仪器分析发展现状及其在农林科学中的应用[1].pdf

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1、第 6卷第 3期 河北农业大学学报(农林教育版)2 0 0 4年 9月 J o u rna l o f Ag r i c u l t u r a l Un i v e r s i t y o f He b e i(Ag r i c u l t u r e&F o r e s t r y E d u c a t i o n)仪器分析发展现状及其在农林科学中的应用 杨 容，刘海燕，周雅璇，果秀敏，崔朋雷(河北农业大学 理学院，河北 保定 0 7 1 0 0 1)摘要：阐述 了现代科学技术发展 中仪器分析发展的特点和现状，并对光谱分析法、电化学分析法、色谱 分析法、质 谱分析法、核磁共振波谱法等分析

2、方法的特点以及计算机在仪器 分析 中的应用作 了较 详细 的介绍，对仪器 分析在 我国农、林、牧等领域 的广泛应用及发展情况进行归类总结。关键词：仪器分析；农业；发展；应用 中图分类号：G 4 2 4 3 1 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 86 9 2 7(2 0 0 4)0 3 0 0 5 1 0 2 一、仪 器分析发展现状及特 点 现代科学技术发展的特点是各学科互相渗透、互 相促进、互相结合、不断开阔新领域。目前，仪器分析 充分 利用了相关学科 的新 理论、新技 术，逐 步发展 成 为一 门多学科性 的综合性科学。从分析对象上看，与 生命科 学、环境科 学、新 材料 科学 有 关

3、的仪 器 分析 法 已成 为分析科学 中最 为热 门 的课题。从分 析手 段 上 看，多种方法互相融合使测定趋向灵敏、快速、准确、简便和自动化。从分析方法上看，计算机在仪器分析 中的应 用和化学 计量学是最 活跃的领域，以上课题 和 领域 的研究、应用，推动 了仪 器分析 的迅猛发展，老方 法更趋于 完善，新 仪 器 不 断 涌现，新方 法 层 出不穷。在光谱分析中，等离子体、傅立叶变换、激光技术和光 导纤维传感技术的引入，出现了电感耦合高频等离子 体 原子发射光 谱(I C PA ES)、傅立 叶变换 红外光谱(F TI R)、等离子体一质谱(I C PMS)、激 光光谱和化学发光光谱等一系

4、列光谱分析新技术。目前，已有 8 0多种光导纤 维化学传感探头(又称光 极，Op t r o d e)用于临床分析、环境监测、生物分析及生 命科学等领域。利用荧光虫素及其酶反应的光极甚 至可以测定生物体 中的低至 1 0 克的磷酸三腺苷(A TP)，使灵敏 度得 到极 大 的提 高。而 I C PMS技 术 不但灵敏度 高、干扰少，而且线性 范 围可达 5 6个 数量级，能够进行 多 种元 素 的 同时分 析，应用 范 围进 一步扩展。新 的过 程 光 二极 管 阵 列 分 析仪(P r o c e s s d io d e a r r a y a n a l y z e r)可以作多组分气体

5、或流动液体 的在线分析，一秒钟能提供 1 8 0 0种气体、液体或蒸 汽 的分析结果，已应用于试剂、塑料、药物及食 品工业 生产过 程 中产品质量控 制分析。在电化学分析方面，各种生物传感器和微电极伏 安法扩展 了电分析化学研究 的时空范 围，适 应 了生物 分析及生命科学 发展的需要。近 2 0多年来 发展 的化 学修饰电极、微电极、光谱电化学、生物 电分析化学，使 电化学分析从宏 观深入到微观 区域，从破坏样 品测 定到进行无损的活体分析，实现了新功能电极体系的 分子 设计及分子工程学研究，从分 子水平探讨 电化学 界面区组成、状态及结构，使分析化学进入 了分子水 平测定的新时代。色谱 分

6、析是仪器分析发展 迅速、研究 和应用十分 活跃 的领域之 一，可以连 续对样品进行浓缩、分离、提 纯及测定。近 3 0年来发展 的气相色谱质谱(G C MS)联 用技 术、高效 液 相 色谱(HP L C)、超 临 界 流 体色谱(S F C)、离子色谱(I C)、毛细管区域电泳(C E)使色谱分析领域充满了活力。尤其是毛细管电泳技 术，具有分离效 率高(柱 效达 1 0 0万理论 板数 I T I )，试样 用量小(1 0 一 1 0 m1)、灵 敏度高(检 出线 低 至 l 0 1 0 。mo l L)，分离速度快(小于 1 0 mi n)等特 点，适 用于离子 型生物 大分 子，如 氨基

7、 酸、核 酸、肽及 蛋白质分析，甚至细胞和病毒等的快速、高效测定，在 生物分析及生命科 学领域 中有极 为广阔的应用前景。超临界流体色谱能在较低温度下分析热稳定性 和挥发性差 的大 分子，柱 效 比 HPL C高几倍，现 已应 用于生物 医学及高分 子化合物的分析。收稿 日期：2 0 0 30 62 0 基金项 目：教育科学“十五”国家规划课题研 究成果 作者简介：杨 容(1 9 6 2一)，女，河北保定人，硕士，副教授，从事化学教学、科研工作。维普资讯 http:/ 5 2 河北农业大学学报(农林教育版)2 0 0 4年 9月 质谱 由于具 有能定性、定量、测定相对 分子质量、给出分子式、提

8、供分子结构信息等特点。所以，质谱 技术 的研究 和应用一直 比较 活跃。近 2 0年来 发展起 来 的 串联 质谱，包 括 MS MS，L C MS，L C MS MS，I C P MS，s F c MS，C E MS及软 电离技术，使质谱应 用范围扩大到生物大分子，在生命科学研究中发挥 了 重要作用。核磁共振波谱已应用于工业质量控制，也 是生 物化学研究 中不 可缺少 的手段，通过光导纤维可 以和计算 机形成联机 网络，用 于生 物分子及有机化合 物 结构研究。以计算机应用为主要标志的信息时代的来临，给 仪器分析带来了巨大的变革，它已经作为分析仪器的 一个组成部分直接装在仪器内部，赋予仪器某

9、些“智 能”。成为分析仪器的大脑和心脏。不少装有计算机 的分析仪器具有人机对话功能，从样品测定、数据处 理到给出实验报告、仪器故障诊断等，整个操作过程 全部实现仪器智能化控制，大大提高 了准确度、灵敏 度和分析速 度，使操作更 简便，测定的 自动化程度 更 高。二、仪 器分 析 法的应 用 随着我国农业现代化的进展，仪器分析已在我国 农、林、牧等领域广泛应用，发展迅速。各级农、林、牧 科研单位、测试分析中心、中心实验室、农业工程、农 业教育、各类应用技术推广站等都相继建立了规格不 等的仪器分析室，承担着本部门许许多多的样品的分 析任务。一些常见的仪器分析方法在农、林、牧学科 的应 用主要有：1

10、 紫外、可见吸收光谱分析 法此法在农、林、牧 学科 中应用广泛，用途较多。在提高品种的质量 中，起到了重要的作用。它可以测定样品中的赖氨酸、色 氨酸、蛋 白质、丹 宁、葡 萄糖、果 糖、蔗糖、淀 粉、叶绿 素、农药等许多有机化合物，也可测定铵态氮、硝态 氮、全磷、速效磷、钾、铁、钙、镁、硅、硫以及硼、钼、铜、锌、钴、铬、铝、汞、砷、锰等数十种元素和许多无机物，涉及 的测 定对 象 有 土壤、肥 料、农 药、植 物 体、水、种 子、食品、果蔬、饲料、大气、粉尘等。2 原子 吸收 光谱 分析 法该 方法在 农、林、牧学 科中应用较为广泛，主要测定对象为土壤、动植物体、水、饲料、食品等样品中的钙、镁

11、、铁、锰、铜、锌、钼、钴 等数十种金属 元素。冷原 子 吸收法 测 汞是 分析样 品 中微量、痕量 汞测定 的较好 方法。3 原子发射光谱 分 析 法此 法 主要用 于土壤 和 植物体等样品中多种金属元素的测定，可以很快得到 定性、半定性 或定量 分析 结果，但 仪器 价格 较贵。火 焰光度分析法可对 土壤 中的全钾、速效 钾、缓效钾、交 换性钠以及植物体中的钾、钠进行测定。4 分子发光 分析 法包括分 子荧 光、分子磷光 和 化学发 光、生物 发光分 析法 等。其 中，分子 荧光 分析 法应用较 为广泛，它具有 测定 灵敏 度高、试 样用 量少 等特点。该方法可直接测定氨基酸、维生素、农药、

12、激 素以及黄曲霉素、3，4一苯并芘等致癌物质。也可 以 用 间接 法测定农、林、牧样 品 中的微量 金属 元素，如：铍、锌、铜、钼、锰、铬、铁、镁以及硼、硒等非金属元素。5 电位分析法电位分析法是一种经典、重要的 电化学分析方法，包括 直接电位分析法和 电位滴定分 析法。由于具有结构简单、响应 快、选择性好、线性范 围宽等特点的各类离子选择性电极的广泛应用，使电 位分 析法在农林科 学 中充满 了活力，尤 其是各种微型 电极的问世，使应用前景更加诱人。目前，利用选择 性电极 可 以测定 土壤 等样 品 的 p H 值、K 、N a 、N卜 r 、C u 等项 目。微型 电极可直 接插 入土 壤

13、 中的特 定部位 测定 氧 化还原 电位及 酸度，也可插入动、植物组织或细胞 内，在生命活动不发生显著变化的情况下进行活体分析，对生命科学获得大量真实有用的信息具有重大贡献。6、电导分析 法和 伏安 分析 法 电导分 析法 常用 来测 定蒸 馏水及天然水的质量、土壤 中可溶性盐分 总 量，也可用来测定土壤及农产 品中的含水量 以及大气 中的 C 02、S O 2 的含量。用电导法预测种子发芽率及 预选砧木，对农业、果树生产有较大的价值。伏安分析法主要 用 于测定 农林 样 品及某 些生 物 所必需的微量元素和环境有害元素，如铅、镉、铍、铬、砷、铜、锌、锰、钼、镁等，检测限一般在 1 0 一1

14、0 mo l L。7 色谱 分析 法 色谱分 析 法是指 待测 组分 与共 存组分的分离、定性和定量测定可在色谱仪中连续完 成。在农业上，气相色谱法 可对农 药残 留量、氨基 酸、维生素、激 素、糖类、脂类、核酸进行测定，也可对某些 金属 离子，大气 中的 C O 2、S O，、H 2 S、甲烷等进行分 析。高效液相色谱法可对维生素、生物碱、激素、氨基 酸、农药、核酸、香 豆素、脂类 等有机物质进行分析，也 可测定一些 无机 离子及 金属 元 素。离子 色谱 法 是一 种分 析无机 和有机离子 的液相色谱技术，能测定数百 种阴、阳离子和化合物，最适合多组分与多元素的同 时分析。该方法选择性好，

15、(下转第 8 7页)维普资讯 http:/ 第 6卷第 3期 王素娟等：完善企业 内部控制制度 治理会计信息失真 8 7 达到所需要 的 内部控制水平 服务。“经济 越 发 展，会 计 越 重 要”。随 着 我 国 加 入 WT O，更加深入的融人全球市场经济，对会计信息的 要求必然越来越高。我们应当清醒的认识到，只要是 市场经济，只要所有权与经营权依然存在分离，只要 是相关 人 员 目标 存 在 差 异，只 要 是 有 利 可 图有 空 可 钻，会计造假、会计信息失真这种现象就必然有其生 存 的空 间，就必然 有其 存 在 的客 观性 和必 然性。“魔 高一尺，道高一丈”。只有不断采取措施来

16、完善企业 内部控制体系，提高财会人员职业道德水平，加大审 计力度，才能有效的治理会计信息失真的蔓延，使会 计造 假、会计 信息 失真 的成 本 远远 超过 造假 收 益，从 而推动企业严格遵 循 会计 准则，使 真 实、公允 地披 露 会计信息成 为普 遍接受 的社会 规则，真正发挥会计人 员在经济管理中的作用。参考文献-1 魏哲妍，江 丽芳 加强会计控制治理会计信息失真 J 江苏财经，2 0 0 2，(1)：9 2 瞿友喜 论“真实会计信息”与审计机制的建立 J 财会 月 刊，2 0 0 1 3 陈梦 C O S O报告对我 国审计事业的启示 J 江苏财经，2 0 0 2，(4)：2 6 (

17、责任编辑：刘彦琴)(上接 第 5 2页)样品用量少，灵敏度高，易实现 自动化，是分析水中阴 离 子的最好方法，多应用 于环境水样 的测定。此外，电泳法、红外光谱法、中子活化分析、中子 测水法、微 波 测水 法、薄 层 色 谱 法 和 纸 色谱 法、旋 光 法、激光法、x射线荧光法、化学发光分析法、催化动 力学分析法、同 位 素示 踪 法、电子 光谱 法、拉 曼 光 谱 法、遥感测试分析、电子显微技术、核磁共振技术等在 动植 物、土壤、肥料、农 药、食 品工程、农林 生态、环 境 保护、品种选育、资源开发及利用、卫生检验等方面正 发挥着越来越大的作用，仪器分析在我国农业现代化 进程 中的重要性将

18、会 更加显著。参 考文献：1 周增冉 色谱分析 M 北京：纺织工业出版社，1 9 9 3 2 3 4 5 2 王俊德 高效液相色谱法 M 北京：中国石化 出版社，1 9 9 2 6 77 6 3 高歧 分析化学 M 北京：中国农业科技 出版社，1 9 9 6 1 O5 1 O 7 4 D A斯科格 仪器分析原理 M 上海：上海科学技术出 版社，1 9 8 1 9 69 8 5 方肇伦 仪器分析在土壤学 和生物学 中的应用 M 北 京：科学出版社，1 9 8 3 5 76 3 6 蒲国刚 电分析化学 M 安徽：中国科技 大学 出版社，1 9 9 3 3 74 4 7 陈国珍 荧光分析法 M 北京：科学 出版社，1 9 9 0 8 6 9 2 8 赵藻藩 仪器 分析 M 北京：高等教育 出版社，1 9 9 0 1 2 01 2 6 9 陆明 刚 化学 发光分析 M 安徽：安徽 科学技术 出版 社，1 9 8 6 7 87 9 1 0 陈 四缄 实用 动力 学 分析 M 北 京：地 质 出 版社，1 9 8 9 6 67 0 1 1 沈淑娟 波谱分析法 M 上海：华东化工学 院出版社，1 9 9 2 8 99 4 1 2 北京大学化学 系 仪器 分析教程 M 北京：北京 大学 出版社，1 9 9 7 1 5 91 6 4 (责任编辑：刘雪春)维普资讯 http:/