分析技术领域的诺贝尔奖课件.ppt

1、分析技术领域的诺贝尔奖分析技术领域的诺贝尔奖 W.H.Bragg & W.L.Bragg (英英) 物理奖物理奖 1915用用X射线研究晶体结构射线研究晶体结构 F.W.Aston (英英) 化学奖化学奖 1922 研究成功第一台质谱仪，并用它准确测定了研究成功第一台质谱仪，并用它准确测定了一些原子核分子的质量，发现了大量核素一些原子核分子的质量，发现了大量核素 F.Pregl (奥地利奥地利) 化学奖化学奖 1923 发明了有机化合物微量分析技术，并用这一发明了有机化合物微量分析技术，并用这一技术对碳、氢、氮、硫进行了测定，推动了技术对碳、氢、氮、硫进行了测定，推动了天然有机物的研究天然有机

2、物的研究 R.Zsigniondy (奥地利奥地利) 化学奖化学奖 1925 发明了超显微镜，并利用它对胶体进行较全面的研究，发明了超显微镜，并利用它对胶体进行较全面的研究，胶体研究成绩显著胶体研究成绩显著分析技术领域的诺贝尔奖分析技术领域的诺贝尔奖 T.Svedberg (瑞典瑞典) 化学奖化学奖 1926研制成功了第一台超离心机，用它准确测定了复杂的蛋白质分子量，并研制成功了第一台超离心机，用它准确测定了复杂的蛋白质分子量，并用于胶体化学的研究用于胶体化学的研究 G.C. de Hevesy (匈牙利匈牙利) 化学奖化学奖 1943第一个使用发射性同位素示踪技术研究化学和物理变化的过程第一

3、个使用发射性同位素示踪技术研究化学和物理变化的过程 A.W.K.Tiselius (瑞典瑞典) 化学奖化学奖 1948发明了电泳分离法，成功地分离了化学结构相似的蛋白质，还研究了吸发明了电泳分离法，成功地分离了化学结构相似的蛋白质，还研究了吸附层析法附层析法 F.Bloch & E.M.Purcell (美美) 物理奖物理奖 1952建立核子感应理论，发明核磁的测定方法建立核子感应理论，发明核磁的测定方法 A.J.P.Martin & R.L.M.Syngc (英英) 化学奖化学奖 1952发明了分配层析分析技术，即分配色谱法和纸色谱法发明了分配层析分析技术，即分配色谱法和纸色谱法 J.Heg

4、rovsky (捷捷) 化学奖化学奖 1959设计了第一台极谱分析仪，创立了极谱学设计了第一台极谱分析仪，创立了极谱学开创了极谱定性与定量分析法开创了极谱定性与定量分析法 W.F.Libby (美美) 化学奖化学奖 1960发明了发射性发明了发射性14C年代测定技术，为考古、年代测定技术，为考古、人类学、地球科学的研究提供了重要手段人类学、地球科学的研究提供了重要手段 O.Hassel（挪威）（挪威） & D.H.R.Barton (英英) 化学奖化学奖 1969应用应用X射线和电子衍射技术测定简单有机化合物的分子三维结构，提出射线和电子衍射技术测定简单有机化合物的分子三维结构，提出和阐明了构

5、象分析的原理，建立了构象分析的法则，使之成为化学研究和阐明了构象分析的原理，建立了构象分析的法则，使之成为化学研究中一个重要手段，推动立体化学和有机合成的发展中一个重要手段，推动立体化学和有机合成的发展 G.Herzberg (加加) 化学奖化学奖 1971应用闪光光解法，在研究分子结构和复杂自由基领域取得卓越成就应用闪光光解法，在研究分子结构和复杂自由基领域取得卓越成就R.Yalow (美美) 生理医学奖生理医学奖 1977 将同位素标记应用于医学，开创放射免疫分析法将同位素标记应用于医学，开创放射免疫分析法分析技术领域的诺贝尔奖分析技术领域的诺贝尔奖 K.M.Siegbahn (瑞典瑞典)

6、 物理奖物理奖 1981发展高分辨率电子光谱学并应用于化学分析发展高分辨率电子光谱学并应用于化学分析 A.Klug (英英) 化学奖化学奖 1982将将X射线衍射技术应用到电子显微镜中，在分子生物学研究中做出开创射线衍射技术应用到电子显微镜中，在分子生物学研究中做出开创性贡献性贡献H.A.Hauptman & J.Karle(美美) 化学奖化学奖 1985合作改进了晶体学合作改进了晶体学X射线衍射研究方法，运用广博的数学和计算机知识射线衍射研究方法，运用广博的数学和计算机知识解决了直接法分析晶体结构的问题，极大地推进了晶体研究，特别是对解决了直接法分析晶体结构的问题，极大地推进了晶体研究，特别

7、是对生物大分子的研究。生物大分子的研究。分析技术领域的诺贝尔奖分析技术领域的诺贝尔奖 R.R.Ernest (瑞士瑞士) 化学奖化学奖 1991研制出高分辨核磁共振分光法，成为有机物鉴定和研制出高分辨核磁共振分光法，成为有机物鉴定和结构测定的重要手段结构测定的重要手段 A.Zewail(美籍埃及人美籍埃及人) 化学奖化学奖 1999 利用激光闪烁研究化学反应利用激光闪烁研究化学反应 Kurt Wiithrich (瑞士瑞士) &John Fenn（美）（美）&Koichi Tanaka （日）（日） 化学奖化学奖 2002发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法、发明了对生物大分子进行确认和

8、结构分析的方法、以及发明了对生物大分子的质谱分析法和核磁共振技以及发明了对生物大分子的质谱分析法和核磁共振技术术分析技术领域的诺贝尔奖分析技术领域的诺贝尔奖质谱法的发明质谱法的发明质谱分析法是一种物理分析法。其基本原理是使待测物的分子在离子源中发生电离，变成气态离子并在电场中被加速，形成离子束进入质量检测器，通过它在磁场中的运行曲线和到达检测器所需要的时间来测定其质量。 18971897年，英国剑桥大学的物理学教授年，英国剑桥大学的物理学教授J.J.Thomson J.J.Thomson 对阴极射线做了对阴极射线做了定性和定量研究，证实阴极射线是由带负电荷的离子组成。定性和定量研究，证实阴极射

9、线是由带负电荷的离子组成。 18981898年，奥地利物理学家年，奥地利物理学家W.WienW.Wien又发现，不仅阴极射线在磁场和又发现，不仅阴极射线在磁场和静电场中发生偏移现象，某些正离子流也同样受磁场和静电场的静电场中发生偏移现象，某些正离子流也同样受磁场和静电场的影响。这种从气体放电管中引出的正离子流称为阳射线（又叫极影响。这种从气体放电管中引出的正离子流称为阳射线（又叫极隧射线）。隧射线）。 19051905年起，年起，ThomsonThomson开始进行阳射线研究。他把氖充入放电管做开始进行阳射线研究。他把氖充入放电管做实验时，在磁场或静电场作用下，出现两条阳射线的抛物线轨迹。实验

10、时，在磁场或静电场作用下，出现两条阳射线的抛物线轨迹。他进一步测出这两条抛物线所表征的粒子各带有他进一步测出这两条抛物线所表征的粒子各带有2020和和2222个原子质个原子质量单位。量单位。 F.W.Aston 1910F.W.Aston 1910年进入卡文迪什实验室，改进当时年进入卡文迪什实验室，改进当时ThomsonThomson做阳射做阳射线研究时所用的气体放电实验装置，以更准确地测定阳射线在电线研究时所用的气体放电实验装置，以更准确地测定阳射线在电磁场中的偏转度，从而决定其组成和质量。磁场中的偏转度，从而决定其组成和质量。 19131913年，年，F.W.AstonF.W.Aston认

11、为同位素假说是可以成立的，证实了认为同位素假说是可以成立的，证实了2020NeNe和和2222NeNe的存在，获得了麦克斯韦奖。的存在，获得了麦克斯韦奖。质谱法的发明质谱法的发明 A As st to on n根根据据他他原原先先改改进进的的测测定定阳阳射射线线的的气气体体放放电电装装置，置，又又参参照照了了当当时时光光谱谱分分析析的的原原理，理，改改进进了了磁磁分分析析器，器，设设计计制制造造出出一一个个包包括括有有离离子子源、源、分分析析器器和和收收集集器器三三个个部部分分组组成成的，的，可可以以分分析析同同位位素素并并测测量量其其质质量量及及丰丰度度（同同位位素素在在自自然然界界该该元元

12、素素中中所所占占的的比比例）例）的的新新仪仪器。器。这这就就是是质质谱谱仪。仪。质谱法的发明质谱法的发明 当今质谱仪已成为分离、分析和研究各种化合物及当今质谱仪已成为分离、分析和研究各种化合物及其反应机理的现代科学仪器。其反应机理的现代科学仪器。质谱法的发明质谱法的发明 色谱法是一种分离技术，其研究对象是复杂的混合物质。色谱法是一种分离技术，其研究对象是复杂的混合物质。 色谱法早在色谱法早在19061906年由俄国植物学家茨维特使用年由俄国植物学家茨维特使用CaCOCaCO3 3分作为分作为固定相，石油醚为流动相分离植物中色素时发现并命名的固定相，石油醚为流动相分离植物中色素时发现并命名的“色

13、谱法色谱法”色谱法的发明色谱法的发明 100多年前，德国化学家Runge对古罗马人的利用纸来分离染料的方法进行改进纸上色谱技术 俄国植物学家茨维特Tsweet 首先将这种层析现象用于分离植物色素红萝卜素、叶黄素和叶绿素A、B，并将这种方法命名为色谱法（Chromatography：Chromat色彩，graphos图谱） 液-固色谱（是最先创立的色谱方法） 20年后Kuhn 与Lederer为了证实蛋黄中的叶黄素是植物叶黄素与玉米黄质的混合物，参考了Tsweet 的论文并采用色谱法进行研究工作从此，色谱法才迅速引起各国科学工作者的重视并得以应用早期的色谱法只是一种分离方法 ，用于不能或很难用萃

14、取或蒸馏方法分离的混合物及性质极为相似的化合物 ，应用最广泛的领域是天然有机化合物的分离 色谱法的发明色谱法的发明 1941年， Martin和Synge采用水分饱和的硅胶为固定相，以含有乙醇的氯仿为流动相分离乙酰基氨基酸并且提出了色谱塔板理论 分配色谱 A.J.P.Martin和 R.L.M.Synge获得了1952年诺贝尔化学奖。在他们获得诺贝尔奖的论文中还指出“采用气体代替液体作为流动相分离各类化合物的可能性是存在的。” “如果流动相用气体来代替，对分离更有好处”，“使用非常细的颗粒填料和柱的两端施加较大的压差，应能得到较小的理论塔板商” 1951年， Martin 和James采用气体

15、作为流动相，以自动滴定仪作为检测器分析脂肪酸 气相色谱法 1958年，Golay又提出了使用毛细管柱代替填充柱可获得极高的分离效率毛细管气相色谱法 从此，气相色谱法得以蓬勃发展。气相色谱学的诞生及其获得广泛的应用使色谱学逐渐成为分析化学的一个重要分支学科色谱法的发明色谱法的发明电泳法的发明电泳法的发明 当胶体或高分子物质溶液出于电场作用之下，即当电流通当胶体或高分子物质溶液出于电场作用之下，即当电流通过这种溶液时，分散在液体中的粒子或分子便依照它们所带的过这种溶液时，分散在液体中的粒子或分子便依照它们所带的不同电荷向不同电极移动，这种现象叫做电泳。不同电荷向不同电极移动，这种现象叫做电泳。电泳

16、法的发明电泳法的发明l为了奖励为了奖励A.W.K.TiseliusA.W.K.Tiselius对电泳和吸附分析的研究，特别是他对电泳和吸附分析的研究，特别是他对血清蛋白的复杂性质的发现，诺贝尔奖委员会决定授予他对血清蛋白的复杂性质的发现，诺贝尔奖委员会决定授予他19481948年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。l19411941年马丁、辛格利用液年马丁、辛格利用液- -液萃取的分离技术首先提出分配层液萃取的分离技术首先提出分配层析法，析法，19441944年马丁等人在上述探索的基础上，用普通滤纸代替年马丁等人在上述探索的基础上，用普通滤纸代替硅胶作为担体，也获得了成功。诺贝尔奖委员会决定授予马丁

17、硅胶作为担体，也获得了成功。诺贝尔奖委员会决定授予马丁和辛格和辛格19521952年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。 利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射强度等光学特性，进行物质的定性和定量分析的方法。即 历史上，这种相互作用只是局限于电磁辐射与物质的作用，这也是目前应用最为普遍的方法。现在，光谱方法已扩展到其它各种形式的能量与物质的相互作用，如声波、粒子束（离子和电子）等与物质的作用。 能源响应分析系统光谱分析法的发明光谱分析法的发明1818585818591859年间，德国化学家本生和物理学家基尔霍夫年间，德国化学家本生和物理学家基尔霍夫奠定了一种新的化学分析方法奠

18、定了一种新的化学分析方法光谱分析法的基础。他光谱分析法的基础。他2 2人被公认为光谱分析法的创始人。人被公认为光谱分析法的创始人。 光谱分析法的发明光谱分析法的发明基尔霍夫基尔霍夫本生本生光谱分析法的发明光谱分析法的发明 拉曼光谱（拉曼光谱（Raman spectraRaman spectra），是一种散射光谱。），是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.C.V.拉曼（拉曼（RamanRaman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。，并应用于分子结构研究的一种分析方法。 1928 1928年拉曼在研究光的散射过年拉曼在研究光的散射过程中于发现拉曼效应，因此获得程中于发现拉曼效应，因此获得19301930年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。