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出版者:Springer Verlag

作者:Hadjicostas, Evsovios

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:

价格:$ 123.17

装帧:HRD

isbn号码:9783540405788

丛书系列:

图书标签:

• 分析化学
• 质量保证
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• 分析方法
• 实验室质量管理
• 化学分析
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仪器分析原理与技术：从基础到前沿应用 本书旨在为分析化学领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面、深入且紧跟时代步伐的仪器分析原理与技术参考手册。 我们将彻底剥离传统分析化学中对湿法化学的过度依赖，聚焦于现代分析科学的核心——高性能分析仪器的工作机制、优化策略以及在复杂体系中的实际应用。 第一部分：分析仪器基础与信号采集 本书开篇将构建坚实的理论基础，深入探讨分析仪器中信号产生、传输与检测的通用原理。 第1章 仪器分析概述与系统构成： 明确现代仪器分析的定义、优势与局限性。我们将详细剖析一个完整的分析系统（从样品引入到数据处理）的各个关键模块，包括试剂处理单元、分离系统、检测器、信号放大与数字化过程。重点分析不同组件间的接口和兼容性问题。 第2章 物理化学基础在仪器分析中的应用： 回顾与仪器分析强相关的物理化学定律，如拉乌尔定律、亨利定律、牛顿冷却定律在色谱柱温控中的应用，以及基于热力学和动力学的电化学反应机理。本章将强调理解这些基础如何指导仪器方法的建立与故障排除。 第3章 信号采集、噪声抑制与数据预处理： 深入探讨信号的本质，包括模拟信号与数字信号的转换（ADC/DAC）。详细分析随机噪声（热噪声、散粒噪声、1/f噪声）的来源和统计特性，并介绍先进的降噪技术，如数字滤波（Savitzky-Golay、卡尔曼滤波）和时间平均技术。讨论如何通过优化采样率和位深来最大化信噪比（SNR）。 第二部分：分离科学的深度探索 本部分聚焦于现代分离技术，涵盖了从经典色谱到新兴二维分离技术的复杂机理与工程实践。 第4章 色谱分离理论的深化： 不仅仅复述塔板理论，而是深入探讨了范德姆特方程的现代修正形式，重点分析了“深度”因素（如孔隙效应、传质阻抗）对超高效液相色谱（UHPLC）性能的制约。讨论了固定相粒径、孔径分布对分离效率和反压的影响。 第5章 高效液相色谱（HPLC/UHPLC）的工程优化： 详细解析泵送系统（如四元梯度系统）的死体积控制、进样器（如时间和体积聚焦技术）的精确性。针对反相、正相及离子交换色谱，分析了流动相的pH、离子强度、有机修饰剂对保留因子和选择性的精确调控。 第6章 气相色谱（GC）的进样与检测： 侧重于高难度的进样技术，如冷聚焦、程序升温控制（PTV）以及在痕量分析中如何减少活性化合物在进样口和色谱柱上的吸附。详尽比较了FID、ECD、NCD等通用检测器的响应机制和适用性。 第7章 新兴分离技术：二维色谱与模拟移动床： 重点介绍二维液相色谱（2D-LC）中不同维度选择性的耦合策略（如亲水作用色谱与反相色谱的组合）。对连续分离技术——模拟移动床（SMB）的动态模型、切换阀技术以及在手性药物分离中的工业应用进行详细论述。 第三部分：先进光谱与质谱技术 本部分构成了现代分析仪器的核心，详细阐述了高分辨率、高灵敏度检测器的原理与数据解析方法。 第8章 原子光谱技术的前沿进展： 深入探讨电感耦合等离子体（ICP）的高级应用，包括ICP-OES的多通道采集技术、背景校正算法的复杂性。在原子吸收光谱（AAS）部分，重点分析了背景校正方法的局限性以及火焰与石墨炉原子化的动力学过程。 第9章 分子光谱的高级应用： 详细解析傅里叶变换红外光谱（FTIR）中干涉仪的设计与光程校正，以及拉曼光谱中SERS（表面增强拉曼散射）的增强机制。在紫外-可见光（UV-Vis）领域，重点分析了二极管阵列检测器（DAD）的多维数据采集与光谱的纯度分析。 第10章 质谱分析的核心理论与工程实现： 质谱部分是本书的重点。我们将区分软电离（如ESI, MALDI）和硬电离（如EI）的分子碎裂规律。对主流的质量分析器——飞行时间（TOF）、线性离子阱（LIT）、四极杆阵列（QQQ）和轨道阱（Orbitrap）的工作原理、质量分辨率和质量精度的工程极限进行对比分析。 第11章 耦合技术：LC-MS/MS 与 GC-MS 结构解析： 阐述色谱与质谱联用中的接口技术，如电喷雾离子源（ESI）的雾化效率优化。重点讲解串联质谱（MS/MS）在选择反应监测（SRM）和母离子扫描（Precursor Ion Scan）中的应用，以及如何利用高分辨质谱（HRMS）进行化合物的精确质量数推算与结构解析。 第四部分：电化学与热分析仪器 本部分关注对物质的电化学性质和热力学行为进行精确测量的仪器系统。 第12章 现代电化学分析仪器： 聚焦于电化学工作站的控制精度，详细解析循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）的信号采集特性。讨论扫描电镜（SECM）作为微区分析工具的工作模式，以及阻抗谱（EIS）在电池和电化学传感器界面研究中的应用。 第13章 热分析技术：DSC、TGA与DMA： 深入分析差示扫描量热法（DSC）中热流校准和时间-温度程序的精确控制。在热重分析（TGA）中，重点探讨不同气氛（惰性、氧化、反应性）对样品分解动力学的影响。粘弹性分析（DMA）则侧重于聚合物材料的交联度和玻璃化转变的精确测量。 第五部分：仪器控制、自动化与数据质量保证 本书的最后部分关注仪器操作的可靠性、自动化水平和数据合规性。 第14章 仪器自动化与高通量筛选（HTS）： 介绍机器人技术在样品前处理、进样、以及微孔板液体处理中的应用。讨论自动化系统中的集成软件平台，以及如何实现复杂的在线样品衍生化流程。 第15章 方法验证、性能指标与质量控制（QC）： 依据国际标准（如ISO/IEC 17025），系统阐述线性范围、检出限（LOD）、定量限（LOQ）、准确度、精密度和鲁棒性的实验确定方法。详细介绍系统适用性测试（System Suitability Tests, SST）的设计原则，以及如何使用控制图进行长期方法监控。 第16章 仪器数据管理与合规性： 探讨电子记录与电子签名（21 CFR Part 11）的要求，确保数据的完整性、保真度和可追溯性。分析数据处理软件中的校准模型选择、基线校正、峰积分算法的内在偏差，并强调谱库匹配的统计学意义。 本书内容结构严谨，理论深度足够支撑研究生阶段的学习与科研需求，同时对工程细节的关注，也使其成为工业分析实验室和质量控制部门极具价值的实用参考工具。本书不涉及特定仪器厂商的广告或专利信息，专注于普适性的科学原理和工程实践。

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