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出版者:Wiley-VCH

作者:Stefan Berger

出品人:

页数:659

译者:

出版时间:2009-5-12

价格:USD 99.95

装帧:Paperback

isbn号码:9783527325160

丛书系列:

图书标签:

• 天然产物
• 光谱学
• 经典著作
• 分析化学
• 物理化学
• 分子光谱
• 原子光谱
• 光谱分析
• 仪器分析
• 化学分析
• 科学研究

现代分析化学导论：原理与应用 作者： 约翰·A·史密斯 博士，玛丽·B·琼斯 博士 出版社： 科学前沿出版社 出版年份： 2023年 --- 内容提要 《现代分析化学导论：原理与应用》旨在为化学、生物学、环境科学及工程学领域的本科生和研究生提供一个全面、深入且与时俱进的分析化学基础知识体系。本书超越了传统分析化学的范畴，重点关注当代实验室中实际应用的技术、方法论的优化以及数据处理的先进手段。全书结构严谨，逻辑清晰，通过大量真实的案例研究和最新的科研进展，帮助读者建立扎实的理论基础，并熟练掌握从样品采集到最终结果报告的完整分析流程。 本书共分为五个主要部分，涵盖了分析化学的基石、经典分离技术、现代光谱学、质谱技术以及电化学与自动化分析等关键领域。我们尤其强调了化学计量学（Chemometrics）在处理复杂数据矩阵中的重要性，并详细介绍了当前行业内对绿色化学分析（Green Analytical Chemistry）的倡导与实践。 --- 第一部分：分析化学的基础与方法论（Foundations and Methodology） 本部分奠定了读者理解后续复杂技术的理论基石。 第一章：分析化学的角色与发展趋势 本章首先界定了分析化学在现代科学中的核心地位，探讨了从定性到定量的演变历程。着重阐述了“最小化采样量”、“实时监测”以及“高通量筛选”等当前分析化学发展的核心驱动力。讨论了分析过程的完整性要求，包括误差分析、测量不确定度、质量保证（QA）与质量控制（QC）的体系构建。 第二章：样品采集、处理与基体效应 样品代表着真实世界，而其处理往往是导致系统误差的主要来源。本章细致讲解了针对固态、液态和气态样品的代表性采样技术，包括统计学抽样方法。随后深入探讨了样品预处理的必要性，如萃取（液-液、固相）、消解、浓缩等步骤。特别关注了“基体效应”（Matrix Effects）的原理及其在不同分析平台中（尤其是在质谱中）的缓解策略。 第三章：化学计量学导论（Introduction to Chemometrics） 数据是现代分析的血液。本章不再将化学计量学视为选修内容，而是作为核心技能进行介绍。讲解了基础的描述性统计、多元数据分析（如主成分分析 PCA）的应用，以及如何使用回归模型（如多元线性回归 PLS）从复杂谱图中提取准确浓度信息。本章配有大量的软件操作指导示例（使用R语言或Python库）。 --- 第二部分：经典分离技术与色谱法（Classical Separation Techniques and Chromatography） 本部分聚焦于如何高效地将复杂混合物拆分成可测量的组分。 第四章：液相分离基础与高效液相色谱（HPLC） 详细阐述了色谱分离的四大基本过程：分配、吸附、离子交换和分子排阻。重点剖析了高效液相色谱（HPLC）的理论基础，包括塔效、峰形理论和柯尔莫哥洛夫方程的应用。对反相、正相、离子交换和尺寸排阻色谱的适用性进行了对比分析。 第五章：现代高效液相色谱技术 深入讲解了UHPLC（超高效液相色谱）的硬件优势和操作原理，以及其在提高分辨率和速度上的突破。同时，详细介绍了各种检测器（如紫外-可见光二极管阵列检测器 DAD、荧光检测器）的选择和优化，以及在药物分析和环境监测中的实际应用案例。 第六章：气相色谱法（GC）与特殊分离 本章覆盖气相色谱法（GC）的原理，包括载气选择、进样技术（如顶空进样、吹扫捕集）和柱温编程。重点讨论了对热不稳定性或高沸点化合物的处理方法。此外，本章还涵盖了二维气相色谱（GC×GC）在复杂样品分离中的前沿应用。 --- 第三部分：先进光谱学原理与应用（Principles and Applications of Advanced Spectroscopy） 本部分详细阐述了物质与电磁辐射相互作用的基础，并侧重于高分辨率和高灵敏度的现代仪器。 第七章：紫外-可见分光光度法与荧光光谱 回顾了朗伯-比尔定律的局限性及其在溶液分析中的应用。重点深入探讨了荧光光谱的激发态动力学、量子产率，以及如何利用荧光偏振和时间分辨技术进行更深层次的分子结构研究。 第八章：原子光谱技术：火焰与等离子体 本章将原子吸收光谱（AAS）作为基础，随后重点转向电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）。详细解释了等离子体的产生机制、激发过程，以及如何通过背景校正和光谱干扰消除技术提高测量的准确性。 第九章：X射线与红外光谱 讲解了X射线衍射（XRD）在材料结构表征中的应用，以及X射线荧光光谱（XRF）在元素快速无损分析中的优势。在红外光谱部分，本书侧重于傅里叶变换红外光谱（FTIR）的原理，并详细介绍了衰减全反射（ATR-FTIR）技术在固体和半固体样品分析中的便利性。 --- 第四部分：质谱技术与联用分析（Mass Spectrometry and Hyphenated Techniques） 质谱作为现代分析的“黄金标准”之一，在本部分占据核心地位。 第十章：质谱基础：离子化与质量分析 详述了质谱仪的核心组成部分：离子源、质量分析器和检测器。重点比较了软电离技术（如ESI、APCI）和硬电离技术（如EI）的适用范围。深入解析了飞行时间（TOF）、四极杆（Quadrupole）和离子阱（Ion Trap）等主流质量分析器的分辨率、质量准确度和扫描速度。 第十一章：液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS） 本章是本书的技术高潮之一。详细介绍了串联质谱（MS/MS）的工作模式，包括多反应监测（MRM）和选择离子监测（SIM）。通过大量的生物分析（如代谢组学、蛋白质组学）和药物残留分析案例，展示了LC-MS/MS在痕量分析中的无与伦比的选择性和灵敏度。 第十二章：气相色谱-质谱联用（GC-MS） 聚焦于GC-MS在环境污染物（如持久性有机污染物 POPs）和法医毒物分析中的标准应用。讨论了电子轰击（EI）谱库匹配的原理与局限性，以及选择反应监测（SRM）在复杂基质中提高灵敏度的策略。 --- 第五部分：电化学分析与面向未来的技术（Electroanalytical Chemistry and Future Directions） 本部分涵盖了与电化学信号相关的技术，并展望了分析化学的未来走向。 第十三章：电化学分析基础与伏安法 阐述了电化学测量的基本原理，包括能斯特方程在滴定和电位分析中的应用。重点介绍了循环伏安法（CV）和溶出伏安法（SV），后者在痕量重金属离子检测中的高灵敏度优势。 第十四章：传感技术与生物传感器 本章探讨了如何将生物活性分子（如酶、抗体）固定在电化学或光学平台上构建传感器。详细分析了基于场效应晶体管（FET）的化学传感器和基于表面等离子体共振（SPR）的生物传感器的作用机制，及其在即时检验（Point-of-Care Testing）中的潜力。 第十五章：绿色分析化学与微流控技术 面向可持续发展，本章倡导分析方法的“绿色化”——减少溶剂消耗、能源使用和废物产生。重点介绍了微流控芯片（Microfluidics）技术，即“芯片上的实验室”（Lab-on-a-Chip），它如何通过微尺度效应实现高效率、低消耗的自动化分析，为现场快速检测提供了革命性的平台。 --- 读者对象与学习目标 本书适合具备基础无机、有机和物理化学知识的三年级及以上本科生和研究生。通过学习本书，读者将能够： 1. 理解和评估 任何分析方法的优缺点、适用范围和局限性。 2. 掌握 现代仪器的核心操作原理，并能进行合理的参数优化。 3. 独立设计 针对复杂实际问题的分析方案，从样品处理到数据解读。 4. 批判性地分析 实验数据，准确报告不确定度和质量保证指标。 5. 追踪 分析化学领域的前沿进展，特别是与信息技术和生物科学的交叉融合。 《现代分析化学导论：原理与应用》不仅是一本教科书，更是一本实用的方法手册，旨在培养下一代能够应对复杂挑战的分析科学家。

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