第一章绪论(卫生化学2010.2新教材)-(1)...ppt

1、实验中心 20013-2014学年,卫生化学sanitary chemistry,张艳 公共卫生学院 预防医学实验中心,卫生化学 sanitary chemistry,主讲：杨叶梅、张艳 TelE-mail： QQ:594333517 主讲：朱凤鸣、张艳,预防医学,分析化学,仪器分析在预防医学中的应用,卫生化学,课程简介 卫生化学是预防医学的重要组成部分。 是以分析化学，特别是仪器分析的理论和技术为手段，研究预防医学领域中与健康相关化学物质的质、量及其变化规律的学科。 卫生化学主要内容：学习各种现代光谱分析法、电化学分析法、色谱法、各种分离方法的理论和技术。,卫生化学

2、课的几点要求,课堂纪律(迟到、讲话、睡觉、早退应杜绝) 学习委员即时搜集大家的意见和建议 希望大家能在课前进行预习,学习目的,掌握常用仪器分析方法的原理、实验技术和仪器的简单结构； 培养严密的思维方法和严谨的科学作风； 提高分析问题和解决问题的能力； 由“学会”过渡到“会学”和“会用”。,卫生化学理论课时安排,光学分析法,电化学分析法,色谱分析法,考试（成绩）,平时成绩 30% 1.实验课成绩（实验报告、动手能力及回答问题情况） 2.检查上课、复习及出勤情况 3.作业 考试成绩 70%,参考书,现代卫生化学 许春向等（人卫出版社） 卫生化学 （学习指导与习题集） 毋福海主编 人 民卫生出版社

3、分析化学 李发美 人民卫生出版社 分析化学（仪器分析部分） 曾泳淮等 高等教育出版社,怎样学好卫生化学,1. 调整学习心态，学会听课，认真做笔记。 2. 会看书、学会自学，克服依赖心理。至少读一本参考书，与书中疑点相互印证。 3.涉及多种的仪器分析方法，在对比中加强记忆 4.课程着重于方法原理的介绍及定量方法，数学推导及运算相对较少，学习中注意侧重点 5.注意与自身专业内容相结合，加深理解 6. 发挥实验在学习中的作用,第一章 绪 论,第一节 卫生化学的性质、作用和任务 一、卫生化学性质 卫生化学（sanitary chemistry）是预防医学专业必修的一门专业基础课。是预防医学的重要组成部

4、分。 开设本课程的目的：讲授专业课和生产实习所必需的分析科学基本概念、基本理论和基本操作技能。为今后学习专业课和从事预防医学工作打基础。,定义：卫生化学是分析化学和预防医学之间的交叉学科。它是运用分析化学特别是仪器分析的基本理论和实验技术，研究预防医学领域中与健康有关的化学物质的质、量及其变化的一门课程。,早期的研究内容主要是研究传染病病原体、传播途径和预防措施。然而，自二十世纪四十年代以来，由于科学技术和工农业生产的高速发展，预防医学面临一系列新的挑战。,二、作用,探讨内外环境对人体健康的影响已成为预防医学的主要研究方向之一。 环境污染日益严重，人类赖以生存的环境受到严重威胁。环境致病已成为

5、不争的事实，环境污染已成为各种恶性肿瘤、心脑血管疾病等的主要病因。,2. 科学技术的日益高速发展，新的有毒有害物质的产生非常迅速。 3. 由于不良的管理及某些不法商人道德沦丧所造成的各种人为急、慢性中毒事件屡屡发生。甚至过去认为一些无毒的物质，都引起了举世瞩目的毒性事件。,不法污染排放,室内装修污染，SO2.。,杭州雾霾,双酚A,聚乙烯,海洋污染与赤潮,苏丹红I（Sudan I）的化学名称为1-苯基偶氮-2-萘酚(1- phenylazo-2- naphthalenol)，分子结构式为C6H5=NC10H6OH，分子量248.28； 苏丹红II（Sudan II）化学名称为1-(2,4-二甲基

6、苯)偶氮-2-萘酚(1-(2,4-dimethylphenyl)azo-2-naphthalenol)；苏丹红III（Sudan III）化学名称为1-4-(苯基偶氮)苯基 偶氮-2-萘酚(1-4-(phenylazo)phenylazo-2-naphthalenol)； 苏丹红IV（Sudan IV）化学名称1-2-甲基-4-(2-甲基苯)偶氮苯基偶氮-2-萘酚(1-2-methyl-4-(2-methylphenyl)azophenylazo-2-naphthalenol)。,研究简单、快速、灵敏的检测方法。 2. 制定有关检测方法的标准以及研究检测工作质量保证和质量控制的方法，准确测定试

7、样中待测物质的含量。 3. 评价环境污染及其对人体健康的危害。 4. 评价某些物质的存在或缺乏与疾病的关系。 5. 评价食品的营养价值。 6. 为各种卫生监督和卫生评价提供科学的、准确可靠的依据， 为各种卫生法规、卫生标准的制定提供科学依据。,鉴于此：,三、 卫生化学的任务,一些热点研究领域,1.环境中微量或痕量污染物的检测技术。 2. 环境中微量或痕量污染物的连续自动监测技术。 3. 反映环境中微量或痕量污染物接触水平的监测方法。 4. 食品营养成分，尤其是微量有效成分的测定。 5. 食品卫生质量以及化学性食物中毒的检测方法与技术。 6. 生产环境中有害物质在生物体内的吸收、转化、代谢的研究

8、。主要是检测生物材料中毒物及其代谢产物的含量，这将有助于职业中毒的预防和早期诊断。 7. 环境化学致病原因的研究。,预防医学领域所涉及的检测样品种类多（水、气、食品、生物材料）、测定组分杂（无机、有机、大分子、小分子）含量差别大（同一组分在不同样品中含量相差非常大、所需检测方法范围广。从经典化学分析方法到现代仪器分析方法，都非常重要。因此，,卫生化学在预防医学领域中起着必不可少的重要作用！,第二节 分析方法的分类,按研究对象分 按任务分 按测定原理分 按试样用量和操作规模分 例行分析和仲裁分析,按任务分 定性分析 定量分析 结构分析,：鉴定组成 ：测定含量 ：研究结构,按对象分 无机分析 有机

9、分析,：鉴定组成和测定含量 ：官能团的分析和结构鉴定,按测定原理分 化学分析 仪器分析,：滴定分析，重量分析 ：光学分析，电分析，色谱分析 MS，电子显微镜，x-射线分析,滴定分析法（titrimetric analysis）：,化学分析法常用于常量组分的测定，即待测组分的含量一般在1%以上。 是将已知浓度的标准溶液，滴加到待测物质溶液中，使两者定量完成反应，根据用去的标准溶液的准确体积和浓度即可计算出待测组分的含量。 滴定分析法按照所利用的化学反应类型不同，可分为下列四种 :,酸碱滴定法：是以酸碱反应为基础的 一种滴定分析法。 沉淀滴定法：是以沉淀反应为基础的一种 滴定分析法。 配位滴定法：

10、是以络合反应为基础的一种 滴定分析法。 氧化还原滴定法：是以氧化还原反应为基 础的一种滴定分析法,滴定分析法分类：,重量分析法(Gravimetry)：,是通过化学反应及一系列操作步骤将试样中的待测组分转化为另一种化学组成恒定的化合物，再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。,仪器分析法 instrumental analysis,依据物质的物理性质及物理化学性质建立起来的分析方法，通常使用特殊的仪器。 光学分析法 spectral analysis 电化学分析法 electro analysis 色谱分离分析法 chromatography 等等,如：,光学分析：,是根据物质对特定波

11、长的辐射能的吸收或发射建立起来的分析方法，如紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、发射光谱法、原子吸收光谱法、荧光光谱法等。 电化学分析 是以物质的电学和电化学性质建立起来的分析方法。如电位法、电导分析法等,色谱分析： 是以物质的吸附或溶解等性能不同而建立起来的分离、分析方法。 主要有气相色谱分析法和高效液相色谱分析法。,化学分析与仪器分析方法比较,按试样用量和操作规模分 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析,S 0.1g , V 10mL S 0.010.1g , V 110L S 0.110mg , V 0.011mL S 0.1mg , V 0.01mL,试样含量 x 1% 0.0

12、11% 0.01% 例行分析和仲裁分析 例行分析：指一般化验室日常生产中的分析 仲裁分析：指不同单位对分析结果有争议时 请权威单位进行裁判的分析,第三节 法定计量单位及分析结果的表示,（一）、卫生化学中法定计量单位及常用的物理量 计量：是实现单位统一，量值准确可靠的测量。它涉及整个测量领域，对整个测量领域起指导、监督、保证和仲裁的作用。 计量单位：用来度量同类大小的一个标准量。如米是度量长度、宽度、高度、厚度、波长等大小的标准量，“米”就是这些量的计量单位。 法定计量单位：是由国家以法令形式规定，强制使用或允许使用的计量单位。我国的法定计量单位是以国际单位制为基础。,我国的法定计量单位 它是以

13、SI为基础，结合我国国情，加选一些非国际单位制构成，具体包括以下6个部分,SI基本单位7个 SI单位 SI辅助单位2个 SI具有专门名称导出单位19个 国家选定的非国际单位制单位15个 由以上单位构成的组合单位 由词头和以上单位构成的倍数、分数单位,卫生化学中常用的物理量及法定计量单位 长度（l） ：m、cm、mm、m、nm。 体积（V）： m3、L、mL 、L、nL 。 3. 质量（m）：kg、g、mg、g、ng。 4. 物质的量（n）：mol、mmol、mol、nmol。 5. 摩尔质量（M）：g/mol。 6. 物质的量浓度（c）：mol/L、mmol/L。 7. 质量浓度（）： g/L

14、 、mg/L、g/L、ng/L,（二）、分析结果的表示方法,随样品状态不同而异,1. 固体样品 某组分的相对含量用该组分的质量分数wi表示，即,待测组分的质量,样品的质量,2. 液体样品 物质的量浓度表示：单位为mol/L、mmol/L或mol/L。 质量浓度表示：单位为g/L、mg/L、 g/L。 3. 气体样品 质量体积浓度：用每立方米气体中被测物质的质量表示 单位为mg/m3 ； 体积分数： 每立方米气体中所含被测物质的体积， 单位为ml/ m3。,随着生命科学、环境科学和材料科学的迅猛发展以及各种学科的相互渗透，促进了卫生化学的发展，同时也促进了预防医学的发展。反过来，预防医学的发展又

15、对卫生化学提出更高的要求，主要体现在：,第四节 卫生化学的发展趋势,一、过去只作组分分析，现在在某些方面要作价态、形态、状态、结构，甚至能态的分析测定。 如六价铬对人体是剧毒的；甲基汞的毒性比金属汞和无机盐中的汞大得多；一些深海鱼体内的砷含量高达2000 g/g，而这些鱼无任何中毒症状。所以，在这些测定中，仅仅了解总含量是不够的，还要了解其价态和化学形态。 二、过去只作微量分析，现在越来越多地要求作痕量、超痕量分析，要求作微量样品的剖析，甚至单个原子、分子的检测也提到了日程上。,三、扩展时空多维信息 扩展到与时间、温度、空间结构和性能、生物活性等多维标度。 四、动态分析、快速连续测定、瞬态分析

16、，甚至对寿命短至微微秒的组分进行分析。 如现代化学动力学的研究，往往要求测定活性很高，存在时间极短，浓度很低的中间产物，以便对反应本质更深入地了解,五、现场实时分析、在线分析和遥测。 如环境科学，时常要求对所研究的物质进行跟踪遥测，这些是实验室分析所不能完成的。 六、无损分析、活体分析。 如，对稀少、珍贵样品、文物、案件证物的分析，则要求既能达到分析鉴定的目的，而又要保全原物不受任何损坏。为了得知生命活动的机理，则要求：在生物体保持正常生命活动状态下，测量某些物质的量的变化。,第五节 分析过程的一般步骤与分析结果的表示,（一）、采样 要使样品具有代表性、均匀性、适时性 要注意： 1.避免损失

17、2.避免不均匀； 3.保存完好； 4.足够的量以保证分析的进行。,一、分析过程一般步骤,（二）样品预处理 目的：利用有效的手段将样品处理成便于分析的待测样品； 与待测样品有关的因素： 分析方法（常量、微量）； 物态（固态、液态、气态）； 待测成分在样品中的含量（针对不同的分析方法）。 试样处理方法的原则： 利用样品化学、物理性质的不同； 适应测定方法和要求的不同。 *必要时要进行样品的分离与富集。,（三）分析方法的选择和样品测定 分析方法的选择 要满足对被测组分的性质、含量、结果的准确度的要求。 确定保证分析结果准确的措施（方案、方式、条件）： 需要利用各种物理与化学性质。 样品测定 实验数据

18、的正确、有效记录 与所选定的方法和使用的仪器有关。,（四）、分析结果计算及评价 了解针对于分析方法的正确的计量关系； 结果的正确计算： 1.有效数字的读取； 2.数据的正确取舍； 3.正确的数据处理； 合理的结果分析（误差的来源及方法的可行性分析）：系统误差、方法误差、偶然误差、操作误差,生产和科学技术的飞速发展，不断对卫生化学提出更多的要求，同时也给卫生化学提供了许多新理论、新技术、新方法和新仪器，使分卫生化学进行更为深刻的变革。当前，近代物理学、数学、电子学以及激光技术、等离子体技术、微波技术、生物技术、分子束、光导纤维和电子计算机等的迅速发展，出现了一批新的仪器分析方法，如激光技术用于光谱分析等，可用于快速、瞬态分析之用。 激光共振电离光谱可以检测到一个原子，电感耦合等离子体源发射光谱法，使光谱检测下限延伸了几个数量级，与微机联用可进行多种元素的同时测定。分子束技术、离子探针、电子探针等，用作微区、薄层、状态等分析方法的研究。,此外，利用计算机进行实验室管理、数据处理、实验设计、实验条件最优化选择，分析的速度、准确度将大大提高，各种仪器的联用技术，对卫生化学发展也具有重大的促进作用。 现在，卫生化学在向着仪器化、自动化及各种仪器联用的方向发展，尤其