2025年大学《化学测量学与技术》专业题库- 化学测量学在生物医学研究中的应用

2025年大学《化学测量学与技术》专业题库——化学测量学在生物医学研究中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.在利用紫外-可见分光光度法测定血清中的某金属离子时，若采用化学沉淀法进行样品前处理，此方法主要利用了该离子的（）。A.沉淀平衡原理B.氧化还原原理C.溶度积原理D.配位平衡原理2.电化学传感器在生物医学领域的应用广泛，其核心优势之一是（）。A.可测定的物质种类极其有限B.通常需要复杂的样品前处理C.灵敏度高，响应速度快，可实现实时监测D.仪器成本通常非常低廉3.高效液相色谱（HPLC）用于分离和测定生物样品中的小分子化合物时，常采用的反相固定相是（）。A.氧化铝柱B.硅胶柱C.十八烷基硅烷键合硅胶柱D.聚酰胺柱4.对于生物样品（如血液）中某药物浓度的测定，建立分析方法时，必须严格评估的指标不包括（）。A.线性范围B.检出限C.比色深度D.准确度和精密度5.在酶联免疫吸附实验（ELISA）中，用于检测结合在固相载体上的抗原或抗体是否存在的信号分子是（）。A.抗体B.抗原C.酶标记的二抗或辣根过氧化物酶（HRP）D.固相载体6.质谱（MS）技术在生物医学样品分析中的主要优势在于（）。A.可直接测定所有生物大分子B.分辨率极高，可进行同位素分离C.可提供分子量、结构信息及分子碎片信息D.操作简单，无需复杂的样品前处理7.下列哪项技术通常不适用于直接测定活体细胞内的离子浓度？（）A.电化学传感器B.光学传感器C.核磁共振（NMR）波谱法D.X射线荧光（XRF）分析8.在进行生物样品分析时，样品稳定性是关键问题。为了提高某些生物标志物（如某些酶活性）的样品稳定性，常采取的措施是（）。A.立即冷冻样品B.加入化学稳定剂或抑制剂C.使用有机溶剂提取D.延长样品保存时间9.电极电位的变化与溶液中特定离子活度的对数成正比的关系，该关系由谁提出？（）A.朗缪尔B.摩尔C.能斯特D.亨利10.下列哪项不属于生物传感器的基本组成部分？（）A.检测元件（敏感膜或分子识别元件）B.信号转换器C.数据处理单元D.生物样品的自动进样系统二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.化学测量技术在疾病诊断中可用于检测______、______和基因突变等生物标志物。2.原子吸收光谱法（AAS）主要基于气态原子对特定波长辐射的______来测定样品中金属元素含量。3.在生物样品分析中，为了消除内源性干扰，常采用的样品前处理技术包括______和______。4.电化学分析方法中，利用电极电位的变化来测定物质含量的方法称为______分析。5.色谱法在代谢组学研究中，通过分析生物样品提取物中化合物的______和______，可以揭示代谢网络的改变。6.生物传感器通常由______和______两部分组成。7.测量生物样品时，为了确保结果的可靠性，必须对分析方法进行______、______和______等方面的评价。8.流动注射分析（FIA）技术以其______、______和______等优点，在生物医学快速检测中具有应用潜力。9.利用化学发光免疫分析法（CLIA）检测生物标志物时，常用的发光底物包括______和______。10.质谱与色谱联用技术（如LC-MS、GC-MS）在生物医学样品分析中，可以实现复杂混合物中目标化合物的______和______。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述酶联免疫吸附测定（ELISA）的基本原理及其在医学诊断中的主要应用。2.与传统的化学分析方法相比，电化学测量技术在应用于生物样品分析时具有哪些独特优势？3.简述在生物医学研究中，建立一种新的化学测量方法用于检测生物标志物时，需要进行的主要步骤和方法学验证的关键指标。四、论述题（每题10分，共20分）1.论述化学测量技术在药物代谢动力学研究中扮演的重要角色，并举例说明如何利用不同的化学测量方法来研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。2.结合具体实例，论述化学测量学如何推动生物医学领域的发展，例如在疾病早期诊断、新型治疗药物研发或个性化医疗等方面。五、计算题（每题10分，共20分）1.某分析方法的标准曲线方程为Y=0.015X+0.008，其中Y为吸光度，X为样品浓度（μg/mL）。已知某未知样品的吸光度为1.285，计算该样品中待测物质的浓度，并报告结果（要求注明单位，有效数字正确）。同时，若该方法的线性范围为0-10μg/mL，请判断此未知样品的测定是否在线性范围内？2.某电化学传感器用于测定血液中的葡萄糖浓度，其响应信号（电流）与葡萄糖浓度在0-5mmol/L范围内呈线性关系。当血液样品测定得到电流信号为8.0μA时，对应的葡萄糖浓度为4.5mmol/L。现有一份未知血液样品，测定得到电流信号为12.0μA，请计算该未知样品的葡萄糖浓度。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.C5.C6.C7.D8.A9.C10.D二、填空题1.蛋白质、抗体2.吸收3.提取、净化4.电位5.保留时间、峰面积（或峰高）6.检测元件、信号转换器7.精密度、准确度、线性范围8.操作简便、分析速度快、成本低9.辣根过氧化物酶（HRP）发光系统、碱性磷酸酶（AP）发光系统10.定量、定性三、简答题1.原理：利用抗原抗体特异性结合反应，将待测抗原或抗体固相化，再用酶标记的抗体或抗原与待测物结合，加入酶底物后，产生发光或显色信号，通过测定信号强度来定量待测物。应用：主要用于传染病快速诊断（如乙肝、艾滋病）、肿瘤标志物检测、激素水平测定等。2.优势：灵敏度高、响应速度快、选择性好（可结合修饰电极）、仪器相对简单便携、易于与微流控技术结合实现自动化分析等。3.步骤：样品采集与保存、样品前处理、选择合适的测量方法和仪器、建立标准曲线、方法学验证（线性范围、检出限、准确度、精密度、选择性、稳定性等）、分析生物样品并计算结果。验证关键指标：线性范围（决定测量浓度区间）、检出限（决定方法灵敏度）、准确度（测定值与真实值接近程度）、精密度（重复测定结果的分散程度）、选择性（抗干扰能力）。四、论述题1.作用：化学测量技术为实现药物代谢动力学（PK）研究提供了定量分析的核心手段。PK研究需要精确测定药物在体内的浓度随时间的变化，以评估药物的吸收速度、分布容积、消除速率等关键参数。举例：利用高效液相色谱-紫外检测法（HPLC-UV）或液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）测定血浆或尿液中的药物原形及其代谢产物浓度随时间的变化，绘制药时曲线；利用酶联免疫吸附测定（ELISA）或放射性同位素稀释法测定药物在特定组织（如肝脏、肾脏）中的浓度；利用电化学传感器进行实时在线监测等。这些方法共同构成了药物PK研究的定量基础，为优化给药方案、预测药物疗效和安全性提供重要依据。2.推动：化学测量学通过提供灵敏、准确、快速、高通量的分析方法，极大地推动了生物医学领域的发展。举例：疾病早期诊断：如利用免疫层析法快速检测尿液中肿瘤标志物（如PSA）、利用基因芯片或DNA测序技术检测早期癌症相关基因突变、利用高灵敏度光谱或电化学传感器进行早期感染诊断等。新型药物研发：如利用高通量筛选技术（HTS）结合化学测量方法发现新型药物靶点和候选药物、利用LC-MS/MS或GC-MS进行药物代谢研究和药物相互作用分析、利用生物传感器监测药物与靶点的相互作用等。个性化医疗：如利用化学测量技术（如基因检测、蛋白质组学分析、代谢组学分析）评估个体对药物的反应差异（药效学和药代动力学），指导医生为患者量身定制最佳治疗方案。五、计算题1.计算：Y=0.015X+0.0081.285=0.015X+0.0081.285-0.008=0.015X1.277=0.015XX=1.277/0.015X=85.133...μg/mL四舍五入到小数点后两位，结果为85.13μg/mL。判断线性范围：线性范围为0-10μg/mL。计算得到的浓度85.13μg/mL超出了线性范围的上限10μg/mL。因此，此未知样品的测定不在线性范围内，结果无效或需要采用其他方法校正。2.计算：设葡萄糖浓度为Xmmol/L，信号为YμA。已知：当X=4.5mmol/L时，Y=8.0μA。当Y=12.0μA时，求X。由于Y与X呈线性关系，设线性方程为Y=kX+b。代入已知点(4.5,8.0)：8.0=k*4.5+b由于在0-5mmol/L范围内呈线