现代质谱原理与相关技术-教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《现代质谱技术原理与相关技术》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号12DFC09001开课单位国家蛋白质科学中心·北京课程名称现代质谱技术原理与相关技术PrinciplesandRelatedTechnologiesofModernMassSpectrometry课程性质选修考核类型考查课程学分2课程学时34课程类别学科拓展课先修课程结构生物学适用专业生物信息学二、课程描述及目标（一）课程简介《现代质谱技术原理与相关技术》课程是本专业（类）的一门关于现代质谱发展和相关技术介绍的课程，旨在通过理论教学与实践操作训练，使学生掌握现代质谱发展史及原理的基础知识、系统了解现代质谱的相关技术及在各方面领域的应用，具备区分和认识不同色谱技术及相关仪器设备的基本能力，了解色谱-质谱等先进技术的原理，为学生日后从事质谱和相关科研探究奠定必要的理论基础。质谱是一种高灵敏度、高分辨率、高准确度的分析技术，广泛应用于化学、生物、医学、环境等领域，在科学研究中扮演着重要的角色。作为现今在生物研究中的普遍运用的技术，借助快速高效测定复杂生物大分子和小分子的优势，在生物研究中的重要性越来越凸显。为了学生在以后的科研中可以跟快的掌握质谱这项技术，本课程介绍了相关的基础与原理应用，有益于丰富学生科研实验的理论知识和对高新技术的涉猎。（二）教学目标通过本课程，学生将全面学习现代质谱技术的基础理论，掌握基本的识谱和解普技能；系统了解质谱及串联质谱仪器的基本构造和研究方法；学会现代质谱技术的历史发展以及科技前沿，并且掌握主要的技术的原理以及相关介绍，包括相关仪器的使用，应用领域与优缺点。在学习理论知识的同时培养学生对生物技术的实验兴趣和分析解决问题的能力，了解到基本的实验操作，为以后的科研打下理论基础。课程目标1：了解质谱的发展史以及发展前沿课程目标2：掌握现代质谱的相关技术和原理课程目标3：培养学生分析能力和解决问题的能力，提高对实验技术的兴趣课程目标4：培养学生自主探究和分析结构的能力三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-1：****课程目标12-3：****课程目标23-1：****课程目标33-4：****课程目标4四、教学方式与方法课程采用课堂讲授、课上讨论、作业、总结等方式进行授课，以课堂讲授为主，在讲到重要或难点知识点如不同技术的工作原理和工作过程时，可引导学生进行思考或课下完成总结等作业，巩固提高。课上通过多种教学用具辅助提高学生学习兴趣如：模型展示、视频播放、实验演示等，课下完成相应的作业。上课要突出重难点，多听取学生反馈及时做出调整。五、教学重点与难点（一）教学重点1.理解现代质谱不同技术的原理：主要介绍气相色谱-质谱联用技术、液相色谱-质谱联用技术、电感耦合等离子体质谱联用技术四种技术的工作原理，理解其具体应用。2.代表性仪器及使用：对于主要的四种技术掌握其代表性仪器的具体使用和原理。3.不同技术的优缺点及适用对象：通过总结主要的质谱技术使学生清晰其使用区别，优缺点及应用对象等（二）教学难点1.区分不同技术的应用原理：每种技术间具有相似性，学生应做到自主总结和掌握其原理上的相同与不同之处。2.设备的使用及相关介绍知识：每种技术的工作过程都很复杂，掌握每种技术的代表仪器名称包括其零件名称，叙述出其大概的工作过程需要一定的要求和能力。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1质谱概述简单介绍质谱，介绍质谱仪器的仪器结构、工作原理、性能指标以及仪器工作的离子类型及主要裂解方式，介绍质谱的解析与相关实验操作与谱库检索。掌握关于质谱的一些基本知识，并可以应用所学知识进行质谱解析和简单实验操作。4讲授课程目标1课程目标22气相色谱-质谱联用技术介绍GC-MS及其特点和主要技术关键，介绍其仪器结构，包括真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统，讲解其工作原理，包括接口类型、衍生化技术，介绍其实验技术，包括实验步骤、样品预处理、GC-MS的定性与定量方法、GC-MS联用质谱谱库和检索、实验注意事项。掌握关于气相色谱-质谱联用技术的一些基本知识，如特点和主要技术关键，了解GC-MS的仪器结构，掌握GC-MS技术的工作原理，了解实验技术的有关内容并可以应用于实验操作。5讲授课程目标2课程目标33液相色谱-质谱联用技术介绍LC-MS及其分类、UPLC的优点，简单介绍仪器结构，讲解其工作原理，包括LC单元部分、MS单元部分、连接技术，讲解电喷雾电离接口与大气压化学电离接口的结构与原理，介绍其实验技术，包括样品预处理、样品导入方式、分析条件的选择和优化、实验步骤。掌握关于液相色谱-质谱联用技术的一些基本知识，了解LC-MS的仪器结构，掌握LC-MS技术的工作原理，了解实验技术的有关内容并可以应用于实验操作。5讲授课程目标2课程目标34电感耦合等离子体质谱联用技术介绍ICP-MS的起源与发展和ICP-MS分析中常用的基本概念，讲解其仪器结构及工作原理，包括离子源、真空系统、接口、离子镜、质量分析器、检测器，讲解ICP-MS的干扰及其消除方法，包括高分辨ICP-MS、冷等离子体技术、屏蔽矩技术、干扰方程校正技术、碰撞/反应池技术，介绍其实验技术，包括实验准备、仪器操作、实验步骤。掌握关于电感耦合等离子体质谱联用技术的一些基本知识与常用的一些基本概念，了解ICP-MS的仪器结构，掌握ICP-MS技术和仪器的工作原理，理解ICP-MS的干扰及其消除方法，了解实验技术的有关内容并可以应用于实验操作。5讲授课程目标2课程目标35其他联用技术介绍串联质谱，包括空间串联质谱和时间串联质谱，介绍三级四极杆液相色谱-质谱-质谱、液相色谱-离子阱质谱联用技术、液相色谱-飞行时间质谱联用技术、毛细管电泳-质谱联用技术，简单介绍MDGC/GC-MS多维气相色谱-质谱联用技术、GPC-GC-MS凝胶色谱在线样品前处理与GC-MS联用技术。了解串联质谱、三级四极杆液相色谱-质谱-质谱、液相色谱-离子阱质谱联用技术、液相色谱-飞行时间质谱联用技术、毛细管电泳-质谱联用技术，并理解每个技术的工作原理5讲授课程目标2课程目标3课程目标46质谱技术在环境科学领域的应用通过分别讲解几个典型案例介绍质谱技术在土壤测定、大气测定、水体测定和其他环境相关领域中的应用。理解质谱技术在环境科学各领域的实际应用案例，了解质谱技术在土壤测定、大气测定、水体测定和其他环境相关领域中的应用。2讲授课程目标3课程目标47质谱技术在食品检测领域的应用通过分别讲解几个典型案例介绍质谱技术在食品中营养成分检测、食品安全检测、食品品质检测和其他食品相关检测中的应用。理解质谱技术在食品检测各领域的实际应用案例，了解质谱技术在食品中营养成分检测、食品安全检测、食品品质检测和其他食品相关检测中的应用。2讲授课程目标3课程目标48质谱技术在化工及材料领域的应用通过分别讲解几个典型案例介绍质谱技术在香精香料、包装材料、化妆品、玩具和其他新型材料中的应用。理解质谱技术在化工及材料各领域的实际应用案例，了解质谱技术在香精香料、包装材料、化妆品、玩具和其他新型材料中的应用。2讲授课程目标3课程目标49质谱技术在其他领域中的应用通过分别讲解几个典型案例简单介绍质谱技术在临床诊断、法庭科学领域、天然材料鉴别中的应用。理解质谱技术在其他领域的实际应用案例，了解质谱技术在临床诊断、法庭科学领域、天然材料鉴别中的应用。2讲授课程目标3课程目标410回顾总结与应用总结学过的知识，回顾仪器操作与实验操作的过程，简单进行实践。可以综合所学习的内容和知识，掌握学习过的质谱技术的工作原理与实验技术并能进行简单基本的实验操作。2实训课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4合计34七、实验内容、基本要求与学时分配八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试þ考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试þ课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核30%出勤表现70考勤情况，课堂表现、学习态度等课程目标1作业110学习小组考核课程目标2作业210学习小组考核课程目标3作业310学习小组考核课程目标4期末考核70%课程论文课程目标1-4九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度十