生物物质成分
| 名称 | 元素组成 | 特点 |
|---|---|---|
| 磷脂（脂质） | CHONP | N在亲水基团中 P在磷酸基团中 |
| ATP | CHONP | 腺嘌呤(N)-核糖-3磷酸基团 |
| DNA/RNA | CHONP | 含氮碱基，磷酸基团 |
| 脂肪（脂质） | CHO | 1甘油-3脂肪酸 |
| 甘油（丙三醇） | CHO | 脂肪骨架 |
| 脂肪酸 | CHO | 羧基-长烃链 |
| 固醇 | CHO | 胆固醇/酵母固醇/植物固醇 |
| 糖 | CHO | 唐氏 |
| 蛋白质 | CHON(S) | 部分含S |
| 激素 | 有的是蛋白质/多肽 有的不是 | |
| 抗原 | CHO(NPS) | 蛋白质/多糖/脂类 |
| 叶绿素 | CHON Mg2+ | |
| 血红蛋白 | CHON Fe2+ |
| 脂类类型 | 主要元素 | 特殊元素 | 示例分子式 |
|---|---|---|---|
| 甘油三酯 | CHO | — | C₅₅H₁₀₄O₆（三油酸酯） |
| 磷脂 | CHOP | N（部分） | C₄₂H₈₄NO₈P（卵磷脂） |
| 胆固醇 | CHO | — | C₂₇H₄₆O |
| 蜡 | CHO | — | C₃₀H₆₂O₂（蜂蜡） |
| 检验成分 | 试剂 | 现象 |
|---|---|---|
| 葡萄糖 | 班氏试剂 | 黄红色沉淀 |
| 蛋白质 | 双缩脲 | 紫色 |
| 脂肪 | 苏丹Ⅳ | 红色 |
| 不饱和烃 | 酸性KMnO4溶液 | 褪色 |
| 三价铁 | KSCN溶液 | 血红色 |
| 二价铁 | K3[Fe(CN)6]溶液 | 蓝色沉淀 |
- 激素不是必须通过血液运输才能发挥作用。
有一些激素可在局部发挥作用。 - 核糖比脱氧核糖多一个羟基。
化学分析技术
1. 原子发射光谱（AES, Atomic Emission Spectroscopy）
- 原理：样品原子被激发至高能态，返回基态时发射特征波长光，通过分光检测元素组成。
- 作用：
- 定性/定量分析：可同时检测多种元素（尤其是金属）。
- 应用领域：环境（重金属检测）、冶金、半导体材料分析。
- 特点：灵敏度高，适合多元素分析，但需高温激发（如电弧、等离子体）。
2. 原子吸收光谱（AAS, Atomic Absorption Spectroscopy）
- 原理：基态原子吸收特定波长的光，通过吸光度定量元素浓度。
- 作用：
- 定量分析：专一性强，适合单一元素精确测定（如铅、汞等）。
- 应用领域：食品安全、环境监测（水/土壤重金属）、临床（血铅检测）。
- 特点：灵敏度高（ppb级），但一次只能测一种元素，需标准曲线。
3. 红外光谱（IR, Infrared Spectroscopy）
- 原理：分子吸收红外光引起振动/转动能级跃迁，形成特征吸收峰。
- 作用：
- 官能团鉴定：确定分子中的化学键（如C=O、O-H等）。
- 结构分析：辅助推断有机物或高分子结构。
- 应用领域：药物分析、聚合物表征、化学反应监测。
- 特点：非破坏性，但需样品纯度高，对对称分子不敏感。
4. 核磁共振氢谱（¹H NMR, Nuclear Magnetic Resonance）
- 原理：氢核在磁场中吸收射频能量，产生共振信号，反映化学环境。
- 作用：
- 结构解析：确定有机物中氢的数量、位置及相邻基团（如苯环、甲基）。
- 定量分析：峰面积比例反映氢原子数量。
- 应用领域：有机合成、药物研发、代谢组学。
- 特点：需氘代溶剂，对非氢核（如¹³C）需其他谱仪。
5. X射线衍射（XRD, X-ray Diffraction）
- 原理：X射线照射晶体产生衍射花样，通过布拉格方程解析晶格结构。
- 作用：
- 晶体结构测定：确定原子排列、晶胞参数、晶型（如药物多晶型）。
- 物相分析：鉴别矿物、合金相等。
- 应用领域：材料科学、矿物学、制药（晶型稳定性）。
- 特点：需单晶或粉末样品，无法分析非晶态物质。
6. 质谱（MS, Mass Spectrometry）
- 原理：离子化样品后按质荷比（m/z）分离，检测碎片离子。
- 作用：
- 分子量测定：精确确定化合物分子量（如蛋白质、小分子）。
- 结构解析：通过碎片峰推断结构（如GC-MS联用）。
- 同位素分析：如地质年代测定（¹⁴C）。
- 应用领域：代谢组学、环境污染物检测、航天（火星有机物分析）。
- 特点：高灵敏度，可联用色谱（LC-MS），但需复杂离子源（如ESI、MALDI）。
对比总结
| 技术 | 核心信息 | 样品要求 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|
| AES | 多元素含量 | 固体/液体 | 矿石成分分析 |
| AAS | 单一元素定量 | 溶液 | 饮用水重金属检测 |
| IR | 官能团鉴定 | 纯固体/液体 | 聚合物降解研究 |
| NMR | 氢/碳骨架 | 氘代溶液 | 新药结构确认 |
| XRD | 晶体结构 | 单晶/粉末 | 电池材料晶相优化 |
| MS | 分子量及碎片 | 气体/溶液 | 蛋白质组学、毒品筛查 |
选择依据
- 元素分析：AES（多元素）、AAS（单元素）。
- 结构解析：IR（官能团）、NMR（精细结构）、MS（碎片信息）。
- 晶体材料：XRD。
- 复杂混合物：联用技术（如GC-MS、HPLC-NMR）。
