仪器分析综合实验:固相微萃取纤维的制备及在有机氯农药富集和分析中的应用*

设计了一个综合性仪器分析实验:固相微萃取纤维的制备及应用。实验内容包括微孔有机聚合物固相微萃取纤维的制备、红外光谱表征、固相微萃取实验条件优化和气相色谱测定有机氯农药含量等4个部分。通过综合运用多种仪器分析实验手段,加深了学生对分离富集技术的了解,巩固了学生对仪器分析课程中的气相色谱法、红外光谱法相关内容的掌握,培养学生构建一个完整、科学的仪器分析操作流程,形成综合性思维能力。     

腰果酚键合硅胶固定相的制备及其色谱性能北大核心CSCD

天然产物作为一种绿色低毒、来源广泛、功能位点丰富的单体,已被广泛应用于色谱固定相的研制与开发。该文以天然可再生资源腰果酚为配体,通过一步法开环反应将其接枝到由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)修饰的硅胶上,制备得到腰果酚键合硅胶固定相。利用傅里叶红外光谱、元素分析、热失重分析和N_(2)吸附脱附实验对固定相进行表征,结果表明成功制备了腰果酚键合硅胶色谱固定相。采用Tanaka实验试剂、烷基苯、多环芳香烃、苯酚类化合物和芳香族位置异构体为探针评价其分离性能和保留机制,并与C_(18)柱进行对比。研究发现,腰果酚键合固定相除疏水作用外,还具有π-π和氢键作用。基于上述保留作用,腰果酚键合硅胶固定相对测试探针表现出良好的分离性能。重复进样10次,各探针保留时间的RSD为0.052%~0.079%,峰面积的RSD为0.104%~0.847%,峰高的RSD为0.081%~0.272%,表明该色谱柱具有良好的重复性和稳定性。此外,腰果酚键合硅胶色谱柱对中药喜树果和吴茱萸果的粗提物具有良好的分离性能,验证了其在实际样品分析中的巨大潜力。将天然产物腰果酚用于色谱固定相的制备,为分离纯化喜树碱和吴茱萸提供了新的方法,同时拓展了腰果酚在色谱分离材料方面的应用。     

硅藻土载负葫芦[7]脲气相色谱固定相的制备及其性能评价

在酸性条件下,将自制的葫芦[7]脲均匀地涂覆到102白色硅藻土担体上,制得葫芦[7]脲气相色谱固定相。 采用红外光谱、质谱、元素分析和热重分析表征了葫芦[7]脲在载体表面的结构。 利用相关探针测定了新固定相的麦氏常数,表征了其基本色谱性能。 考察了葫芦[7]脲气相色谱固定相填充柱对芳香烃、卤代烃、醇、酮、酯及硅氧烷的分离能力。 结果表明,葫芦[7]脲固定相热稳定性高,柱色谱性能稳定,对较广泛的化合物尤其对高沸点的酯类及硅氧烷类化合物显示出良好的色谱分离能力(7 min内分离),作为气相色谱固定相有较好的应用前景。 初步讨论了葫芦[7]脲固定相对上述化合物的分离机理。     

光纤光谱仪的多样化组装及应用——介绍一个仪器分析实验

介绍了一个本科生的仪器分析实验——光纤光谱仪的多样化组装及应用。利用光源、光纤和电荷耦合器件检测器等部件,组装出紫外-可见光谱仪、分子荧光光谱仪、近红外光谱仪、拉曼光谱仪和激光诱导荧光光谱仪。通过本实验,不仅能够拓展传统光学实验的内容,而且可以通过自己动手组装仪器,培养学生的专业实践能力和知识应用能力。     

苯基乙烯基甲基聚硅氧烷涂敷的反相高效液相色谱固定相

用苯基乙烯基甲基聚硅氧烷涂敷于硅烷化的微粒硅胶上,制备出反相高效液相色谱固定相。制备出的固定相对极性、非极性化合物有良好的分离能力,峰对称性好。对其稳定性进行了考察,连续使用１２００ｈ后,固定相的含碳量及色谱性能保持不变,且用ｐＨ１１．０的流动相冲洗２６０ｈ,固定相的色谱性能仍很好,可见固定相的耐碱性能良好。     

一种五元杂环β-环糊精固定相的合成及气相色谱性能研究

制备了一种新的含多氮五元杂环类β-环糊精固定相2,6-二-O-甲基-3-O-亚甲基-[1-(1,2,4)-三唑基]-β-环糊精,对其气相色谱分离性能进行了研究.实验结果表明,杂环官能团的引入较大提高了该固定相的柱表面性能和色谱分离能力.不但对二甲苯、硝甲苯等难分离的芳香族位置异构体,而且对醇、胺、酯等多种类型的手性异构体均有很好的分离能力和手性选择能力.     

奎宁功能化聚乙烯咪唑修饰硅胶亲水相互作用色谱固定相的制备及应用

通过表面自由基链转移聚合和亲核取代反应制备了一种新型奎宁功能化聚乙烯咪唑修饰硅胶亲水色谱固定相(Sil-PIm-Qn)。通过元素分析和红外光谱对该固定相进行表征,并在亲水相互作用色谱(HILIC)模式下对其进行了色谱性能评价。结果表明,该固定相对5种氨基酸、9种磺胺以及10种碱基核苷有较好的分离选择性。实验考察了流动相中有机相乙腈体积分数和水相中乙酸铵浓度对待分离物质保留行为的影响,并进一步对固定相分离的重复性进行了考察,其保留时间的相对标准偏差(RSD)为0.08%~2.30%(n=10)。该亲水色谱固定相制备方法简单,并且表现出了优异的亲水色谱分离性能,有望在磺胺类药物及生物样品中碱基核苷等亲水性物质的分离分析中有一定应用。     

ATRP技术制备Sil-LMA反相作用色谱固定相及其性能研究

以5μm大孔硅胶为基质,CuBr/Bpy为催化体系,采用原子转移自由基聚合(Atom transfer radical polymerization,ATRP)技术将甲基丙烯酸月桂酯(LMA)键合到硅胶表面,制得Sil-LMA反相作用色谱固定相。采用元素分析对该固定相进行表征,以芳香族化合物为溶质,甲醇-水为流动相,对该键合相的疏水选择性进行了考察。详细研究了甲醇浓度和温度对溶质保留行为的影响,以胺类、酚类化合物为溶质,评价了其色谱性能,并计算了溶质保留过程的热力学参数。经元素分析测得该填料的接枝量高达2.323 3 mg/m2。实验结果表明,在反相模式下该固定相可基线分离5种胺类化合物和5种酚类化合物。与C18反相柱相比,该合成柱的分离时间缩短且分离效果较好。该固定相具有很好的反相色谱性能,符合反相保留机理。     

L-脯氨酸衍生物为手性侧链的新型C_2对称型手性固定相

绕轴旋转180°能与自身重合的C_2对称型手性化合物在手性催化和手性分离领域有重要应用。以L-脯氨酸苯基酰胺衍生物为手性源,合成了一类新型的C_2对称型手性固定相,并进行了手性色谱拆分评价。与单侧链取代的刷型固定相进行对比,C_2对称型手性固定相对所评价的31种酸性、中性和碱性分析物表现出更好的手性选择性。考察了固定相末端苯环上的取代基团对手性拆分的影响,综合来看,苯环上无取代基的C_2对称型手性固定相的分离性能最优。对某些手性对映体,C_2对称型手性固定相的分离因子随温度的增高而呈现异常增大的现象,表明了其有别于单侧链取代的固定相的分离机理。该类新型手性固定相的提出对进一步丰富刷型手性固定相的种类和拓展其应用具有重要意义。     

混合色谱填料的研究进展

随着科学技术的发展,人们需要分离分析的样品越来越复杂,尤其是多肽、蛋白质类生物样品的复杂性使得单一模式色谱难以满足分离分析的要求。混合模式色谱因其独特的分离性能,可以在一次分离中获得与多维色谱相当的分离效果,而且可以避免多维色谱系统结构复杂、流动相兼容性差、分析时间长等问题,成为近年来的研究热点之一。混合模式色谱的研究重点是色谱固定相的设计与开发。混合模式色谱固定相包括反相/离子交换混合固定相、反相/亲水混合固定相、亲水/离子交换混合固定相、两性离子交换混合固定相及三相混合固定相。本文综述了近年来混合模式色谱填料的研究及应用进展,并对混合模式色谱及固定相的发展前景进行了展望。     

2-羟基-1-萘甲醛缩邻苯二胺席夫碱及其铜(Ⅱ)配合物的合成及组成测定——介绍一个大学化学综合实验

设计开发了一个大学化学综合性实验,合成了2-羟基-1-萘甲醛缩邻苯二胺席夫碱及其铜(Ⅱ)配合物,分别采用化学分析法和仪器分析法对配合物的组成进行了测定,并结合红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行了表征,取得了满意的实验结果。该实验一定程度上弥补了大学化学教学实验中合成有机金属配位化合物教学资源的匮乏。通过该实验的实施,可使学生进一步巩固回流、纯化、离心等基本操作技能,掌握摩尔比法测定配合物配位数及稳定常数的原理和方法,同时掌握运用有机波谱技术推断和鉴定分子结构的方法。本实验有利于培养学生综合运用有机化学、无机化学、化学分析及仪器分析等知识解决具体问题的能力,同时有利于学生了解席夫碱及其金属配合物的性质、研究动态等,激发学生对科学研究的热情,培养学生系统的科学思维和研究能力。     

含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究——推荐一个高分子化学综合实验

推荐了一个高分子化学综合实验——含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究。实验内容包括利用Sonogashira偶联反应合成共轭高分子,采用核磁共振和红外光谱等检测手段对其结构进行表征,并利用紫外-可见光谱、荧光和热重分析对其性能进行研究。本实验结合了高分子化学和聚合物仪器分析与表征的知识点,建议纳入高分子专业高年级综合实验课程。     

聚乙烯吡咯烷酮聚合物复合膜的制备及其性能研究——推荐一个研究型综合实验

A research-based comprehensive experiment was introduced: preparation and investigation of polyvinylpyrrolidone (PVP) blend membranes in which PVP was employed as the membrane matrix. Three kinds of engineering thermoplastics were chosen to enhance the dimensional and mechanical stabilities of PVP based membranes. The physicochemical properties were investigated. This experiment relates to physical chemistry, polymer chemistry, organic chemistry, electrochemistry and instrumental analysis. It covers polymer blending, membrane fabrication by solution casting, characterization and performance test. Through this experiment, students can get knowledge of fabrication and characterization methods for polymer electrolyte membrane, which arouses students' interest in scientific research, cultivates students' innovative ability, fosters students' practical skills and promotes their integrative skills of applying knowledge.     

从“验证模式”到“辩证模式”的转变——进一步增强高校本科生实验创新能力

为了进一步培养高校本科生实验创新能力,实验教学课程按部就班的"验证模式"亟待转变。如何改进和发展本科生实验课程教学模式已成为高校教师实验教学模式探索的一个重要方向。改变实验条件,辩证看待实验问题,更有利于学生观察、了解实验的本质和核心。这种兼看则明的"辨证模式"是一个很好的发展方向。我们将该种模式应用到硫酸亚铁铵的制备及其铁(Ⅲ)的限量分析实验中。通过控制合成条件可观察到三种不同颜色、光泽度、尺寸的晶体,这些实验结果的差异反过来激发了学生的兴趣和对实验条件与结果的深入讨论。实验课堂效果评价表明:这种教学模式有利于促进学生进行自主探究性学习,培养其辩证性的实验思维,进而增强学生的实践创新能力,提高学生的综合素质。同时,这种模式也可以适当地扩展到其他实验教学实践中。     

活性红2的微波辅助芬顿脱色处理 ——一个开放综合实验的设计

设计了一个开放综合实验.实验利用微波辅助芬顿对染料活性红2进行降解脱色处理,并对降解前后的紫外光谱、红外光谱、化学需氧量进行测定.实验涉及仪器分析、染料化学、环境工程等领域的知识与操作,有助于中、高年级学生对所学知识的融会贯通,从而提升学生的创新意识和能力.     

Cyanobiphenyl-Mesogened Liquid Crystalline Polymer Bonded on Silica as the Stationary Phase with Shape and Polarity Recognition for LC

Cyanobiphenyl-mesogened liquid crystalline polymer is bonded on silica by surface-initiated atom transfer radical polymerization and is used as the stationary phase for liquid chromatography. Various instrumental analyses such as elemental analysis, X-ray photoelectron spectroscopy and differential scanning calorimetry were used for its characterization. The stationary phase exhibits multiple characteristics of low hydrophobicity, low hydrophobic selectivity, polarity recognition and shape selectivity in the separation of polyaromatic hydrocarbons and polar neural aromatic compounds. Temperature and mobile phase composition were confirmed to have effects on the chromatographic behavior. Isomers of polyaromatic hydrocarbons and carotenes are well separated on the stationary phase.     

Considerations of speed and efficiency in capillary gas chromatography

The analysis time for a given resolution is a complex function of stationary phase selectivity, column radius, and thickness of the stationary phase film. Variation of these parameters has a large effect not only on analysis time, but also on the column inlet pressure and other instrumental requirements. The minimum amount that can be reliably detected as well as the maximum sample capacity of a column are strongly related to the selected column dimensions.     

Silica modified with a thiourea derivative as a new stationary phase for hydrophilic interaction liquid chromatography

Nowadays there are limited types of commercially available stationary phases for hydrophilic interaction liquid chromatography and therefore new ones with unique selectivity are urgently in demand to meet the need of separations of various polar and hydrophilic analytes. The present study describes the preparation and evaluation of a new stationary phase based on thiourea derivative modified silica for hydrophilic interaction liquid chromatography. Thiourea derivative was bonded onto the surface of silica particles via a mild addition reaction between –NH₂ and –SCN, and the result of elemental analysis together with infrared analysis and solid‐state NMR spectroscopy proved that the synthesis method was feasible. The new stationary phase succeeded in fast separations of a wide range of polar and hydrophilic analytes and exhibited excellent separation performance, especially unique selectivity. Furthermore, the effects of water content, buffer pH, and salt concentration on retention indicated that a complicated separation mechanism rather than partitioning was involved in the stationary phase and hydrogen bonding interaction between analytes and thiourea functional group could play a very important role in its selectivity. For sure, the new stationary phase is of a great potential as a new type of hydrophilic interaction liquid chromatographic stationary phase.     

翻转课堂在仪器分析教学中的应用

针对当前仪器分析课程普遍存在理论知识抽象、枯燥、难以理解,学生学习难度较大、学习积极性不高的问题,提出将翻转课堂的教学模式应用于仪器分析教学中。该教学模式通过学生课前预习、课中完成知识吸收与内化、课后教师布置练习作业或者拓展性学习任务,线上与线下学生与教师交流互动的方式,提高了学生学习该课程的兴趣,培养了学生自主学习、独立思考及创新的能力。同时,该教学模式适用于多民族学生的共同学习。