的质量各为1.6380g和0.1637g，假定两者的真实质量分别为1.6381g和0.1638g，则两者称量的绝对误差分别为：(1.6380－1.6381)g=－0.0001g(0.1637－0.1638)g=－0.0001g两者称量的相对误差分别为：-0.0001\1.6381*100%=-0.006%-0.0001\0.1638*100%=-0.06绝对误差相等，相对误差并不一定相同。精密度:平行测定结果相互靠近的程度，用偏差衡量。精密度的表示方法：1绝对偏差（di）：测定结果与平均值之差2平均偏差d：各偏差值的绝对值的平均值，称为单次测定的平均偏差，又称算术平均偏差。3相对平均偏差（dr）：平均偏差与测量平均值的比值4标准偏差（s）有限次测定时，标准偏差称为样本标准差，以s表示5相对标准偏差：6标准偏差比平均偏差能更正确、更灵敏地反映测定值的精密度，能更好地说明数据的分散程度。准确度与精密度的关系1、精密度是保证准确度的前提，准确度高一定要精密度高。2、精密度高，不一定准确度就高。普朗克(Planch)公式：分子光谱：在辐射能的作用下，因分子内能级跃迁而产生的光谱。产生机理：ΔE分=ΔEe+ΔEv+ΔEr【Ee---电子绕原子核做相对运动，产生的动能Ev---原子在其平衡位点做相对振动，产生的振动能Er---分子绕其轴心传动，产生的转动能】特征：带状谱当存在转动能级的变化时，相邻谱线间的距离很小，仪器分辨率不高时，便得到一个很宽的谱带。原子光谱的机理：ΔE原=ΔEe特征：线状谱紫外-可见分光光度法：研究物质在紫外-可见区的分子吸收光谱的一种分析方法。一般所指的UV-Vis的测量波长在（200nm-800nm）。吸收光谱：将不同波长的单色光依次通过浓度一定的待测物质溶液，以吸光度为纵坐标，以波长为横坐标xxdiiλhchE%100xsRSD作图，又称吸收曲线。特征：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处,对应的波长称为最大吸收波长λmax。②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。有机化合物的电子跃迁类型跃迁类型σ→σ＊n→σ＊π→πn→π＊ΔΕ最大大小最小λmax真空紫外大部分真空紫外近紫外近紫外、可见分子类型饱和烃杂原子饱和烃共轭烯烃、芳香化合物杂原子不饱和烃、杂环化合物举例乙烷max=135nm乙醇max=185nm1、3丁二烯max=217nm丙酮max=275nm应用溶剂溶剂被测物质被测物质生色团：通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。常为含n→π*和π→π*跃迁的化合物。（如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C㆔N等不饱和基团。）助色团：有一些基团，本身并不产生吸收峰，但与生色团共存于同一分子时，可引起吸收峰的位移和吸收强度的改变，这些基团称为助色团。透光度：为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T表示：即T=It/I0ⅹ100%朗伯－比尔定律：当一束平行的单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度、液层厚度的乘积成正比。A=kcl吸光度具有加和性多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：摩尔吸光系数：当c以mol/L为单位，l以cm为单位，κ称为摩尔吸光系数，用ε表示。A=aεlε的单位为l/mol.cmε表示物质的浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度摩尔吸光系数的影响因素：123例1浓度为25.0μg/50mL的Cu2+溶液，用双环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长600nm处，用2.0cm比色皿测得T=50.1%，求吸光系数a和摩尔吸光系数ε。已知M(Cu)=64.0解已知T=0.501，则A=－lgT=0.300，l=2.0cm,则根据朗伯—比尔定律A=abc，而ε=Ma=64.0g·mol-1×3.00×102L·g-1·cm-1=1.92×104(L·mol-1·cm-1)例2某有色溶液，当用1cm比色皿时，其透光度为T，若改用2cm比色皿，则透光度应为多少？解:由A=-lgT=alc可得T=10-alc当l1=1cm时，T1=10-ac=T当l2=2cm时，T2=10-2ac=T2niiiniiiniickllckAA111)1000.5100.50100.251436LgLgc（11-2-14.L.g103.001000.50.2300.0cmLgcmlcAa偏离朗伯-比尔定律的因素（一）仪器偏离单色光Lambert–Beer定律的前提条件之一是入射光为单色光。实际上难以获得真正意义上的纯单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光普通带。复合光可导致对朗伯-比耳定律的正或负偏离。（二）浓度的限制稀溶液Beer定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；只有在稀溶液(C10-2mol/L)时才基本符合。当溶液浓度C10-2mol/L时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。（三）化学偏离恒定的化学环境溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。（四）非均相体系偏离真溶液光吸收定律的假定：溶液必须使均相体系。胶体、乳胶、悬浮物、沉淀等非均相体系产生的光散射会引起对朗伯-比耳定律的偏离。物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而产生的。物质的颜色由透过光的波长决定。例：硫酸铜溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。紫外可见分光光度计主要部件与作用(一)光源：在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。（二）单色器：作用：从连续光源中分离出所需波长的光束。主要部件：狭缝：出射狭缝和出射狭缝。色散元件：棱镜或光栅（关键部件）准直镜：透镜或凹面镜（三）吸收池作用：用于盛放试样，完成样品中待测试样对光的吸收.（要求：无色、透明、耐腐蚀）材料：石英（紫外区）玻璃（可见区）（四）检测器作用：检测光信号，并将光信号转变为电信号常用检测器：光电管和光电倍增管(五)显示系统将检测器输出的信号处理转换成透光度和吸光度再显示出来。暗电流光电管在未受光照射时，由于电极热电子产生的电流。暗电流越小、检测性能越好。紫外可见分光光度计的类型（了解）单光束、双光束、单波长、双波长、可见、紫外-可见在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。选择溶剂时注意下列几点：（1）溶剂应能很好地溶解被测试样，所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。（2）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。（3）溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。显色反应：将被测组分转变成有色化合物的化学反应。对显色反应的要求：选择性好所用的显色剂仅与被测组分显色而与其它共存组分不显色，或其它组分干扰少。灵敏度足够高有色化合物有大的摩尔吸光系数，一般应有104~105数量级。有色配合物的组成要恒定反应要定量、生成物稳定。色差大有色配合物与显色剂之间的颜色差别要大，这样试剂空白小，显色时颜色变化才明显。△60nm显色反应条件的选择1.显色剂用量吸光度A与显色剂用量CR的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。2、溶液的酸度（1）对被测组分存在状态的影响（如金属离子）（2）对显色剂的平衡浓度和颜色的影响（3）对有色化合物生成速度的影响3、显色温度：要求标准溶液和被测溶液在测定过程中温度一致。4、显色时间：通过实验确定合适的显色时间，并在一定的时间范围内进行比色测定。5、溶剂：有机溶剂降低有色化合物的解离度，提高显色反应的灵敏度。参比溶液的选择1溶剂参比2试剂参比3试样参比4平行操作参比为什么需要使用参比溶液？答：使测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。参比溶液的选择一般遵循以下原则：1、若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液。2、若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液；3、若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液。4、平行操作参比：用不含被测组分的试样，在相同条件下与被测试样同时进行，如进行某种药物浓度的检测，取正常人的血样与待测浓度的血样进行平行操作处理。仪测量条件的选择（一）控制适宜的吸光度范围在T=36.8%(A=0.434)时，浓度测定的相对误差最小。在实际测定时，常将吸光度控制在0.2~0.7(T=20%~65%)之间。（二）入射光波长的选择测量的入射光波长：最大吸收波长λmax。若干扰物在λmax处也有吸收，在干扰最小的条件下选择吸光度最大的波长（三）狭缝宽度兼顾灵敏度与单色性的好坏，狭缝宽度大约为吸收峰半宽度的十分之一。测量条件的选择：1测量波长的选择2吸光度读数范围3参比溶液的选择（作用及原因）某显色剂在PH：1-6时呈黄色，6-12时呈橙色，13时呈红色，该显色剂与金属离子配位后呈红色，则该显色反应的PH为（）A.弱酸中B.弱碱中C.任意PHD.强酸强碱中单组份定量方法如果在一个试样中只要测定一种组分，且在选定的测量波长下，试样中其它组分对该组分不干扰，这种单组分的定量分析较简单。一般有标准对照法和标准曲线法两种。1、校准曲线法（标准曲线法）配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含被测组分的空白溶液作参比，测定标准系列溶液的吸光度，绘制吸光度－浓度曲线，称为校正曲线。2、标准对照法在相同条件下，平行测定试样溶液和某一浓度Cs（应与试液浓度接近）的标准溶液的吸光度Ax和As则由Cs可计算试样溶液中被测物质的浓度Cx。根据分子受激时所吸收能源及辐射光的机理不同分为以下几类：（荧光—荧光分析法；磷光—磷光分析法）光致发光：以光源来激发而发光热发光：以热能来激发而发光电致发光：以电能来激发而发光—原子发射光谱法生物发光：以生物体释放的能量激发而发光化学发光：以化学反应能激发而发光—化学发光分析法三重态与单重态：1、单重态分子具有抗磁性，激发态的平均寿命约为10-8，E高2、三重态分子具有顺磁性，激发态的平均寿命约为10-4~1S，E低去激发过程（P69）：当分子吸收一定能量后，处于激发态的分子不稳定，其电子以辐射跃迁或无辐射跃迁释放出多余的能量回到基态的过程。非辐射能量传递过程：1、振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。发生振动弛豫的时间10-12s。2、内转换：同多重态电子能级中,等能级间的无辐射能级交换。通过内转换和振动弛豫，高激发单重态的电子跃回第一激发单重态的最低振动能级。3、外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生相互作用而转移能量的非辐射跃迁；外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”。4、系间跨越：不同多重态,有重叠的转动