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分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用精選(九篇)

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分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用

第1篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代衛(wèi)生 理化檢驗 前瞻

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,是推動生產(chǎn)力發(fā)展和社會文明進步的強大動力。隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人民物質(zhì)文化生活水平有了很大的提高,對生活環(huán)境、對醫(yī)療衛(wèi)生保健、對生活和生存質(zhì)量的要求越來越高。現(xiàn)代衛(wèi)生理化檢驗的運用也越來越多。把衛(wèi)生理化檢驗鎖定在預(yù)防醫(yī)學(xué)里的組成部分和研究手段的舊傳統(tǒng)科學(xué)體系, 已經(jīng)被現(xiàn)代衛(wèi)生理化檢驗的定義和任務(wù)所突破, 它的發(fā)展, 已經(jīng)進入到面向未來的新時期。

1 衛(wèi)生理化檢驗的基礎(chǔ)和意義

衛(wèi)生理化檢驗技術(shù)發(fā)展到怎樣的水平, 要看對衛(wèi)生理化檢驗提出什么要求, 并由分析化學(xué)為衛(wèi)生理化檢驗提供什么樣的理論和測試手段, 分析化學(xué)發(fā)展越快, 為衛(wèi)生理化分析提供的理論基礎(chǔ)就越廣泛, 衛(wèi)生理化檢驗的基礎(chǔ)是分析化學(xué),分析化學(xué)的發(fā)展, 帶動了衛(wèi)生理化檢驗的全面同步發(fā)展。

現(xiàn)代衛(wèi)生理化檢驗被定義為: 以物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計學(xué)、食品工藝學(xué)、環(huán)境檢驗學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)和衛(wèi)生學(xué)等為基礎(chǔ)的一門應(yīng)用性強、多學(xué)科交叉的科學(xué)。其任務(wù)被規(guī)范為: 檢驗與衛(wèi)生質(zhì)量有關(guān)的物理性狀、化學(xué)組成、環(huán)境質(zhì)量等,為評價食品的品質(zhì)、食品新資源的開發(fā)、食品新產(chǎn)品的研制、食品衛(wèi)生監(jiān)測、營養(yǎng)學(xué)和食品毒理學(xué)的研究, 生活飲用水、環(huán)境衛(wèi)生提供科學(xué)依據(jù);為綠色食品的確立提供客觀有效的指標。

2 衛(wèi)生理化檢驗的工作流程

按照現(xiàn)代衛(wèi)生理化檢驗的規(guī)律, 對樣品的檢驗程序,檢驗的工作流程如下:

應(yīng)答信息信息分類樣品處理分析樣品檢驗方法歸納分析結(jié)果報告

檢驗?zāi)康臉悠凡杉瘷z驗項目

3衛(wèi)生理化檢驗的發(fā)展前景

3.1 提出命題

此命題是根據(jù)高鴻和汪爾康教授對分析化學(xué)史, 從我國建國初期至今經(jīng)歷的三次分析化學(xué)領(lǐng)域里的變革而提出的。從本世紀40~ 50年代, 在我國, 分析化學(xué)有一門技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T獨立的學(xué)科以來, 在以濕法分析的基礎(chǔ)上, 衛(wèi)生理化檢驗工作者將重量分析、滴定分析、比色分析應(yīng)用于衛(wèi)生檢驗和科研工作中, 這是食品理化檢驗發(fā)展的第一階段。自60 年代末和70年代, 為衛(wèi)生理化檢驗發(fā)展的第二階段。當時間進入80年代后, 由于微波溶解技術(shù)在分析化學(xué)上的應(yīng)用, 使送檢樣品的前處理, 簡化到令人吃驚的程度, 為衛(wèi)生理化檢驗進入第三階段奠定了可喜的基礎(chǔ)。

3.2 發(fā)展階段

衛(wèi)生理化檢驗經(jīng)過前兩個發(fā)展階段, 特別是第二階段的飛躍發(fā)展后, 使本門學(xué)科從基礎(chǔ)研究到前沿應(yīng)用, 幾乎達到了完美的程度。高科技、高智能, 使檢驗儀器朝著“傻瓜”的方向發(fā)展。我國的衛(wèi)生理化檢驗工作者以高鶴娟、翟永信等專家為代表, 不但普及了食品理化檢驗的國家方法, 而且為衛(wèi)生理化檢驗提供部分有價值的工具書和參考資料, 為我國在這一領(lǐng)域里及時步入世界先進行列, 作出了一定的貢獻。

在這一階段中, 更令人興奮的是, 微波溶樣技術(shù)在衛(wèi)生理化檢驗中的應(yīng)用, 不但為食品理化檢驗樣品的前處理提供了更迅捷、快速的手段, 而且為建立現(xiàn)代檢驗方法做出了重大貢獻。食品樣品的微波溶樣, 是利用微波的內(nèi)加熱理論, 使用微波消解儀器, 使極性分子50億次/S的有效碰撞, 并使分子高速重排, 不斷產(chǎn)生新的表面, 獲得理想的溶樣效果。至于微波技術(shù)在其他領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用和開發(fā), 國內(nèi)外學(xué)者亦有很多論述。

4 現(xiàn)代衛(wèi)生理化檢驗前瞻

現(xiàn)如今, 衛(wèi)生理化檢驗的內(nèi)容仍為兩大類。一類是營養(yǎng)成分析, 另一類是檢品中有害物質(zhì)的測定。在營養(yǎng)成分的測定中, 蛋白質(zhì)、脂肪、糖、維生素、水分和無機鹽仍然是主要的檢驗內(nèi)容, 并延伸食品的生產(chǎn)和開發(fā)的領(lǐng)域中, 近年來, 被譽為“人體第七營養(yǎng)素”的膳食纖維的研制和開發(fā), 正呈現(xiàn)上升趨勢, 因為它對一些疾病, 特別是胃腸道以下的疾病的預(yù)防作用, 已被醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)家認可, 這種纖維保健食品的商品也于近年來面世, 對食品中有害物質(zhì)的監(jiān)測范圍, 已超出了舊有項目, 工業(yè)三廢、及其他興奮劑的檢驗, 也在衛(wèi)生理化檢驗中占有重要地位。

未來食品將進入到無毒、無害、無污染, 安全可靠的“綠色食品”時代, 在以上兩類食品檢驗內(nèi)容和分析目的基礎(chǔ)上, 食品理化檢驗的部分重點, 將被轉(zhuǎn)移到如何確立“綠色食品”及其開發(fā)、研制、衛(wèi)生管理等目標上來, 在“綠色食品”工作范疇內(nèi), 食品理化檢驗工作這不但對食品本身進行分析, 更重要的是對作為綠色食品的生產(chǎn)基地、原材料、動植物賴以成長的各種環(huán)境的監(jiān)督檢驗, 檢驗內(nèi)容將擴大到水質(zhì)、大氣、土壤及其他生態(tài)環(huán)境條件下的檢驗, 飼料、肥料、毒理學(xué)檢驗同樣是工作研究的重要內(nèi)容。

5討論

在面向21世紀的今天, 衛(wèi)生理化檢驗的根本出路在于儀器分析, 國產(chǎn)儀器的研制和開發(fā), 在滿足學(xué)校教學(xué)和基層工作需要方面, 已經(jīng)做出了或正在做出貢獻, 有的國產(chǎn)儀器完全可以代替進口儀器, 僅就對舊儀器與以新技術(shù)改造而言, 不僅可以節(jié)約大量資金, 煥發(fā)舊儀器新貌, 而且在某些方面還可以有新的突破, 只要理化檢驗工作者和研制生產(chǎn)分析儀器的企業(yè)研究工作者密切結(jié)合, 抓住當前機遇, 迎頭趕上, 我國的衛(wèi)生理化檢驗事業(yè), 一定會走在本領(lǐng)域的前列。把衛(wèi)生理化檢驗鎖定在預(yù)防醫(yī)學(xué)里的組成部分和研究手段的舊傳統(tǒng)科學(xué)體系, 已經(jīng)被現(xiàn)代衛(wèi)生理化檢驗的定義和任務(wù)所突破, 它的發(fā)展, 已經(jīng)進入到面向未來的新時期。

參考文獻

[1]趙鳳仙;趙永勝;;理化檢驗人員的職業(yè)危害與防護[J];口岸衛(wèi)生控制;2010年02期

[2]陳祝軍;陸遜;;理化能力驗證實驗結(jié)果分析[J];江蘇預(yù)防醫(yī)學(xué);2010年04期

[3]鄧秀燕;羅建波;;公共衛(wèi)生領(lǐng)域理化檢驗?zāi)芰︱炞C的現(xiàn)狀與進展[J];中國食品衛(wèi)生雜志;2010年05期

第2篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

長期以來,傳統(tǒng)的分析化學(xué)只是一門技術(shù)科學(xué),它以工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗必不可少的測試手段和方法發(fā)揮著它在化學(xué)科學(xué)中的特殊作用。但是,隨著社會的進步,尤其是現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,人們越來越注意到,分析化學(xué)必須更深更廣地拓寬它的理論基礎(chǔ)才能適應(yīng)新的發(fā)展。這種理論基礎(chǔ)不僅限于化學(xué)、物理、生物等基礎(chǔ)學(xué)科,而且涉及一系列交叉、綜合和新興技術(shù)學(xué)科,如材料、信息、能源及環(huán)保、生物工程等。事實證明,幾乎這些學(xué)科的每一次重大科技成果的引入都對分析化學(xué)起到了重大影響。正因如此,分析化學(xué)在近五十年來得到了空前發(fā)展[1]。例如20世紀40年代中期電子學(xué)中光電倍增管的出現(xiàn)促成了原子發(fā)射光譜、紅外光譜、紫外及可見光譜、X射線熒光光譜等一系列光譜分析的發(fā)展;50年代原子物理學(xué)的發(fā)展使得原子吸收及原子熒光光譜開始興起;60年代等離子體-傅立葉變換和激光技術(shù)的引入出現(xiàn)了電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜和傅立葉變換-紅外光譜、激光光譜等一系列光譜分析技術(shù),使得光譜分析進入了嶄新的階段。在電分析化學(xué)方面,1922年極譜法問世,60年代離子選擇性電極、酶電極和微電極伏安技術(shù)相繼出現(xiàn)并快速發(fā)展,以及80年展起來的化學(xué)修飾電極、光譜電化學(xué)、色譜電化學(xué)使得電分析化學(xué)從宏觀深入到微觀,實現(xiàn)了新功能電極體系的分子設(shè)計及分子生物學(xué)研究。此外,50年代,Martin因發(fā)明氣相色譜而獲得諾貝爾化學(xué)獎,60年展的色-質(zhì)聯(lián)用技術(shù),70年代崛起的高效液相色譜,80年代出現(xiàn)的超臨界流體色譜及90年代急劇發(fā)展起來的毛細管區(qū)域電泳等都使色譜分析領(lǐng)域充滿活力,飛速發(fā)展。70年代末到80年代初發(fā)展起來的串聯(lián)質(zhì)譜,液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)及軟電離技術(shù)則使得質(zhì)譜分析的應(yīng)用范圍擴大到了生物分子并在生命科學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用[3]。

2分析化學(xué)的發(fā)展趨勢

分析化學(xué)總是在尋求更靈、更好、更準、更快、更便捷的發(fā)展方向和目標,它被分析工作者慨括為“3S+2A”(3S:sensitivity,selectivityandspeediness,2A:accuracyandautomatics)的目標。從分析化學(xué)的發(fā)展歷史和認識論的角度來看,隨著科技的進步,分析化學(xué)學(xué)科必將進一步吸收現(xiàn)代科技進步的最新成果,繼續(xù)不斷發(fā)展,并在生產(chǎn)生活和社會實踐中扮演更為重要的角色[4,5]。通過和其它相關(guān)學(xué)科的廣泛聯(lián)系,雙向互動,分化交叉,傳統(tǒng)界限分明的分支學(xué)科的局面最終將會被徹底打破,分析化學(xué)最終將會逐漸發(fā)展成為一門在社會生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用的綜合學(xué)科。有人甚至認為,分析化學(xué)將會逐漸發(fā)展成為一門一級學(xué)科———分析科學(xué)或信息科學(xué)。

2.1分析化學(xué)進一步向高靈敏度方向發(fā)展

高靈敏度是各種分析方法長期以來所追求的目標,也是人類對世界認識不斷深入的永恒需求。當代分析方法靈敏度的顯著提高大都歸功于其它學(xué)科新技術(shù)的引入。例如激光技術(shù)的引入,促進了諸如激光共振電離光譜、激光拉曼光譜、激光誘導(dǎo)熒光光譜、激光光熱光譜、激光光聲光譜和激光質(zhì)譜的開展,大大提高的靈敏度使得檢測單個原子或單個分子成為可能。又如多元配合物、有機顯色劑和各種增效試劑的研究與應(yīng)用,使得吸收光譜、熒光光譜、發(fā)光光譜等分析方法的靈敏度和分析性能得到大幅度地提高??梢灶A(yù)見的是,以后其它新技術(shù)的發(fā)展也必將會進一步推動分析儀器、分析方法的改進和靈敏度的進一步提高。

2.2解決復(fù)雜物質(zhì)和生命體系物質(zhì)的分離和分析

迄今,人們所認識的化合物已超過1000萬種,而且新的化合物仍在快速增長,因而復(fù)雜體系的分離和測定已成為分析化學(xué)所面臨的艱巨任務(wù)。此外,自上世紀70年代以來,世界各發(fā)達國家都開始將生命科學(xué)及其有關(guān)的生物工程列為科學(xué)研究中最優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域,歐、美、日等地區(qū)和國家啟動的具有戰(zhàn)略意義的宏大研究規(guī)劃“尤利卡計劃”,“人類基因圖”及“人體研究新前沿”中,生物大分子的分離、分析研究都占據(jù)重要的位置。21世紀初,人類已經(jīng)開始進入“后基因組時代”,生命科學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜組分,尤其是與人類遺傳相關(guān)的復(fù)雜大分子的分離分析開始成為人類一大挑戰(zhàn)。由液相色譜、氣相色譜、超臨界流體色譜和毛細管電泳等所組成的色譜學(xué)是現(xiàn)代分離、分析的主要組成部分并獲得了很快的發(fā)展。目前,以色譜、光譜和質(zhì)譜技術(shù)為基礎(chǔ)所開展的各種聯(lián)用、接口及樣品引入技術(shù)逐漸成為當今分析化學(xué)發(fā)展中的熱點之一。可以相信,其它相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展和引入必將進一步為解決這些復(fù)雜體系中物質(zhì)的分離、分析作出貢獻。

2.3分析儀器的微型化及微環(huán)境的表征與測定

從簡單到復(fù)雜,從宏觀到微觀是人類認識的基本邏輯規(guī)律。分析儀器的微型化及微環(huán)境分析是現(xiàn)代分析化學(xué)認識自然從宏觀到微觀的延伸?,F(xiàn)代電子學(xué)、光學(xué)、譜學(xué)和工程學(xué)的微型化發(fā)展,使得分析化學(xué)深入微觀世界的進程得以實現(xiàn)。目前,電子顯微技術(shù)、電子探針X射線微量分析、激光微探針質(zhì)譜等微束技術(shù)已成為進行微區(qū)分析的重要手段。在表面分析方面,電子能譜、次級離子質(zhì)譜、脈沖激光原子探針等的發(fā)展,已經(jīng)可檢測和表征一個單原子層,因而在材料科學(xué)、催化劑、生物學(xué)、物理學(xué)和理論化學(xué)研究中占據(jù)了重要的位置?,F(xiàn)代科技的快速發(fā)展必將繼續(xù)在包括綜合多學(xué)科優(yōu)勢的微型分析,例如微流控芯片等領(lǐng)域作出重大突破[6]。

2.4實現(xiàn)形態(tài)、狀態(tài)分析及非破壞性檢測及遙測

同一元素的不同價態(tài)和所生成的不同的有機化合物分子的不同形態(tài)在不同環(huán)境,如生物體內(nèi)性質(zhì)和功能都可能存在極大的差異,在材料科學(xué)中物質(zhì)的晶態(tài)、結(jié)合態(tài)更是影響材料性能的重要因素。此外,在生產(chǎn)流程或生命過程等特殊情況下,對于難于取樣的原位分析是十分重要的。利用遙感測定方法,如激光雷達、激光散射和共振熒光、傅里葉變換紅外光譜等進行幾十公里距離內(nèi)的氣體、某些金屬的原子和分子、飛機尾氣組成,煉油廠周圍大氣組成的測定等等,這些也都將是分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展的方向之一。

2.5實現(xiàn)分析操作的自動化、智能化

微電子工業(yè)、大規(guī)模集成電路、微處理器和微型計算機的發(fā)展,使分析化學(xué)和其它科學(xué)與技術(shù)一樣開始逐漸進入自動化和智能化的階段。在分析化學(xué)中,利用微處理智能系統(tǒng)進行實驗設(shè)計和和控制,在程序控制下結(jié)合相關(guān)技術(shù)就可以實現(xiàn)自動采樣、預(yù)處理、分析測試、信號輸出和數(shù)據(jù)處理及分析等過程。這樣不僅大大減輕人工操作的工作量,提高工作效率和準確度,還可以實現(xiàn)實時條件下的原位、在線智能監(jiān)控,這必將對分析化學(xué)的發(fā)展帶來十分深遠的影響,而且隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的深入發(fā)展也將開創(chuàng)分析化學(xué)的全新局面。

2.6實現(xiàn)有關(guān)人類生活質(zhì)量和安全的有效保障

隨著人類對物質(zhì)世界的利用和改造能力的逐漸提高,人類逐漸從只為滿足生存的基本需要發(fā)展到要求滿足日益增長的生活質(zhì)量的需要,進而在保證生存安全的前提下提高生活質(zhì)量,創(chuàng)造和諧世界。現(xiàn)代科技的快速發(fā)展必將推動分析化學(xué)更加全面有效的發(fā)揮其監(jiān)測和保障作用。一方面,利用分析化學(xué)的手段進行環(huán)境中化學(xué)過程的跟蹤、分析、模擬、預(yù)測,可以合理的評價人類各方面的生產(chǎn)、生活活動對環(huán)境的影響,為人類生存提供安全的外部環(huán)境,創(chuàng)建環(huán)境友好型社會;另一方面,要積極應(yīng)用各種科技發(fā)展新成果,發(fā)展和完善現(xiàn)代儀器分析新技術(shù)、新方法,實現(xiàn)對關(guān)乎人類健康的食品、藥品、生存環(huán)境等各個環(huán)節(jié)進行全方位的無縫監(jiān)控和預(yù)警,以保證人類的健康和安全。

3分析化學(xué)對現(xiàn)代社會的影響及哲學(xué)思考

第3篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

在分析化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)

分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組成的一門科學(xué),它的主要任務(wù)是鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成、測定有關(guān)組分的含量以及表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。分析化學(xué)又是一門實驗性很強的學(xué)科,通過學(xué)習分析化學(xué),可以使學(xué)生掌握獲取物質(zhì)系統(tǒng)化學(xué)信息的方法和理論;分析化學(xué)還是一門工具科學(xué),在生產(chǎn)實際和科學(xué)研究中,可以幫助人們擴大和加深對自然界的認識,起著“眼睛”的作用。因此,分析化學(xué)是大學(xué)化學(xué)、化工、環(huán)境工程、生物技術(shù)、食品科學(xué)與工程等專業(yè)學(xué)生必須學(xué)習的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課[2]?;瘜W(xué)檢驗工所要達到的知識和技能,絕大多數(shù)都屬于分析化學(xué)的內(nèi)容,因此教師要通過分析化學(xué)的課程教學(xué),傳授給學(xué)生一定的專業(yè)知識和技能,并著力培養(yǎng)學(xué)生掌握化學(xué)檢驗工所具有的職業(yè)素質(zhì)。

(一)運用多種手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣

愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”這就是說一個人一旦對某事物有了濃厚的興趣,就會主動去求知、去探索、去實踐,并在求知、探索、實踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗。因此教師要利用多種手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。

1.聯(lián)系生產(chǎn)生活,上好緒言課

緒言課給學(xué)生的印象很深,甚至決定了學(xué)生對這門課的好惡。分析化學(xué)的緒言課主要是介紹分析化學(xué)的內(nèi)容、研究對象、分類等。為了激起學(xué)生對這門課程的好奇心,可通過例舉生產(chǎn)和生活中與分析化學(xué)知識有關(guān)的事例,使學(xué)生明白我們周圍有許多的工作崗位與分析化學(xué)有關(guān)。如對化工專業(yè)的學(xué)生可講化工產(chǎn)品成分的分析化驗;對環(huán)境專業(yè)可舉環(huán)境監(jiān)測工作用到分析化學(xué)知識;對食品專業(yè)可舉食品安全檢測也需要分析化學(xué)知識等等;或上課時帶一種化工產(chǎn)品問學(xué)生:這是什么產(chǎn)品?里面物質(zhì)的含量是多少?我們怎么進行測量?從而引出分析化學(xué)的內(nèi)容、任務(wù)等知識,這樣能使學(xué)生明白原來分析化學(xué)就是我們身邊看得見、摸得著且就業(yè)崗位較為廣泛的一門學(xué)科,增強了他們學(xué)習分析化學(xué)的信心。

2.展示課程的內(nèi)在美,提升學(xué)生的職業(yè)歸屬感

從美學(xué)的原理看,化學(xué)本身蘊涵著極其豐富的科學(xué)美。在分析化學(xué)學(xué)習的過程中,如果能讓學(xué)生感知分析化學(xué)之美、體驗分析化學(xué)之美并把它與職業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來,最終達到享受職業(yè)之美,這對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣、提升他們的職業(yè)歸屬感是非常有利的。分析化學(xué)的內(nèi)在美主要體現(xiàn)在:(1)化學(xué)理論美:體現(xiàn)在緩沖平衡理論、滴定分析理論之美等。如在滴定分析法中主要的四大滴定理論是既有區(qū)別又有相同之處,在教學(xué)中我們就不斷用歸納、對比的方法找出這些相同點和不同點,比較這些理論之美的內(nèi)容(尤其是四大滴定曲線有著驚人的相似之處),來加深學(xué)生對四大滴定原理的理解;(2)化學(xué)實驗美:在分析化學(xué)的實驗室里有許多美麗的地方:如顏色美麗的化學(xué)試劑,整潔流暢的裝置設(shè)備,教師規(guī)范的實驗操作,滴定反應(yīng)到達滴定終點時指示劑顏色的突變,都會使學(xué)生感知到嚴謹、準確、簡潔、有序的實驗之美;(3)職業(yè)發(fā)展美:我系有許多的學(xué)生(尤其是女生)畢業(yè)后在工廠的各類化驗室工作,在分析化學(xué)教學(xué)中,經(jīng)常帶學(xué)生參觀這些整潔優(yōu)雅的化驗室,請這里工作人員介紹化驗室工作特點、對畢業(yè)生職業(yè)素質(zhì)的要求以及他們工作的切身感受,使學(xué)生對化學(xué)檢驗工充滿了向往,提升了他們的職業(yè)自豪感。

3.采用情感教學(xué),營造良好的學(xué)習氛圍

良好的師生關(guān)系對學(xué)生學(xué)習興趣的培養(yǎng)非常重要,因為只有師生關(guān)系融洽,學(xué)生才能被教師的人格所吸引,進而喜歡老師所上的課程,這對高職院校的學(xué)生尤為如此,因為他們的學(xué)習習慣較差,學(xué)習過程中會遇到很多的問題。所以老師要多與學(xué)生接觸和溝通,指導(dǎo)他們的學(xué)習方法,解決學(xué)習中遇到的難題,樹立學(xué)生的自信心,從而喚起學(xué)生的學(xué)習潛能,形成寓教于樂的學(xué)習氛圍,以達到提高學(xué)生的學(xué)習興趣。

(二)利用先進教學(xué)理念和手段提高教學(xué)效率

首先,要改變在教學(xué)中那種“教師講、學(xué)生記、考試背”的被動教學(xué)模式,形成以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),圍繞提升學(xué)生職業(yè)素質(zhì)為目標的新的教學(xué)模式,大力培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習、合作學(xué)習、探究學(xué)習的能力,并把這種能力及時運用到工廠的實踐中去。

如現(xiàn)在教學(xué)中使用較為廣泛的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、項目教學(xué)法、理實一體化教學(xué)法等都是這一教學(xué)理念的應(yīng)用。教師要不斷的學(xué)習這些先進的教學(xué)理念,并把它與分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容有機的結(jié)合起來,不斷改進教學(xué)方法,注重提高課堂的教學(xué)效率,才能讓學(xué)生掌握扎實的基礎(chǔ)知識。

其次,還要充分應(yīng)用多媒體技術(shù)來提高課堂的教學(xué)效率。多媒體技術(shù)的運用使課程教學(xué)變得豐富多彩,不僅可以在有限的時間內(nèi)大大增加所授知識的信息量,而且這種集圖、文、聲、像為一體的技術(shù),可以使一些枯燥的理論知識變得形象、生動,學(xué)生學(xué)習也不易疲勞且能展開充分的想象,從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習的興趣,提高了課堂教學(xué)效果。此外如在實驗教學(xué)過程中采用虛擬模擬的計算機新技術(shù),還可解決因儀器數(shù)量和實驗室條件限制而造成的一些實際困難,讓學(xué)生更多的了解分析化學(xué)中的一些新的前沿知識和大型分析儀器的使用,為以后學(xué)生在工廠中可能使用這些儀器打下堅實的基礎(chǔ)知識。

(三)嚴格訓(xùn)練要求,強化學(xué)生的工作態(tài)度

分析化學(xué)是一門要求非常嚴謹?shù)膶W(xué)科,在化學(xué)檢驗工國家標準中也要求學(xué)生能嚴格進行實驗操作,正確記錄、準確處理實驗數(shù)據(jù),因此在分析化學(xué)教學(xué)中要始終把職業(yè)標準放在首位,訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。分析化學(xué)的實驗教學(xué)既是技能訓(xùn)練也是培養(yǎng)學(xué)生嚴謹作風的核心環(huán)節(jié)。教學(xué)時教師首先要強調(diào)嚴格操作的意義,然后進行標準、規(guī)范、熟練的示范操作,再幫助學(xué)生進行手把手的訓(xùn)練,對實驗中發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時給予糾正和指導(dǎo)。例如:在滴定分析中,教師要求滴定時溶液速度不能太快,要到終點時一滴一滴的滴,最后應(yīng)是滴入半滴時溶液的顏色剛好變色為止;對實驗時數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)真實、規(guī)范,嚴禁涂改;每次實驗結(jié)果的誤差要小于0.2%才符合要求等等。這樣經(jīng)過反復(fù)強調(diào),嚴格訓(xùn)練,學(xué)生的操作技能得到了很大的提高,同時培養(yǎng)了學(xué)生踏實認真的作風,養(yǎng)成了良好的實驗習慣。

(四)改革實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

創(chuàng)新能力是民族進步的靈魂,企業(yè)競爭的核心,當今社會的競爭,與其說是人才的競爭,不如說是人的創(chuàng)造力的競爭。因此,在分析化學(xué)的實驗教學(xué)中不但要訓(xùn)練學(xué)生過硬的基本操作技能和良好的職業(yè)素質(zhì),更要通過改革實驗教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

1.改革實驗內(nèi)容,增加設(shè)計性實驗

現(xiàn)行的高職分析化學(xué)實驗教材中驗證性實驗內(nèi)容較多,綜合性、設(shè)計性實驗偏少,這些內(nèi)容來訓(xùn)練學(xué)生的基本技能應(yīng)該很好,但對學(xué)生思維的培養(yǎng)極為不利,因此在實驗內(nèi)容的選擇上應(yīng)適當減少驗證性實驗,增加綜合性強的設(shè)計實驗。如茶葉中微量元素的鑒定與分析、電鍍廢水中六價鉻含量的測定、蛋殼中碳酸鈣含量的測定、胃舒平藥片中Al2O3和MgO含量的測定等。在實施這些實驗中,老師只提出實驗?zāi)康暮鸵螅褜嶒灥闹鲃訖?quán)交給學(xué)生。學(xué)生通過查閱資料、設(shè)計方案、準備儀器和藥品、進行測定、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,不僅完成了實驗內(nèi)容,更重要的是初步掌握了科研的方法,體驗到創(chuàng)新實踐的樂趣,從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.改革實驗方式,提高實驗效果

傳統(tǒng)的實驗教學(xué),常常是教師從實驗?zāi)康摹⒃?、儀器的使用到實驗的方法步驟這“一包到底”的模式,學(xué)生只需按實驗書上的步驟完成操作即可。這種授課方式不能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新欲望,不利于對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),因此要改變這種授課方式,提高實驗效果。首先要充分運用多媒體技術(shù)對學(xué)生進行基本操作的教學(xué),組織學(xué)生通過觀看事先錄制的課件來了解滴定管、移液管、容量瓶、分析天平的使用方式以及規(guī)范的滴定操作過程;還可利用攝像機對學(xué)生的實驗操作進行錄像,然后分析和糾正操作中出現(xiàn)的種種問題,這種形式能使分析化學(xué)實驗教學(xué)變得生動、形象、活潑,學(xué)生印象非常深刻。其次通過任務(wù)驅(qū)動這種教學(xué)形式將實驗的內(nèi)容分解成若干小的任務(wù),讓學(xué)生帶著任務(wù)、帶著問題去實驗,并通過對學(xué)生的隨時抽查來督促他們不斷思考實驗中的現(xiàn)象,解決實驗中出現(xiàn)的新問題。對一些比較綜合的實驗內(nèi)容,可將學(xué)生分成若干小組,小組內(nèi)每個成員都必須完成相應(yīng)的任務(wù),然后通過小組合作來解決綜合性的問題。

3.開放實驗室,進行研究性學(xué)習

學(xué)生個體的差異性決定教師在教學(xué)時不能一刀切,而要進行分層教學(xué),開放實驗室,開展第二課堂教學(xué),進行研究性學(xué)習,能滿足有余力的同學(xué)學(xué)習的需要,有利于學(xué)生個性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如對食品專業(yè)的學(xué)生可以研究食品中各種添加劑成分的含量,對環(huán)境專業(yè)的學(xué)生可研究室內(nèi)環(huán)境污染狀況,對化工專業(yè)的學(xué)生可研究各種化妝品中可致癌物質(zhì)的含量等等,這就將分析化學(xué)的學(xué)習與他們各自的專業(yè)學(xué)習聯(lián)系了起來,大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

發(fā)揮考核作用,實現(xiàn)考核與考證的統(tǒng)一

考核是對學(xué)生掌握所學(xué)知識的有效檢驗手段,正確、合理的考核既有利于提高學(xué)生的各項技能,也有利于養(yǎng)成嚴于律己、實事求是的科學(xué)態(tài)度。在分析化學(xué)的考核過程中,應(yīng)始終對照化學(xué)檢驗工國家職業(yè)標準的要求,分解考核內(nèi)容,通過形成性考核與結(jié)論性考核有機結(jié)合,最大限度的發(fā)揮考核機制的作用,從而實現(xiàn)考核與考證的完美統(tǒng)一。

在考核內(nèi)容的選擇上,根據(jù)《化學(xué)檢驗工國家職業(yè)標準》對不同級別工種的要求,結(jié)合學(xué)校的客觀條件和學(xué)生的知識水平確定把中級工的標準作為學(xué)生考核內(nèi)容。由于這個標準與分析化學(xué)的教學(xué)大綱基本相一致,學(xué)生只要通過對分析化學(xué)知識的考核就能達到中級工所具有的標準,避免了學(xué)生的重復(fù)考核;而在最后的實訓(xùn)階段,又設(shè)計了一些與考證有關(guān)且綜合性較強的實驗來模擬真實的考核,以訓(xùn)練學(xué)生的心理素質(zhì),提高學(xué)生的綜合運用能力。在考核的方式上,注重過程性考核與結(jié)論性考核相結(jié)合、以過程性考核為主的方式,這在考核學(xué)生操作技能上顯得尤為重要??蓪嵭衅綍r考核、實驗技能考核、實驗綜合考核三者相結(jié)合的考核方式。

平時考核主要包括學(xué)生考勤、預(yù)習情況、課堂表現(xiàn)、實驗報告規(guī)范以及教師與學(xué)生交流情況等;技能考核是在實驗全部結(jié)束時的考核,相當于期終考試,主要考察學(xué)生對基本操作的嫻熟程度,包括分析天平的稱量、容量瓶的定容、移液管移取溶液、酸堿滴定管的滴定操作、分光光度計的操作等;實驗綜合考核是實訓(xùn)的考核,重點是考核學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運用能力及創(chuàng)新意識等。這三者之間的比例應(yīng)根據(jù)學(xué)生情況而定。對動手能力較差的學(xué)生應(yīng)提高前兩項考核的比分,以便使他們能掌握扎實的基本技能;而對動手能力較強的學(xué)生應(yīng)著力考核他們的創(chuàng)新能力,對創(chuàng)新能力突出的學(xué)生要給予一定的獎勵分,以鼓勵這種能力。通過以上各方面的考核,可以比較科學(xué)、客觀地檢查出學(xué)生的實驗?zāi)芰?,同時又與考證的要求相一致,取得了較好的教學(xué)效果。

第4篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:崗位需求 高職院校 分析化學(xué) 課程改革 創(chuàng)新

一、以企業(yè)崗位需求為導(dǎo)向,確定課程培養(yǎng)目標

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,越來越多化工、材料、輕工等企業(yè)迫切需要能夠滿足崗位需求,具有較高的職業(yè)道德、熟練的職業(yè)技能、扎實的專業(yè)理論知識和較強的專業(yè)技能,能夠勝任第一線工作的技術(shù)人才和管理人才。

分析化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科一個重要分支,其主要研究內(nèi)容為關(guān)于研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及理論。該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后主要就職方向多為企業(yè)分析檢測崗位。而企業(yè)分析檢測崗位關(guān)系生產(chǎn)原料質(zhì)量分析、生產(chǎn)過程質(zhì)量控制和成品質(zhì)量評價。因此,在崗人員的知識水平和專業(yè)技能直接影響到企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量的好壞。高職人才培養(yǎng)也應(yīng)立足這一點對課程培養(yǎng)目標進行優(yōu)化。

為培養(yǎng)這樣人才,就必須改變傳統(tǒng)以知識傳遞為本位的分析化學(xué)教學(xué)模式,將課程培養(yǎng)目標轉(zhuǎn)移到滿足崗位需求上面來。課程目標確定應(yīng)以培養(yǎng)具有較強職業(yè)能力的人才為培養(yǎng)目標,突出職業(yè)性、實踐性和開放性的特點,將崗位需求滲透到分析化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段以及教學(xué)評價等方方面面。依據(jù)職業(yè)能力需求和標準改革和開發(fā)課程體系。把培養(yǎng)將來從事精細化學(xué)品、食品、藥品及其它工業(yè)產(chǎn)品分析檢測崗位應(yīng)用型人才作為課程的培養(yǎng)目標。

二、以企業(yè)崗位需求為導(dǎo)向,改革和創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容

1.根據(jù)職業(yè)崗位需求安排教學(xué)內(nèi)容

以企業(yè)分析檢驗崗位為例,高職分析化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生三個方面的能力:一是,化學(xué)分析能力;二是,基礎(chǔ)儀器分析能力;三是,分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理能力?;趰徫恍枨髮φn程教學(xué)內(nèi)容進行模塊劃分,即劃分為理論模塊和實踐模塊。

理論模塊教學(xué)內(nèi)容可劃分為三部分:第一,各類產(chǎn)品檢驗中數(shù)據(jù)處理與結(jié)果計算基;第二,運用化學(xué)分析法檢驗各類產(chǎn)品的基礎(chǔ)知識;第三,運用儀器量分析法檢驗各類產(chǎn)品的基礎(chǔ)知識。

實踐模塊教學(xué)側(cè)重能力培養(yǎng):第一,滴定分析操作技能;第二,重量分析操作技能;第三,基礎(chǔ)儀器分析操作技能。每種技能分由基本操作、單元實驗、樣品檢測項目三個層次,由淺入深、由簡單到雜的原則組織教學(xué)內(nèi)容,提煉出十個典型的樣品檢測項目構(gòu)成課程實訓(xùn)項目,保證所學(xué)即所用,滿足分析檢驗崗位需求。

2.兼顧行業(yè)檢測標準差異組織教學(xué)內(nèi)容

不同專業(yè)為不同行業(yè)服務(wù),而不同行業(yè)所針對的國家檢測標準也不盡相同。對于S藥品、食品和精細化學(xué)品這些相近行業(yè)來說,國家檢測方法和評判標準也有不同程度的差異。針對這種差異性,在組織教學(xué)內(nèi)容時,讓不同專業(yè)的學(xué)生選擇不同行業(yè)的國家檢測標準進行學(xué)習研究,會有很好的教學(xué)效果。

例如,對于配位滴定法的實踐操作,標定好EDTA標準溶液后,藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生對葡萄糖酸鈣的含量做出準確測定,而化工專業(yè)的學(xué)生則根據(jù)檢查標準測出化工工業(yè)用水的硬度是多少。兼顧行業(yè)檢驗標準差異組織教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容便具有了很強的針對性。所有的實踐教學(xué)內(nèi)容都來自于生產(chǎn)一線的檢驗內(nèi)容,在實踐過程中針對不同專業(yè)的特點在順序上進行有序編排,使基本的實踐操作更具整體性和系統(tǒng)性。這種靈活的結(jié)合,也使學(xué)生在實際工作中鞏固了所學(xué)知識和技能。

三、改革教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能

分析化學(xué)實驗教學(xué)的最終目的是使學(xué)生具有專業(yè)的職業(yè)能力。了實現(xiàn)這一目的,教師就需要在不同的教學(xué)階段和過程中扮演不同的角色。

在綜合能力的訓(xùn)練模塊中,教師的角色是組織者和指揮者。教師引導(dǎo)學(xué)生讀標準,最終完成項目任務(wù)。相反,在崗位能力訓(xùn)練模塊中,師生角色進行了轉(zhuǎn)變,學(xué)生成為了任務(wù)的主體。此時學(xué)生充當?shù)慕巧瞧髽I(yè)標準的檢驗員,他們根據(jù)教師給出的任務(wù),需自主設(shè)計整個項目。包括實驗標準的查閱、分析方法的選定、實驗的準備、分析與數(shù)據(jù)的處理和分析報告實驗結(jié)果等。

在崗位能力訓(xùn)練模塊中,教師只負責提供樣品,全班同學(xué)進行分析和檢測。當實驗結(jié)束以后,將學(xué)生的數(shù)據(jù)和實驗評分細則貼在白板上。每位學(xué)生按數(shù)據(jù)取舍原則評判數(shù)據(jù)的有效性,最后報出結(jié)果的準確度。學(xué)生之間再進行分數(shù)互評。這種師生互換角色的教學(xué)方式改革,使學(xué)生成為實驗的組織者,大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習積極性和創(chuàng)作性,能夠有效提升學(xué)生的實踐能力。

參考文獻

第5篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:分子印跡技術(shù);食品安全;檢測分析

中圖分類號:TS201.2文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2011)13-2598-03

Application of Molecular Imprinting Technology in Food Safety Detection

YANG Wei-h(huán)ai1,2,ZHANG Ji1,XIA Ming-xing1,XU Yue-jing1,YAN Shou-lei2,WANG Qing-zhang2

(1.Huangdao Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau in Shandong Province,Qingdao 266555, Shandong,China;

2.College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070,China)

Abstract: The basic principle and classification of molecular imprinting technology was introduced; and its application in food safety detection and analysis such as solid-phase exaction, sensor technology and chromatographic analysis was reviewed. The prospect of this technology was also put forward.

Key words: molecular imprinting technology; food safety; detection and analysis

“民以食為天,食以安為先”。食品安全是一個重要的民生問題。食品中有害化學(xué)物質(zhì)殘留、非食品添加劑以及病原微生物污染問題仍是當前食品安全最為重要的因素之一。

近年來,我國食品安全問題日益突出,如三聚氰胺毒奶粉事件、瘦肉精事件、海南毒豇豆事件等,這些無不為食品安全敲響了警鐘。目前國內(nèi)外涉及化學(xué)物質(zhì)有害殘留檢測的方法主要有化學(xué)方法[1]、色譜法[2]和免疫法[3]等,這些方法都需要對樣品進行預(yù)處理,各自存在一定的缺點。因此,研發(fā)更為快速、準確、靈敏的檢測方法,對解決我國食品安全問題具有重要的意義。

分子印跡技術(shù)(Molecularly imprinted technology)是Wulff[4]20世紀70年代首次提出的一種功能高分子研究方法。70年代后非共價型模板聚合物的出現(xiàn),尤其是1993年Vlatakis等[5]在Nature上發(fā)表了有關(guān)茶堿分子印跡聚合物的研究報道,使這一技術(shù)成為化學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科交叉的新興領(lǐng)域之一,得到了迅速發(fā)展。相對于生物抗體,分子印跡聚合物具有較好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性,成本低,易制備,且具有特異識別性[6,7]。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于色譜分離[8]、仿生傳感器[9]、固相萃?。?0]、模擬酶催化[11]及分析檢測[12]等領(lǐng)域。目前,將分子印跡技術(shù)應(yīng)用到食品安全檢測領(lǐng)域已成為國內(nèi)外研究的熱點。

1分子印跡技術(shù)的基本原理

分子印跡技術(shù)是將要分離的目標分子作為模板子,然后使功能單體與模板分子的功能基團在適當?shù)臈l件下可逆結(jié)合,形成共價的配合物或非共價的加成物;加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑由光、熱、電等引發(fā)聚合使其形成包埋模板分子的聚合物;最后,用一定的物理和化學(xué)方法,將模板分子從聚合物中洗脫,以獲得具有識別功能并與之相匹配的三維空穴。這樣,可以再次選擇性地與模板分子結(jié)合,從而具有專一識別模板分子的功能[12]。

2分子印跡技術(shù)的分類

根據(jù)模板分子與功能單體官能團之間作用形式的不同,可分為共價印跡、非共價印跡和雜化印跡3種分子印跡技術(shù)[13]。

共價分子印跡主要由Wulff[4]及其同事創(chuàng)立。在聚合反應(yīng)前,模板分子與功能單體通過共價鍵結(jié)合而相互連接,然后,加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑,引發(fā)聚合,制得印跡聚合物。最后,通過分解反應(yīng)去除共價連接,除去模板分子。非共價鍵分子印跡首先是通過酸性聚合物單體的羧酸官能團或磺酸官能團與模板分子的氨基、?;刃纬伸o電力和氫鍵,加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑引發(fā)聚合。利用極性溶劑洗滌聚合物,制得印跡聚合物。

模板分子與功能單體官能團以共價鍵作用,得到分子印跡聚合物,在應(yīng)用中以非共價鍵的方式識別模板分子。該方法既具有共價分子印跡聚合物親和專一性強的優(yōu)點,又具有非共價分子印跡聚合物操作條件溫和的優(yōu)點。

3分子印跡聚合物的制備方法

傳統(tǒng)的分子印跡聚合物是通過本體聚合制得大塊聚合物,再經(jīng)過粉碎、研磨、篩分、反復(fù)沉降制得一定顆粒直徑的粉末材料,過程繁瑣,得率低[14]。為了適用于新的分析用途,特別是用于發(fā)展基于分子印跡聚合物的分析檢測,設(shè)計單分散的分子印跡聚合物微球是重要的研究主題。

單分散性好的球形分子印跡聚合物,不僅具有色譜效率較高等優(yōu)點,而且在其他應(yīng)用方面也使用方便,特別是由于近年來檢測芯片技術(shù)的出現(xiàn),使得分子印跡微球作為傳感器的應(yīng)用也被提到日程上來。因此,目前分子印跡聚合物微球的制備和應(yīng)用成為研究的熱點,也是未來發(fā)展的一個趨勢。目前制備分子印跡微球的方法主要有懸浮聚合法[15]、沉淀聚合法[16]、分散聚合法[17]、表面聚合法[18]等方法。

4分子印跡技術(shù)在食品分析中的應(yīng)用

4.1固相萃取

樣品中目的待測組分往往甚微,在測定過程中的影響因素很多,測定前常需要對樣品進行預(yù)處理,分離富集目的組分,去除干擾物。分子印跡聚合物具有特異性和親和性,用作固相萃取劑,可以彌補普通吸附劑選擇性差的不足,克服生物或環(huán)境樣品體系復(fù)雜、預(yù)處理繁雜等缺點,為樣品的采集、富集和分析提供了很大的方便。張華斌等[19]在碳納米管表面成功制備綠原酸印跡材料,以此作為固相萃取劑,優(yōu)化萃取條件,成功應(yīng)用于金銀花提取液中綠原酸的富集分離。王培龍等[20]采用分子印跡聚合物固相萃取小柱提取、凈化并富集豬尿液中的鹽酸克倫特羅分子,結(jié)合毛細管氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法,在優(yōu)化條件下,檢出限為0.51 μg/L,定量限為1.00 μg/L;不同鹽酸克倫特羅加入量的回收率為71.0%~89.3%,相對標準偏差為3.2%~9.7%。將該方法與農(nóng)業(yè)行業(yè)標準方法進行比較,結(jié)果其吻合度較高。

4.2傳感器

生物傳感器雖然具有極高的靈敏度和特異性,但由于用作分子識別元件的生物活性組分極易變性失活,傳感器制作成本高,可供使用的生物活性組分種類有限,從而限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。分子印跡聚合物可作為傳感器的敏感材料,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,成本低,可多次重復(fù)使用,易于保存。目前主要用于檢測的有光學(xué)傳感器、電化學(xué)傳感器及壓電傳感器。Zhou等[21]以分子印跡聚合物為基礎(chǔ)構(gòu)建了流動注射化學(xué)發(fā)光傳感器,對樣品中的興奮劑舒喘寧進行了檢測,線性范圍為5.0×10-8~1.0×10-5 g/mL,檢測限為1.6×10-8 g/mL,在1.0×10-7 g/mL水平上變異系數(shù)是3.9%。該方法可以高選擇性、高靈敏度檢測運動員尿液中的痕量舒喘寧。Fang等[22]把丁酰肼分子印跡聚合物結(jié)合到壓電石英晶體金電極上,對蘋果中的丁酰肼進行了分析,多次測定發(fā)現(xiàn)該方法的回收率為85%~103%,變異系數(shù)為7.9%(n=5)。隨著分子印跡聚合物研究的不斷深入,將制備出含有多種印跡聚合物的敏感層,對食品中有害物質(zhì)進行在線檢測。

4.3色譜分析

分子印跡聚合物最早的應(yīng)用是在色譜領(lǐng)域,而且至今仍然是一個比較活躍的領(lǐng)域。作為色譜固定相,它已被廣泛地應(yīng)用于高效液相色譜(HPLC)、毛細管電色譜(CEC)、薄層液相色譜(TLC)。在理論塔板數(shù)相同的情況下,由于分子印跡聚合物的高選擇性,其對極性類似物的液相分離效果要比普通色譜柱高得多。但模板分子色譜峰的變寬和拖尾阻礙了這一技術(shù)的發(fā)展。劉祥軍等[23]在高效液相色譜柱中原位聚合,直接制備了三甲氧基芐啶的分子印跡聚合物整體柱,此整體柱具有良好的通透性,可以在高流速下使用,同時對模板分子具有特異的親和性和選擇性,印跡因子達到了10.3,而相應(yīng)的磺胺類藥物在印跡柱上沒有保留,此印跡整體柱可望用于實際樣品中三甲氧基芐啶的富集檢測及含量測定。將分子印跡聚合物應(yīng)用于CEC,其高選擇性與CEC的高分離效率相結(jié)合,可以降低印跡分子等的化學(xué)物質(zhì)消耗,具有極大的發(fā)展前景。張裕平等[24]以對羥基苯甲酸為模板分子,采用微波輻射聚合的方式快速制備了分子印跡毛細管電色譜整體柱。分別在分子印跡整體柱和空白柱上對對羥基苯甲酸及鄰羥基苯甲酸的混合液進行分離評價,優(yōu)化試驗條件下,其理論塔板數(shù)超過35 000 plate/m,分離度達到3.18,而空白柱沒有分離效果。

5小結(jié)

分子印跡技術(shù)可以按需要制備對待測物有選擇性的識別材料,它的出現(xiàn)在功能材料領(lǐng)域具有劃時代的意義。然而,如何將分子印跡聚合物應(yīng)用到實際樣品的分析檢測中還存在許多關(guān)鍵問題,這是今后分子印跡技術(shù)的發(fā)展和研究方向。同時,隨著生物技術(shù)、電子技術(shù)等先進技術(shù)的發(fā)展,促進了其他分析技術(shù)與分子印跡技術(shù)的結(jié)合,發(fā)展快速方便的檢測方法,必將在食品分析領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

參考文獻:

[1] 石鑫,王捷,劉仲明.新型流動注射電化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)及性能表征[J].分析化學(xué),2010,38(9):1377-1380.

[2] 楊媛,石磊,張開春,等.固相萃取-高效液相色譜法測定水果中單甲脒的殘留量[J].分析化學(xué),2010,38(9):1342-1344.

[3] 唐蘋蘋,羅昭峰,蔡繼寶,等.間接抑制免疫分析法測定水溶液中痕量磺胺甲唑[J].分析化學(xué),2010,38(7):1019-1022.

[4] WULFF G. Enzyme-analoguebuilt polymers and their use for the m-solution of raeemates[J]. Tetrahedron Lett,1973,44:4329-4332.

[5] VLATAKIS G, ANDERSSON L I, MULLER R,et al. DnIg assay using antibody mimics made by molecular imprintind[J]. Nmum, 1993,361:645-647.

[6] 楊衛(wèi)海,嚴守雷,黃鐳,等.4-甲基咪唑印跡聚合物的制備及其識別特性研究[J].中國釀造,2009,206(5):73-76.

[7] 嚴守雷,房彥軍,高志賢.農(nóng)藥久效磷分子印跡聚合物合成及其親合性評估[J],高分子學(xué)報,2006 (1):160-163.

[8] TAMAYO F G, MARTIN E A. Selective high performance liquid chromatography imprinted-stationary phases for the screening of phenylurea herbicides in vegetable samples[J]. Journal of Chromatography A, 2005, 1098(1-2):116-122.

[9] FANG Y J, YAN S L, NING B, et al. Flow injection chemiluminescence sensor using molecularly imprinted polymers as recognition element for determination of maleic hydrazide[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2009,24(8): 2323-2327.

[10] XIA Y Q, GUO T Y, SONG M D, et al. Selective separation of quercetin by molecular imprinting using chitosan beads as functional matrix[J]. Reactive & Functional Polymers,2006(66): 1734-1740.

[11] SELLERGREN B, KARMALKAR R N, SHEA K J. Enantioselective ester hydrolysis catalyzed by imprinted polymers[J]. The Journal of Organic Chemistry,2000,65(13):4009-4027.

[12] DICKERT F L, HAYDEN O, BINDEUS R, et al. Bioimprinted QCM sensors for virus detection-screening of plant sap[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry,2004,378(8):1929-1934.

[12] 嚴守雷.食品中農(nóng)藥殘留檢測的分子印跡納米壓電傳感技術(shù)研究[D].天津:中國人民軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院,2006.

[13] 姜忠義.分子印跡聚合物的設(shè)計與制備[J].高分子材料科學(xué)與工程,2004,20(3):25-28.

[14] PEREZ-MORAL N,MAYES A G. Comparative study of imprinted polymer particles prepared by different polymerisation methods[J]. Analytica Chimica Acta,2004,504(1):15-22.

[15] 成國祥,張立永,付聰.種子溶脹懸浮聚合法制備分子印跡聚合物微球[J].色譜,2002,20 (2):102-107.

[16] Y E L, WEISS R, MOSBACH K. Synthesis and characterization of molecularly imprinted microspheres[J]. Macromolecules,2000,33(22):8239-8245.

[17] YE L, CORMACK A P, G,MOSBACH K. Molecularly imprinted monodisperse microspheres for competitive radioassay[J]. Analytical Communication,1999,36:35-38.

[18] 張瑩,蘇立強.殼聚糖表面胰蛋白酶分子印跡聚合物的制備及性能的研究[J].化工時刊,2010,24(8):9-11.

[19] 張華斌,張朝暉,聶燕,等.碳納米管表面綠原酸印跡固相萃取材料的制備及應(yīng)用[J].分析化學(xué),2009,37(7):955-959.

[20] 王培龍,范理,宋榮,等.動物尿液中鹽酸克倫特羅的分子印跡固相萃取氣象色譜質(zhì)譜法研究[J]. 分析化學(xué),2007,

735(9):1319-1322.

[21] ZHOU H J, ZHANG Z J, HE D Y, et al. Flow through chemiluminescence sensor using molecularly imprinted polymer as recognition elements for detection of salbutamol[J]. Sensors and Actuators B, 2005,107(2):798-804.

[22] FANG Y J, YAN S L, NING B, et al. Flow injection chemiluminescence sensor using molecularly imprinted polymers as recognition element for determination of maleic hydrazide[J]. Biosensors and Bioelectronics,2009,24(8):2323-2327.

第6篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞:化學(xué)計量學(xué) 分析化學(xué) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

化學(xué)計算學(xué)作為化學(xué)的分支學(xué)科,起步較晚,在涉及內(nèi)容上又比較廣闊,涉及到數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)及計算機應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)學(xué)科,可以說是一門交叉性的學(xué)科。正是因為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及多學(xué)科相互滲透的作用才誕生了化學(xué)計量學(xué)這門獨特的學(xué)科。涵蓋于化學(xué)測量的整個過程,采樣理論、實驗設(shè)計、選擇與優(yōu)化、變量處理及數(shù)據(jù)分析斗屬于化學(xué)計量學(xué)。化學(xué)計量學(xué)擔負的主要任務(wù)是進行化學(xué)測量數(shù)據(jù)的分析與處理,進行測量程序與實驗方法的最佳選擇,最早由瑞典化學(xué)家提出,一直沿用至今。正是因為化學(xué)計量學(xué)的巨大作用,解決了傳統(tǒng)化學(xué)研究中不能攻破的難題,成為化學(xué)研究的新方向與關(guān)注點。

一、化學(xué)計量學(xué)對于化學(xué)測量的應(yīng)用分析

在化學(xué)研究中,需要將化學(xué)計量學(xué)滲透于化學(xué)測量的全過程。在上世紀五十年代以來,新的化學(xué)儀器分析方法已經(jīng)被充分的引入到分析化學(xué)中,分析測試工作已經(jīng)逐步實現(xiàn)了儀器化、自動化與初步的計算機化,這些技術(shù)的深入應(yīng)用,為化學(xué)分析提供了可靠的測量數(shù)據(jù),但是將這些分析儀器的優(yōu)點結(jié)合起來,將雜亂無章的數(shù)據(jù)信息進行重新排列組合,最大限度的解決信息的篩選,成為化學(xué)研究工作者當前面臨的最大難題。

化學(xué)計量學(xué)在解決這一問題中發(fā)揮了重大作用。將分析分離技術(shù)集于一體,通過特定的高維儀器產(chǎn)生分析信號,利用新型的分析信號多元校正及有效分辨方法進行復(fù)雜多組分的體系定性,進行定量解析。利用這種化學(xué)計量學(xué)的方法可以對巨大的數(shù)據(jù)信息進行有效的篩選,從而提取最有用的信息,對這些有用信息進行分析,實現(xiàn)了單純的“數(shù)據(jù)提供者”到“問題解決者”的角色轉(zhuǎn)變?;瘜W(xué)計量法對于化學(xué)測量產(chǎn)生的影響是深遠且巨大的?;瘜W(xué)計量法應(yīng)該貫穿于化學(xué)測量的全過程。

二、當前化學(xué)計量學(xué)在分析化學(xué)中的應(yīng)用分析

(一)化學(xué)計量學(xué)在化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系中的應(yīng)用分析

化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系研究是化學(xué)學(xué)科的根本性研究問題,結(jié)合物質(zhì)的化學(xué)成分與基本的結(jié)構(gòu)進行化學(xué)性質(zhì)的測定,是我國目前化學(xué)理論研究中的重要目標。在進行研究時一般采用圖論與數(shù)值的方法進行各種化合物的表征,將所獲取的計算結(jié)果與實際的被測量化學(xué)物的物理、化學(xué)及生物特性結(jié)合起來,用比較明確的定量關(guān)系來代替含糊的定性描述。目前化學(xué)計量學(xué)在進行分析化學(xué)研究時引入了全局最優(yōu)算法,在利用誤差反向傳播的多層次感知模型進行苯酚衍生物的活性測驗時取得了明顯的研究效果,較之先前的研究方法,改進是十分明顯的。

(二)化學(xué)計量學(xué)中模式識別方法在分析化學(xué)中的應(yīng)用

化學(xué)計量學(xué)中的模式識別法是根據(jù)化學(xué)測量數(shù)據(jù)矩陣,對樣本集通過樣本性質(zhì)進行分類進行選取的方法。根據(jù)測量在多維模式空間中的相對位置不同,用線性判斷識別分析法、最鄰近法等進行模式的識別。模式識別法的研究能夠為決策及過程優(yōu)化提供最有實用價值的信息資料。我國石油化工行業(yè)、材料化學(xué)研究領(lǐng)域都基于該思想破解了很多研發(fā)難題。其中K―最鄰近法從伏安波匯總對重疊的伏安響應(yīng)信號進行區(qū)分,將K―最鄰近法用于電位階伏安波及毛細管曲線分類中,實現(xiàn)了對有機化合物構(gòu)效關(guān)系的有效表征。二SMCA法最廣泛的應(yīng)用就是食品的鑒定。

(三)化學(xué)計量學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析

除了我們上面提到的應(yīng)用,化學(xué)計量學(xué)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面也發(fā)揮了積極的作用。所謂的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)代生物學(xué)的對人腦組織進行研究而提出的,利用大量的簡單的處理單元進行充分連接,從而形成的巨大的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系,主要是用來模擬人的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)域的一定神經(jīng)行為。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對數(shù)據(jù)模式進行合理的解析與分類,對于原因與結(jié)果關(guān)系不確定的非線性測量數(shù)據(jù)有著獨特的應(yīng)用。分析化學(xué)的不確定性很多,借助于化學(xué)計量學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得到了有效的應(yīng)用解決。從目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況來看,在譜圖分析、藥物分子藥效的預(yù)測及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測方面都取得了不錯的成績。此外,在分析化學(xué)中應(yīng)用比較廣泛的還有遺傳算法,遺傳算法可以進行多組分分析波長選擇、數(shù)據(jù)校正優(yōu)化、核磁共振脈沖波形選擇等。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還進一步促進了儀器聯(lián)機與實驗的自動化。在生產(chǎn)方面起到了重要的指導(dǎo)作用。

(四)化學(xué)計量法波普化學(xué)的應(yīng)用分析

目前在化學(xué)研究中,化學(xué)家們一直努力的目標主要是波普數(shù)據(jù)庫的有效利用。波普數(shù)據(jù)庫的質(zhì)譜、核磁共振譜、色譜等復(fù)雜分析體系的快速定性定量分析都是當前研究的重點。化學(xué)計量學(xué)為這方面的研究提供了新的突破口。各種濾波、平滑、交換、卷積技術(shù)的應(yīng)用,促進了分析化學(xué)的發(fā)展??梢灾苯犹峁┎豢煞蛛x的直接地測定相互干擾的共存性物種,對于完全未知的混合物也可以實現(xiàn)準確的測定。

(五)化學(xué)計量法的多元校正分析應(yīng)用

我國化學(xué)的多元化分析成為今后化學(xué)研究的大趨勢,不僅在研究目標上體現(xiàn)出多元化,對于研究對象也呈現(xiàn)出多元化的特性。這對于化學(xué)研究工作者是不小的挑戰(zhàn)。要求化學(xué)工作者能夠快速、準確的定位與定量,從而得出分析結(jié)果。在這樣的背景下,多元校正法應(yīng)用而生,其產(chǎn)生為現(xiàn)代分析儀器提供了大量的測量數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)進行了解析,可以說多元校正法是新型的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法。多元校正法在多個方面進行了研究優(yōu)化,靈敏度、檢測度、精密度等都對指標進行了優(yōu)化,在對這些指標優(yōu)化后,大大擴展了分析儀器的功能與方法的有效及實用性。正是因為正交設(shè)計、均勻性設(shè)計分析、板因式設(shè)計分析等多種實驗設(shè)計優(yōu)化方法的相互協(xié)調(diào),對分析選擇性進行了改善,在一定程度上拓寬了其化學(xué)計量法多元校正的應(yīng)用領(lǐng)域。

三、結(jié)束語:

化學(xué)計量學(xué)從產(chǎn)生到現(xiàn)在大約只有30多年的歷史,但是在短短的幾十年內(nèi),其應(yīng)用不斷得到普及,其應(yīng)用效果不斷得到化學(xué)行業(yè)的肯定。將來,化學(xué)計量學(xué)將依然是令人關(guān)注的問題,有著廣闊而光明的前景。化學(xué)計量學(xué)不斷發(fā)展,將對儀器的智能化分析提供新的研究理論與方法途徑,為高維聯(lián)用儀器的發(fā)展提供新的突破口與改進點。通過本文對化學(xué)計量學(xué)在分析化學(xué)中的應(yīng)用分析,我們在看到化學(xué)計量學(xué)優(yōu)勢作用的同時,更應(yīng)該看到其發(fā)展中的不足,針對這些不足進行研究分析,在進行多次驗證的基礎(chǔ)上尋找新的解決途徑,完善這些不足,為化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展提供更加廣闊的發(fā)展空間。在分析化學(xué)發(fā)展領(lǐng)域,增強對化學(xué)計量學(xué)的引入是今后化學(xué)研究發(fā)展的一個大方向。

參考文獻

[1]黃丹.淺談化學(xué)計量學(xué)在分析化學(xué)中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].今日科苑.2009(08).

[2]周統(tǒng)武,蔡娟.化學(xué)計量學(xué)的學(xué)科現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].中國科技信息,2009(03).

[3]周南.關(guān)于“分析化學(xué)中的計量學(xué)與質(zhì)量保證”的國際研討會[J].理化檢驗(化學(xué)分冊),2007(03).

第7篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

中圖分類號:O65 文獻標識碼:B 文章編號:1008-2409(2007)04-0841-02

分析化學(xué)課程是化學(xué)、生物、醫(yī)藥、食品、環(huán)保等眾多專業(yè)的主干基礎(chǔ)課。按照傳統(tǒng)的觀點,高校開設(shè)該課程的意義,在于使學(xué)生掌握其核心理論、基本技能,培養(yǎng)嚴謹認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度。但在新的歷史時期,這一意義已經(jīng)上升到注重實際問題解決能力培養(yǎng)的新高度。在教學(xué)目的發(fā)生變化的同時,以“面向問題學(xué)習”、“面向課題實驗”以及“合作小組學(xué)習”為代表的分析化學(xué)教學(xué)法的變革,亦于上世紀九十年代末在一些教育發(fā)達國家率先進行。

以實驗性和應(yīng)用性作為主要特征的分析化學(xué)學(xué)科,實驗課程教學(xué)是其課程教學(xué)體系中的構(gòu)成要素,理應(yīng)成為此次教學(xué)法變革的重點之一?;谝詫嶋H問題解決為目的的開放性設(shè)計實驗,因其能夠使學(xué)生深切體驗到理論知識與現(xiàn)實間胚之間的廣泛聯(lián)系,進而變成“有意義學(xué)習”的動力和過程,尤其能夠體現(xiàn)新型教學(xué)法的核心思想而受到普遍的重視和踐行,在國內(nèi)重點高校中已常規(guī)化。但對于普通高校,特別是地處西部欠發(fā)達地區(qū)的普通高校,這類設(shè)計實驗在人們的意識中仍處于輔助地位,實際投入的學(xué)時甚少。加之生源質(zhì)量、師資水平、辦學(xué)條件等方面與發(fā)達地區(qū)均存在一定的差距,如何面對客觀實際,有針對性地開展教學(xué)設(shè)計創(chuàng)新,以緊跟時代的發(fā)展,滿足新形勢下社會對人才的需求,是普通高校教師所面臨的緊迫問題。對此,我們除將開放性設(shè)計實驗引入實驗課程教學(xué)中,同時還大膽嘗試開展“國家標準方法”實驗,進一步拉近了理論一實踐一社會之間的距離。

1 分析化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計創(chuàng)新的基本思路

強調(diào)“設(shè)計”的教學(xué),不同于傳統(tǒng)意義上重知識講授、按教材教的“備課”活動,它既反映了“設(shè)計科學(xué)”的本質(zhì)――教師工作的創(chuàng)造性和系統(tǒng)性;又體現(xiàn)了教學(xué)論、系統(tǒng)科學(xué)、學(xué)習科學(xué)的基本思想和原理,依存于一個開放的、復(fù)雜的自適應(yīng)學(xué)習系統(tǒng)之中。據(jù)此,我們構(gòu)建了分析化學(xué)實驗教學(xué)的基本思路。

1.1 教學(xué)目標設(shè)計

建立在整合課程目標、社會需求和學(xué)習者學(xué)習心理的基礎(chǔ)之上。

在當前嚴峻的就業(yè)形勢下,學(xué)生也對掌握實用的理論知識和扎實的操作技能充滿期待??墒牵绻寣W(xué)生以“照方抓藥”的方式,按照課本所列的原理、藥品用量和操作步驟去“操練”實驗,學(xué)生因始終處在受制于教科書的被動地位而毫無激情。加之學(xué)時數(shù)的減少,即使是這樣的操練也非常有限。事實證明,這種“只重視機械訓(xùn)練,不重視意義價值”的實驗教學(xué),是無法達到預(yù)期的目標的。

為了使學(xué)生體驗到所做實驗的意義和價值,我們必須從整體上來規(guī)劃實驗教學(xué)內(nèi)容和進程,著眼于多個維度學(xué)習目標的綜合達成?,F(xiàn)代“學(xué)習科學(xué)與技術(shù)”研究表明:只有當學(xué)習者浸潤于知識技能蘊含豐富、對學(xué)習構(gòu)成挑戰(zhàn)性的、足夠復(fù)雜的開放性學(xué)習任務(wù)(或問題)情境中時,才會促成他們強烈的自主探究心理傾向,在總問題解決與知識整合過程中建構(gòu)適用于解決日后工作中遇到的各類問題所必需的有效知識和探索精神。而且,這些任務(wù)難度亦不超過他們的能力極限,讓他們在每一個進步和成功中體驗學(xué)習的樂趣,形成良好的自我效能感(即自信心),以及產(chǎn)生對知識、技術(shù)和問題的價值認同。

1.2 學(xué)習過程設(shè)計

整體規(guī)劃,突出開放性自主實驗設(shè)計的教學(xué)。分析化學(xué)課程教學(xué)程序一般為基本理論獲取(課堂理論教學(xué))一基本技能訓(xùn)練(驗證性實驗)一實際問題解決(開放性設(shè)計實驗)。前兩步驟為傳統(tǒng)意義上的教學(xué)程序,仍不能使學(xué)生感受到學(xué)科知識應(yīng)用于實踐、解決實際問題后所體現(xiàn)的價值,并以此產(chǎn)生進一步求知探索的心理需要。因此,應(yīng)及時將開放性自主設(shè)計實驗與之相結(jié)合。嫻熟的實驗技能是解決實際問題的保障。依照傳統(tǒng)的觀點,系統(tǒng)的基本技能訓(xùn)練是應(yīng)該投入大量時間和精力的。但事實上,學(xué)生在沒有應(yīng)用體驗之前,即便是教師極度耐心的反復(fù)示范和強調(diào),學(xué)生也仍然處在被動的接受地位,進行著機械的操練,很難形成主動構(gòu)建的技能體系。而基于實際問題解決的開放性自主設(shè)計實驗以“全程實驗”的教學(xué)模式(學(xué)生從試劑配制開始至提交分析報告均自主完成),以真實、復(fù)雜和開放的挑戰(zhàn)性問題(如對各種食品、藥物、生活用品的分析測定等)促使學(xué)生認真鉆研教材、查閱資料、反思總結(jié)分析化學(xué)的相關(guān)知識、努力追求實驗操作的準確性、進一步提升對分析化學(xué)學(xué)科價值的認識,從而使得知識獲取和技能練習變成一種自覺的行為。以提交分析報告作為完成標志的一個實驗教學(xué)程序,其中所包含的已經(jīng)不僅僅是實驗技能方面的收獲,更重要的是同時進行大量信息收集、整合以及獲取過程的實踐鍛煉,這反過來又使得課堂所授理論更具親和力和活力,更易于主動接納和吸收。

在實際問題解決過程中,我們引入了國家標準的查閱和利用。這些國家標準分析方法,其全面性、嚴謹性遠遠高于我們所用教材的內(nèi)容,同時又是相關(guān)行業(yè)在一定時期內(nèi)的主流分析方法。更重要的是引進種類標準,使學(xué)生切身感受到他們所做的分析實驗原來與社會實踐的距離是如此之近,又如此之遠:“近”是因為他們所做的實驗具有實際意義和應(yīng)用價值;“遠”意味著教材內(nèi)容與社會主流分析方法還有一段距離。正是基于這樣的體認(親身體驗并產(chǎn)生認識的過程),他們對分析實驗倍感興趣并產(chǎn)生進一步解決挑戰(zhàn)性問題的渴望,這種心理傾向促使他們更自覺、更主動的去征服原本抽象而復(fù)雜的分析化學(xué)難題。

另一方面.學(xué)生在認知建構(gòu)的過程中.會產(chǎn)生大量的錯誤觀念或偏見,需要通過反思、討論、交流等學(xué)習活動,對各種觀念進行比較、分析、歸納,最后形成簡化明晰、具有活性的知識。知識整合的過程亦可通過成果展示會、專家點評、同學(xué)互評、論文撰寫等方式來達成。

2 分析化學(xué)實驗課程教學(xué)設(shè)it創(chuàng)新的案例及效果

根據(jù)上述理論構(gòu)架,我們在廣西師大化學(xué)化工學(xué)院04級應(yīng)用化學(xué)本科班,進行了基于挑戰(zhàn)性問題解決的分析化學(xué)實驗課程教學(xué)過程設(shè)計的創(chuàng)新性試驗。

2.1 案例一

在學(xué)生已經(jīng)具備初步的分析化學(xué)理論和基本操作技能的基礎(chǔ)上,開設(shè)自主設(shè)計與探究的全程開放實驗――“胃舒平”藥品中氧化鋁含量的測定。即從完整實驗方案的擬定、儀器試劑的準備直至分析結(jié)果的提交均由學(xué)生獨立或合作完成。教師在其中只起指導(dǎo)性作用,按學(xué)生需要提供幫助,例如查找資料的方法和途徑等,并對實驗進行總結(jié)。

雖然學(xué)生首次面臨這樣具有一定難度的挑戰(zhàn)性實驗任務(wù),但他們表現(xiàn)出極高的積極性。在收集資料、設(shè)計方案時遇到了困難,但通過師生交流與學(xué)生合作學(xué)習,至實驗方案實施時,已經(jīng)充滿自信。所有同學(xué)一改往日對現(xiàn)有教材和教師的依賴,都忙碌于實施自擬實驗方案的工作中,教師只需查看他們操作中出現(xiàn)的問題,并及時糾正。

2.2 案例二

開設(shè)國家標準方法實驗一漓江水的高錳酸鹽指數(shù)測定。

實驗方案嚴格依照國家標準方法,這是一個更具有實踐意義的挑戰(zhàn)性任務(wù),要求學(xué)生對設(shè)點采樣一樣本處理一同室分組測定一數(shù)據(jù)分析一提交分析報告這樣一個完整的分析過程全體合作完成。

2.3 效果

通過活動學(xué)生們的熱情很高,為確保分析報告的可靠性,在技術(shù)上更加注重科學(xué)性、準確性。例如,學(xué)生在采樣時自行設(shè)計了水樣采集器,并對同室測定的結(jié)果進行了統(tǒng)計分析,繪制出高錳酸鹽指數(shù)同室測量值頻數(shù)分布直方圖。雖然在測定結(jié)果上并不令眾多學(xué)生滿意(RSD%=19.85,精密度很差),但可貴的是所有工作都是由學(xué)生自己查閱資料、自行設(shè)計制作完成。特別是一些在過去“封閉性”實驗中表現(xiàn)懶散的男生,展現(xiàn)出前所未有的積圾性和創(chuàng)造性。顯然,學(xué)生在開放性自主設(shè)計實驗中所體驗到的各種“成功”和“失敗”,是他們進一步深入學(xué)習與探索的動力源泉。

挑戰(zhàn)性任務(wù)的開放性、自主性,使得學(xué)生的“被動”身份(為了應(yīng)付老師而做實驗)轉(zhuǎn)化為“主動”身份,他們必須像一化學(xué)科學(xué)工作者那樣去解決現(xiàn)實問題.對自己的研究負全部責任,這種責任感體現(xiàn)為嚴謹?shù)目茖W(xué)精神和良好的科學(xué)態(tài)度。我們發(fā)現(xiàn):從基本技能訓(xùn)練到開放性實驗設(shè)計,學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的獲取越發(fā)精益求精,有效數(shù)字的取舍更為嚴謹、合理,對提高自身實驗技能的要求日益強烈,對實驗方案進行改革與創(chuàng)新的意識逐漸萌發(fā),實驗報告越來越趨近于研究論文。這種變化亦體現(xiàn)了多維度學(xué)習目標得以自主建構(gòu)和內(nèi)在生成。同時,多種形式的合作學(xué)習模式,讓學(xué)生充分體驗集體智慧的魅力,培養(yǎng)了團隊精神。

對此.在學(xué)生的實驗總結(jié)中,也有充分反映:①在桂林讀書,對漓江水的最親密接觸竟然與我們所學(xué)的專業(yè)掛鉤,使我感到我們這個專業(yè)的實用性真的不小。以前從來沒有對那門實驗課做到如此細致化、精確化,分析化學(xué)實驗操作培養(yǎng)了這種能力。整個過程都必須經(jīng)過慎重考慮;因為每做錯一步,都會為實驗誤差打下基礎(chǔ),誤差是可以累積的。②關(guān)于實驗設(shè)計的信息五花八門,這讓我不知如何選擇,最后從實驗原理出發(fā),對每一步用到的相關(guān)知識都作了進一步了解。③通過這次課的講解,激烈的討論,表現(xiàn)出同學(xué)們極大的熱情,積極和認真的態(tài)度。④這種能動手動腦的實驗?zāi)軌蛘嬲憻捨覀兊哪芰?,增加我們的實驗興趣和信心。⑤這次實驗使我們受益匪淺,知道我們還缺乏很多的應(yīng)用能力,認識到所學(xué)的東西與現(xiàn)實間的差距。⑥這個實驗讓我感受最深的是獨立思考與獨立完成實驗。⑦通過這次實驗,糾正了以前的一些錯誤的操作方法,同時也學(xué)會了怎樣在實驗過程中與同學(xué)合作。⑧希望這種實驗方式能夠保存下來并加以改進,畢竟自己動手動腦完成的實驗才有意義。

3 討論

第8篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞] 高職院校;基礎(chǔ)課程:分析化學(xué);任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法

[中圖分類號] R94 [文獻標識碼] C [文章編號] 1673-7210(2013)07(b)-0134-03

近年來,高職院校學(xué)生入學(xué)分數(shù)逐年呈下降趨勢,升入高職院校后,學(xué)習沒有動力,缺乏學(xué)習興趣,特別是對入學(xué)后先開設(shè)的基礎(chǔ)課程,厭學(xué)現(xiàn)象明顯?;A(chǔ)課程的學(xué)習情況會直接影響到專業(yè)課程的學(xué)習,為此,本課題對藥學(xué)系150名學(xué)生及醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)系100名學(xué)生做了問卷較差。調(diào)查結(jié)果顯示:在校生對基礎(chǔ)課學(xué)習不感興趣的占85%;實習生對基礎(chǔ)課不感興趣的占89%;畢業(yè)生對基礎(chǔ)課不感興趣的占88%。為此,基礎(chǔ)課程教學(xué)改革勢在必行。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法給學(xué)生充分的自由,是一種學(xué)生主動參與、自主合作、探索創(chuàng)新的教學(xué)方法,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣,維持學(xué)生的學(xué)習積極性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習能力[1],通過任務(wù)的完成來實現(xiàn)對所學(xué)知識的構(gòu)建[2]。從2008年開始筆者實施分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué),充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習積極性,收到了較好的效果[3]。

1 進行廣泛調(diào)研,確定分析化學(xué)知識儲備內(nèi)容

在高職藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)改革與實踐中,筆者首先依據(jù)藥學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)計劃,在進行廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上來確定分析化學(xué)所需要的知識內(nèi)容即知識儲備內(nèi)容。

1.1 進行專業(yè)課調(diào)研

首先筆者對藥學(xué)專業(yè)的專業(yè)課進行調(diào)研,如:天然藥物、藥物分析化學(xué)、藥物制劑技術(shù)等課程。廣泛聽取專業(yè)課教師的意見。按專業(yè)課對分析化學(xué)知識的需要,確定分析化學(xué)的知識儲備內(nèi)容。

1.2 進行社會調(diào)研

筆者對高職學(xué)生畢業(yè)后能就業(yè)的單位進行調(diào)研,如:藥檢所、制藥廠、社會藥房及醫(yī)院藥房等單位。廣泛聽取用人單位的意見。按用人單位對分析化學(xué)知識的需要,確定分析化學(xué)的知識儲備內(nèi)容。

1.3 進行專家咨詢

進行專家咨詢,筆者除了與校內(nèi)外專家進行的多次研討、反復(fù)論證外,還與省內(nèi)外專家進行咨詢,廣泛聽取專家意見,按專家的意見來確定分析化學(xué)的知識內(nèi)容。

在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,綜合、分析、論證,最終確定分析化學(xué)的知識儲備內(nèi)容為三個模塊,十項知識儲備內(nèi)容。

第一模塊為:分析化學(xué)基礎(chǔ)知識模塊。包括三項知識儲備內(nèi)容:分析化學(xué)概述、常用的分析化學(xué)儀器、定量分析的誤差及數(shù)據(jù)處理。

第二模塊為:化學(xué)定量分析模塊。包括五項知識儲備內(nèi)容:酸堿滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、非水溶液酸堿滴定法。

第三模塊為:儀器分析模塊。包括兩項項知識儲備內(nèi)容:光學(xué)分析及色譜法。

這些知識儲備內(nèi)容能為專業(yè)課程的學(xué)習提供有力的基礎(chǔ)支撐作用。

2 進行典型工作任務(wù)提煉,確定典型工作任務(wù)書

分析化學(xué)本身對于高職院校層次的學(xué)生,屬于一門操作技術(shù),很適合行動導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法。將長篇大論的理論知識進行提煉,提煉成簡單的典型工作任務(wù)。在典型工作任務(wù)中涵蓋了應(yīng)掌握所有的知識儲備內(nèi)容,既包含了理論知識也包含了實驗操作。以典型任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生擺脫枯燥、被動接受的學(xué)習方式,會大大提高學(xué)生的學(xué)習興趣。

筆者根據(jù)分析化學(xué)的知識儲備內(nèi)容,提煉出能涵蓋這些分析化學(xué)知識內(nèi)容的25個典型工作任務(wù)。典型工作任務(wù)書見表1。

3 實施分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)旨在為學(xué)生提供體驗實踐的情境和感悟問題的情境,圍繞工作任務(wù)展開學(xué)習,以工作任務(wù)的完成結(jié)果檢驗和總結(jié)學(xué)習過程、考量學(xué)習效果,能改變學(xué)生的學(xué)習狀態(tài),提高學(xué)生的學(xué)習興趣和學(xué)習積極性,提高學(xué)習成績和實驗操作能力,提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種有利于學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)方法[4]。分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程為:先提出工作任務(wù)、組織、編排、序化教學(xué)內(nèi)容、教師與學(xué)生的教與學(xué)過程、學(xué)生完成工作任務(wù)。

3.1 先提出工作任務(wù)

分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程不是按原來的順序,先是今天講某章,而是先提出今天的工作任務(wù),要做什么。

以配位滴定法的教學(xué)為例說明任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的過程:

先提出工作任務(wù),今天的任務(wù)是:“進行葡萄糖酸鈣中鈣的含量測定”。

如何完成這個工作任務(wù)?學(xué)生就會想:用什么滴定方法?用何種指示劑指示終點? 滴定條件是什么?化學(xué)反應(yīng)及終點前后顏色變化如何?如何進行操?用什么等級的試劑?選用什么儀器?如何進行數(shù)據(jù)處理及結(jié)果計算?

工作任務(wù)的提出將學(xué)生自然的帶入了我要學(xué)習的狀態(tài)。

3.2 組織教學(xué)內(nèi)容

分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)內(nèi)容不是按原來的教材內(nèi)容進行,概念、分類、理論方法、原來、條件、測定實例、實驗,而是圍圍繞完成工作任務(wù)的需要,教師重新組織、編排、序化教學(xué)內(nèi)容,同時刪去與完成工作任務(wù)無關(guān)的內(nèi)容、增加完成工作任務(wù)所必須的內(nèi)容。

3.3 教師與學(xué)生的教與學(xué)

分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的課堂環(huán)節(jié)是:對完成工作任務(wù)必須的教學(xué)內(nèi)容,教師與學(xué)生進行共同討論,教師重點講解,使學(xué)生掌握完成工作任務(wù)的理論和實驗操作步驟及整個實驗過程中應(yīng)有的現(xiàn)象,使用的儀器試劑及實驗過程中的注意事項,數(shù)據(jù)的處理、結(jié)果的計算及合格條件等問題。

3.4 完成工作任務(wù)

學(xué)生掌握完成工作任務(wù)的所有理論和實驗操作步驟等問題后,就由學(xué)生來完成這項工作任務(wù):“進行葡萄糖酸鈣中鈣的含量測定”。教師隨時指導(dǎo)糾正學(xué)生的錯誤操作、解決學(xué)生提出的問題,使之操作正確、規(guī)范,完成葡萄糖酸鈣中鈣的含量測定。并進行實驗數(shù)據(jù)處理,寫出實驗報告,Rd不得大于0.2%為合格。操作不規(guī)范、測定結(jié)果不合格的學(xué)生可利用開放實驗室的時間,進行重復(fù)練習直至合格為止。

這種任務(wù)驅(qū)動,教、學(xué)、做一體的教學(xué)注重了過程性的考核,加強了對學(xué)生多元化綜合能力的評價[5-6]。每一個任務(wù)都完成了,其理論知識及實驗操作就都達到了課程標準的要求。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué),使學(xué)生一目了然每次課要學(xué)會做什么,應(yīng)該學(xué)什么。并且學(xué)為做而用,不認真學(xué)就無法完成本次課的工作任務(wù),就達不到合格標準。這樣有明確的學(xué)習目的,大大增強了學(xué)生學(xué)習動力及學(xué)習興趣[7]。從2008級開始實施分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué),歷經(jīng)2009、2010、2011級四屆,每年都進行教學(xué)效果的評價及課程教學(xué)總結(jié)和改進,收到了很好的效果。

4 《分析化學(xué)》教材開發(fā)

工作過程系統(tǒng)化已成為目前職業(yè)教育課程改革的主要趨勢。它的實質(zhì),在于課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)是工作過程的系統(tǒng)化,而不是學(xué)科的系統(tǒng)化。由于教材是課程物化的載體,傳統(tǒng)的理論性教材或?qū)嶒炐越滩模呀?jīng)不能適應(yīng)工作過程系統(tǒng)化課程改革的要求,因此,目前職業(yè)教育的教材內(nèi)容與結(jié)構(gòu)正面臨著一場“革命性”甚至是“顛覆性”變化[8]。分析化學(xué)借鑒專業(yè)課程改革的經(jīng)驗,將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識與實踐知識整合,開發(fā)出任務(wù)驅(qū)動式的《分析化學(xué)》教材。新版《分析化學(xué)》教材,每章內(nèi)容都是以典型工作任務(wù)開始,然后并圍繞工作任務(wù)的需要,組織、編排、序化教學(xué)內(nèi)容[9],以學(xué)生完成工作任務(wù)而結(jié)束。

具體形式為:第一部分:典型工作任務(wù);第二部分:知識儲備內(nèi)容;第三部分:完成工作任務(wù)實例;第四部分:學(xué)生完成工作任務(wù)。

這樣的編排意味著適度、夠用的陳述性知識的總量沒有變化,而是這類知識在課程中的排序方式發(fā)生了變化。課程不再是靜態(tài)的學(xué)科體系的顯性理論知識的復(fù)制與再現(xiàn),而是著眼于動態(tài)的行動體系的隱性知識的生成與構(gòu)建[10]。新編《分析化學(xué)》教材充分體現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動融“教、學(xué)、做一體化。

從2008年使用新編《分析化學(xué)》教材,四年來,本教材受到了藥學(xué)及醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)師生的好評。此教材的不足之處是,學(xué)生完成工作任務(wù)時還需要參考實驗指導(dǎo)教材。2012年筆者又進行了新一輪的教材修改、完善,并改名為《分析化學(xué)及操作技術(shù)》。新版教材將實驗指導(dǎo)的內(nèi)容有機的融合在一起,使學(xué)生使用時更加方便。2013年開始使用新版的《分析化學(xué)及操作技術(shù)》教材。

分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)改革從2008年至今已完成了前期的學(xué)生調(diào)研、專業(yè)課調(diào)研、國內(nèi)外基礎(chǔ)課程教學(xué)的調(diào)研;依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,完成了《分析化學(xué)》新課程標準的制定;完成了四屆藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的實施;完成了任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式融教、學(xué)、做一體的教材的編寫;完成了分析化學(xué)精品課程的所有網(wǎng)上資源建設(shè)。分析化學(xué)按專業(yè)課程的需要,基本構(gòu)建了“分析化學(xué)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式”。改變了學(xué)生對基礎(chǔ)課程不感興趣的狀態(tài),真正使學(xué)生變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,收到了較好的教學(xué)效果,通過分析化學(xué)的學(xué)習,為專業(yè)課的學(xué)習打下了堅實的基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1] 薛靈偉,王俊俊.任務(wù)驅(qū)動在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣東化工,2011,38(2):191-194.

[2] 王杰超.基于ERP平臺的新型教學(xué)模式研究[J].成都大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2006,(1):101-102.

[3] 謝煒聰.高職院校特色發(fā)展的策略[J].教育探索,2012,(8):28-29.

[4] 崔燕兵.深化任務(wù)驅(qū)動教學(xué)理念提高學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2011,(23):13-114.

[5] 梁立堅.任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)在高職食品類專業(yè)技術(shù)實驗課中應(yīng)用探討[J].廣西輕工業(yè),2008,(7):150.

[6] 邢榮秀.基于工作過程的分析化學(xué)課程改革與實踐[J].醫(yī)學(xué)教育探索,2010,(7):897-899.

[7] 左秀鳳.生物化學(xué)檢驗課程教學(xué)改革初探[J].河南職工學(xué)院學(xué)報,2008,(5):95-97.

[8] 孫萬軍.工作過程系統(tǒng)化課程改革需要配套教材[N].現(xiàn)代教育報,2008-11-7(C).

[9] 姜大源.職業(yè)教育關(guān)于制定基于工作過程導(dǎo)向的教學(xué)計劃的思考[J].職業(yè)時空,2008,(6):39-40.

第9篇:分析化學(xué)在食品中的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞化學(xué)計量學(xué)發(fā)展中國

化學(xué)計量學(xué)(Chemometrics)在我國發(fā)展已有20多年的歷史,是一門化學(xué)與統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)交叉所產(chǎn)生的新興的化學(xué)學(xué)科分支。它運用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機科學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科的理論與方法,優(yōu)化化學(xué)量測過程,并從化學(xué)量測數(shù)據(jù)中最大限度地提取有用的化學(xué)信息[1]。它與基于量子化學(xué)的計算化學(xué)(ComputationalChemistry)的不同之點只在于化學(xué)計量學(xué)是以化學(xué)量測量為其基點,實質(zhì)上是化學(xué)量測的基礎(chǔ)理論與方法學(xué)[2]。

由于“”的影響,使我國在化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展方面略遲于歐美,但在化學(xué)界前輩的積極倡導(dǎo)和國家自然科學(xué)基金委的支持下,80年代以來,我國的化學(xué)計量學(xué)研究得到了飛速發(fā)展,到現(xiàn)在已發(fā)展成為一門在國際上有一定影響的獨立的化學(xué)學(xué)科分支,已出版了多本化學(xué)計量學(xué)方面的專著和相應(yīng)的教材[3],并在中國科學(xué)院的多個研究所和國內(nèi)多個知名大專院校建立了隊伍穩(wěn)定的化學(xué)計量學(xué)研究小組,取得了一批具有國際先進水平的成果。8年前,我們曾在第二屆斯堪的那維亞國際化學(xué)計量學(xué)大會上對我國的化學(xué)計量學(xué)發(fā)展主要成果進行過一次綜論[4],在此,僅就近10年來化學(xué)計量學(xué)在我國的發(fā)展情況作出簡要介紹。

化學(xué)計量學(xué)為化學(xué)量測提供理論和方法,為各類波譜及化學(xué)量測數(shù)據(jù)的解析,為化學(xué)化工過程的機理研究和優(yōu)化提供新途徑,它涵蓋了化學(xué)量測的全過程,包括采樣理論與方法、試驗設(shè)計與化學(xué)化工過程優(yōu)化控制、化學(xué)信號處理、分析信號的校正與分辨、化學(xué)模式識別、化學(xué)過程和化學(xué)量測過程的計算機模擬、化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系、化學(xué)數(shù)據(jù)庫、人工智能與化學(xué)專家系統(tǒng)等,是一門內(nèi)涵相當豐富的化學(xué)學(xué)科分支?;瘜W(xué)計量學(xué)的發(fā)展為化學(xué)各分支學(xué)科、其別是分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、藥物化學(xué)、有機化學(xué)、化學(xué)工程等,提供了不少解決問題的新思路、新途徑和新方法。

化學(xué)計量學(xué)發(fā)展成為化學(xué)與分析化學(xué)學(xué)科的一個獨特分支。兩個重要的條件與因素推動了這方面的發(fā)展。首先,化學(xué)與分析化學(xué)中大量涌現(xiàn)的現(xiàn)代化學(xué)量測儀器,使化學(xué)與分析化學(xué)家比以往任何時侯都更容易獲得大量化學(xué)量測數(shù)據(jù)。這種情況,在過去是難以想象的。到20世紀80年代,在分析測試或化學(xué)量測中,人們第一次發(fā)現(xiàn),取得數(shù)據(jù)甚至大量數(shù)據(jù)已不是最困難的一步。最難解決的瓶頸問題是這些數(shù)據(jù)的解析及如何從中提取所需的有用化學(xué)信息?;瘜W(xué)家與分析化學(xué)家首次遇到類似行為科學(xué)家或經(jīng)濟學(xué)家所遇到的大量數(shù)據(jù)如何處理的問題?;瘜W(xué)家與分析化學(xué)家比較幸運。因為大量現(xiàn)代分析測試儀器出現(xiàn)帶來“數(shù)據(jù)爆炸時代”,也正是計算機普及的時代。這就構(gòu)成了化學(xué)計量學(xué)發(fā)展的第二個條件。為了對極為復(fù)雜的化學(xué)量測數(shù)據(jù)(其中負載著在分子水平上表征物質(zhì)世界的信息)進行解析,化學(xué)家、分析化學(xué)家利用可在計算機上實現(xiàn)的許多強有力的數(shù)學(xué)方法,包括一些相關(guān)學(xué)科發(fā)展的數(shù)據(jù)與信號處理新方法,從多維化學(xué)量測數(shù)據(jù)中提取有用的相關(guān)化學(xué)信息。如果說經(jīng)典分析化學(xué)是得首先依賴費時而麻煩的化學(xué)或物理的方法來對很多復(fù)雜化學(xué)體系進行純組分分離,即采用單變量校正方法進行定性定量分析的話,那么,現(xiàn)代分析化學(xué)家面對的則是各種將分析分離技術(shù)集于一體的高維儀器所產(chǎn)生的巨量分析信號,藉化學(xué)計量學(xué)發(fā)展的新型分析信號的多元校正與分辨方法[5]來進行復(fù)雜多組分體系的定性定量解析,高維數(shù)據(jù)解析的化學(xué)計量學(xué)方法現(xiàn)已進入可用來解決分析化學(xué)中實際難題的程度,將這些方法用于復(fù)雜環(huán)境樣本、中草藥中單位藥及復(fù)方分析等[6],取得了很多令人振奮的結(jié)果。繼續(xù)進行高維數(shù)據(jù)、特別是針對可產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)的新型儀器的化學(xué)計量學(xué)算法的研究現(xiàn)仍是一個研究的熱點,我國的化學(xué)計量學(xué)研究在此方面取得了居于國際先進水平的成果[7]。多元校正與分辨一直就是分析化學(xué)計量學(xué)研究的主要內(nèi)容,在此方面,中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、石油化工科學(xué)研究院、沈陽藥科大學(xué)、中國藥科大學(xué)、同濟大學(xué)、天津大學(xué)、廈門大學(xué)、蘭州大學(xué)、江西大學(xué)、西北大學(xué)、華中理工大學(xué)、湖南大學(xué)等單位做了大量的研究工作[8]。將化學(xué)計量學(xué)方法固化于新設(shè)計的分析儀器之中,以構(gòu)建新型智能分析儀器,是一個值得繼續(xù)研究的方向。另一方面,由于近年來計算機科學(xué)及信息科學(xué)的長足發(fā)展,它們的發(fā)展也為化學(xué)計量學(xué)注入了新鮮血液,我國在分析信號處理新方法,其別是小波分析(waveletanalysis)的引入,為分析信號的壓縮、去噪、分辨及背景消除等帶來新思路和新方法,從對近年來在此方面的綜述來看,可以說,我國在小波分析用于分析信號處理研究的方面是處于國際先進水平的,中國科技大學(xué)、中山大學(xué)、香港理工大學(xué)等單位的化學(xué)計量學(xué)研究小組在此方面作出了大量有水平的研究[9]。另外,有關(guān)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificialneuralnetworks,ANN)[10]新技術(shù)、基于自然計算的全局最優(yōu)算法如模擬退火(simulatedannealing,SA)和遺傳算法(geneticalgorithm,GA)[11],信息科學(xué)中的圖象分析(imageanalysis,IA)方法,統(tǒng)計學(xué)中研究熱烈的穩(wěn)健方法(robustmethods,RM)[12]等新型化學(xué)計量學(xué)方法的引入也取得很多可喜的成果。采樣理論這一重要的化學(xué)計量學(xué)研究分支,過去未引起必要的重視,近期有關(guān)研究小組如南開大學(xué)等單位倡導(dǎo)開展了這方面研究[13]。

化學(xué)模式識別的研究提供的是對決策和過程優(yōu)化很有實用價值的信息,為我國石油化工、材料化學(xué)等帶來了解決研究難題的新思路,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新方法,為化學(xué)模式識別提供了研究的新機遇。無論在化學(xué)模式識別的方法和應(yīng)用方面,我國都取得了不少優(yōu)秀成果,中國科學(xué)院上海冶金研究所的化學(xué)計量學(xué)研究小組先后用化學(xué)模式識別的方法成功地解決了50多個石油化工過程優(yōu)化、材料設(shè)計等方面中的實際難題。化學(xué)模式識別方法用于分析化學(xué)、物理化學(xué)、無機化學(xué)、藥物化學(xué)、食品化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)和環(huán)境化學(xué)等學(xué)科的研究在我國也取得了不少成果,浙江大學(xué)、中國科技大學(xué)、沈陽藥科大學(xué)、中國藥科大學(xué)、同濟大學(xué)、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、湖南大學(xué)等單位在此方面做了大量工作[14]。

化學(xué)定量構(gòu)效關(guān)系(QSAR)的研究,是一個涉及到化學(xué)學(xué)科的一個帶根本性的問題,即如何從物質(zhì)的化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)來定量預(yù)測其化學(xué)特性,也可以說是理論化學(xué)研究中的一個最重要目標。目前,由于藥學(xué)發(fā)展的需要,將基于量子化學(xué)計算的分子模擬與QSAR研究結(jié)合起來,為尋求有生物和藥理活性的先導(dǎo)化合物提供了一個新途徑,我國在這方面也已取得引人注目的成就[15]。將全局最優(yōu)算法如模擬退火和遺傳算法的引入分子力學(xué)的尋優(yōu),以指導(dǎo)最佳先導(dǎo)化合物的尋找,是化學(xué)計量學(xué)家的貢獻,現(xiàn)已在QSAR的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。QSAR通過直接研究可量測化學(xué)量及某些量化參數(shù)與化合物的某些已知化學(xué)特性之間的已知數(shù)據(jù),采用統(tǒng)計回歸(多元校正)和模式識別的方法來建立一種模式,從而達到預(yù)測化合物特性的目的,建立起某些化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系來指導(dǎo)進一步的實驗研究。目前,用ANN來進行QSAR研究頗引人注目,在模式分類與定量構(gòu)效關(guān)系研究中展現(xiàn)了很好的應(yīng)用前景。在QSAR的研究中,南開大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)院上海藥物研究所、中國科學(xué)院化工冶金研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的化學(xué)計量學(xué)研究小組將分子模擬與QSAR研究相結(jié)合,并直接用于指導(dǎo)實際的藥物合成,取得了很好的研究成果[16]。在QSAR研究中,化合物結(jié)構(gòu)的拓樸表征是另一個重要的課題,如何采用圖論和數(shù)值方法來表征各種化合物分子,并將所得數(shù)值結(jié)果與實際量測的化合物的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性連接起來,也是目前化學(xué)計量學(xué)研究的一個重要問題。我國的化學(xué)計量學(xué)研究工作者在此方面也做了不少有意義的工作[17]。

波譜化學(xué)是分析化學(xué)與有機化學(xué)家都十分關(guān)注的一個領(lǐng)域,怎樣利用現(xiàn)存波譜數(shù)據(jù)庫,如質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振譜、色譜的保留時間庫以及吸收與發(fā)射光譜等為復(fù)雜分析體系進行快速定性定量分析,一直是分析化學(xué)家們努力的目標;而如何利用上述各種波譜為新合成的有機化合物定結(jié)構(gòu),則是有機化學(xué)家們手中必不可少的解析手段。計算機技術(shù),其別是智能數(shù)據(jù)庫與化學(xué)專家系統(tǒng)技術(shù)為此提供了進行上述解析的新途徑。我國的化學(xué)計量學(xué)工作者在此方面也做了大量富有成果的工作。中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、中國科學(xué)院化工冶金研究所,南開大學(xué)、南京大學(xué)、東北師范大學(xué)、廈門大學(xué)、湖南大學(xué)等單位都先后建立了多種波譜的數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)[18],如13CNMR譜圖數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)解析專家系統(tǒng)(ESESOC)、高效液相色譜專家系統(tǒng)、紅外、質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫與專家系統(tǒng)、ICP發(fā)射光譜專家系統(tǒng)等,他們用計算機進行各類波譜(包括核磁共振譜、質(zhì)譜、紅外光譜等)模擬,并用聯(lián)合波譜庫和專家系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)自動解析與推導(dǎo),選擇各類儀器(色譜與光譜)的最佳量測和分離條件、進行各類波譜數(shù)據(jù)庫的知識開發(fā),并在各類數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)化上也做了大量工作[19]。

1997年,在國家自然科學(xué)基金委的全力支持下,由湖南大學(xué)與挪威Bergen大學(xué)合作,在張家界舉行了我國的第一次國際化學(xué)計量學(xué)會議,與會代表120多人,其中來自歐美及亞洲各地14個國家的境外代表60多人,會議的議題幾乎覆蓋了前述化學(xué)計量學(xué)研究的各個領(lǐng)域,還特別為化學(xué)計量學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用開辟了一個專門議題。該會議已在國際化學(xué)計量學(xué)刊物“ChemometricsandIntelligentLaboratorySystems”出版了會議論文專輯[20],收集了44篇會議,其中我國作者占了28篇,第一次較系統(tǒng)地向國際化學(xué)計量學(xué)界展示了我國的化學(xué)計量學(xué)研究的實力,說明我國的化學(xué)計量學(xué)研究已與國際接軌。

化學(xué)計量學(xué)誕生至今,已有近30年歷史,其發(fā)展前景亦是一個令人關(guān)注的問題。從分析化學(xué)與化學(xué)計量學(xué)的關(guān)系可以看出,化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展將對分析化學(xué)產(chǎn)生深刻影響,已構(gòu)成分析化學(xué)第二層次基礎(chǔ)理論和方法學(xué)的重要組成部分,特別值得提出的是,化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展還將為分析儀器的智能化提供新理論和新方法,為新型高維聯(lián)用儀器的構(gòu)建提供新思路和新方法,是21世紀分析儀器軟件主體化發(fā)展的新突破口。此外,隨著微型計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,對于化學(xué)波譜庫的建立與檢索方法以及化學(xué)人工智能和專家系統(tǒng)的研究也將取得長足進步。在采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將多種波譜儀器連接的基礎(chǔ)上,將數(shù)值化計算技術(shù)(近年來化學(xué)計量學(xué)方法學(xué)發(fā)展的主體)與傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的邏輯推理方法的有機結(jié)合,可望解決化合物結(jié)構(gòu)自動解析的難題,并使得長期困擾分析化學(xué)家的混合物波譜同時定性定量解析成為可能。在分析化學(xué)領(lǐng)域中,化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展前景十分誘人。另外,化學(xué)計量學(xué)與其他化學(xué)學(xué)科分支,如環(huán)境化學(xué)、食品化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)、化學(xué)工程等學(xué)科,將產(chǎn)生更密切的聯(lián)系,得到更廣泛的應(yīng)用。隨著各化學(xué)分支學(xué)科的發(fā)展,可以預(yù)期,化學(xué)計量學(xué)也將繼續(xù)得到更蓬勃的發(fā)展。

參考文獻

[1]SWold.Chemometrics:whatdowemeanwithit,andwhatdowewantfromit?PaperofInCINC''''94.

[2]俞汝勤.化學(xué)計量學(xué)導(dǎo)論.長沙:湖南教育出版社,1991.

[3]羅旭.化學(xué)統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ).沈陽:遼寧出版社,1985;俞汝勤.現(xiàn)代分析化學(xué)的信息理論基礎(chǔ).長沙:湖南大學(xué)出版社,1987;陳念貽,許志宏,劉洪霖,徐樺,王樂柵.計算化學(xué)及其應(yīng)用.上海:上??萍汲霭嫔?,1987;相秉仁.計算藥學(xué).北京:中國醫(yī)藥出版社,1990;許祿,郭傳杰.計算機化學(xué)方法及應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990;盧佩章,張玉奎,梁鑫淼.高效液相色譜法及其專家系統(tǒng).沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1994;許祿.化學(xué)計量學(xué)方法.北京:科學(xué)出版社,1995;陸曉華.化學(xué)計量學(xué).武漢:華中理工大學(xué)出版社,1997;梁逸曾.白灰黑復(fù)雜多組分分析體系及其化學(xué)計量學(xué)算法.長沙:湖南科技出版社,1997;周聲勱,梁亮,梁逸曾.合成計量學(xué)與化學(xué)化工系統(tǒng)優(yōu)化.長沙:湖南大學(xué)出版社,1996;劉洪霖,包宏.化工冶金過程人工智能優(yōu)化.北京:冶金工業(yè)出版社,1999;梁逸曾,俞汝勤.分析化學(xué)手冊(第十分冊)化學(xué)計量學(xué).北京:化工出版社,1999.

[4]YuRQ(俞汝勤).Chemometricsinchina.Chemom.andIntell.Lab.Sys.,1992,14:15.

[5]袁洪福,陸婉珍.現(xiàn)代科學(xué)儀器,1998,(5):6~8;徐廣通,袁洪福,陸婉珍.現(xiàn)代科學(xué)儀器,1997,(3):9;ShenHL(沈海林),andLiangYZ(梁逸曾).Chemom.andIntell.Lab.Sys.,1999,45:323~328;Wanghongyan(王洪艷).TheAnalyst,1995,120;梅雨,朱仲良,李通化.計算機與應(yīng)用化學(xué),2000,17:116;方慧生,吳玉田,黃春明.計算機與應(yīng)用化學(xué),2000,17:122;方慧生,吳玉田.分析化學(xué),1999,17:14;LiangYZ(梁逸曾),Kvalheim.OMetal.Anal.Chem.,1992,64:946~953;LiangYZ(梁逸曾),KvalheimOM.TheAnalyst,1993,118:779~790;LiangYZ(梁逸曾)etal.Anal.Chim.Acta,1993,276:425~440;XieYL(謝玉瓏),LiangYZ(梁逸曾),YuRQ(俞汝勤).Anal.Chim.Acta,1993,272:61~72.XieYL(謝玉瓏),LiangYZ(梁逸曾),YuRQ(俞汝勤).Anal.Chim.Acta,1993,281:207~218;XieYL(謝玉瓏),LiangYZ(梁逸曾),YuRQ(俞汝勤).Anal.Chim.Acta,1993,276:273~282.龔范,張林,梁逸曾,俞汝勤.化學(xué)學(xué)報,1998,56:500~506.