实验目的
实验原理
实验内容及步骤

本仿真实验涵盖仪器内部结构认识、原理展示、丁香中丁香酚样品准备、仪器操作测定丁香酚含量等实验内容,涉及了分析测定中取样、样品预处理、分析方法选择、分析条件优化及实验数据分析的完整过程。通过学习,学生不仅能掌握分析仪器的原理和操作,更重要的是可以在整体上熟悉中药有效成分含量测定方法设计、分析测定及数据处理的完整过程,培养全局概念和创新意识,具体教学目标包括:

1、知识方面:掌握丁香中丁香酚含量测定方法,熟悉GC-MS的仪器构造、操作步骤、实验注意事项及定量计算方法;

2、能力水平方面:通过样品准备、含量测定的递进式学习,让学生从宏观上理解定性、定量分析方法的特点,从而使学生初步具备中药材有效成分含量分析方法设计及分析能力;并通过仿真训练,掌握常用仪器设备的操作能力,具有分析问题、解决实际质量分析问题的能力,培养创新思维。

3、素质方面:通过GC-MS的仿真训练,促进学生深入理解药品质量相关法规及规章制度,围绕“精业济群”校训,体会药品制造、管理与大众健康之间的关系,从而让学生强化职业道德、法律意识,培养学生民族自信和专业认同感;通过我校师生自主开发的仿真成果,激发学生的创新精神。

GC-MS是一种结合气相色谱和质谱的分析技术,既充分利用色谱的分离能力,又发挥了质谱的定性专长,优势互补,结合谱库检索,可用于分离、鉴定和定量挥发性化合物,具有高专属性、灵敏度和准确性等特点。

气相色谱(GC)是一种把混合物分离成单个组分的实验技术。它被用来对样品组分进行鉴定和定量测定。

1.一个气相色谱系统包括:

(1)可控而纯净的载气源,它能将样品带入GC系统

(2)进样口,它同时还作为液体样品的气化室

(3)色谱柱,实现随时间的分离

(4)检测器,当组分通过时,检测器电信号的输出值改变,从而对某种组分做出响应

(5)某种数据处理装置

2.质谱分析是一种测量离子质荷比(质量-电荷比)的分析方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。

3.GC-MS原理与结构

气相色谱分离样品的各个组分,起样品制备的作用,接口把气相色谱流出的各个组分送入质谱仪进行检测,质谱仪对接口引入的各个组分进行分析,成为气相色谱的检测器。计算机系统控制色谱仪、接口、质谱仪,进行数据采集和处理。

GC-MS原理与结构示意图

4.本实验以丁香药材为分析对象,采用GC-MS测定丁香中有效成分丁香酚的含量

丁香是桃金娘科植物丁香的干燥花蕾,具有温中降逆、补肾助阳之功效。丁香中的主要挥发油成分丁香酚具有抑制血小板聚集、抗氧化、抗衰老、清除活性氧自由基以及抗菌、抗炎等多种药理作用。

(1)采用 Scan 模式对丁香酚溶液进行定性分析;

(2)采用SIM 模式检测供试品溶液的浓度,采用外标一点法测定丁香中丁香酚的含量。


Ai为样品中丁香酚的色谱峰面积,As为对照品色谱峰面积,Cs为对照品溶液的浓度(mg/ml),W为取样量(mg),20 和 500 为稀释倍数。




【实验内容】

【实验步骤】

步骤序号

步骤目标要求

步骤合理用时分钟

目标达成度赋分模型

步骤满分

成绩类型

1

触发式基础理论学习-GC-MS的定义

5

多级计分制

10

R操作成绩

£实验报告

£预习成绩

£教师评价报告

2

触发式基础理论学习-质谱仪讲解

10

多级计分制

1

3

触发式基础理论学习-气相色谱仪讲解

3

多级计分制

1

4

触发式基础理论学习-软件工作站讲解

3

多级计分制

1

5

触发式基础理论学习-GCMS原理

3

多级计分制

10

6

问答交互-GCMS使用的载气是?

3

多级计分制

2

7

触发式仪器内各主要部件工作原理学习-色谱柱和柱箱

3

多级计分制

1

8

触发式仪器内各主要部件工作原理学习-四级杆质量分析器

3

多级计分制

1

9

触发式仪器内各主要部件工作原理学习-检测器

3

多级计分制

1

10

触发式仪器内各主要部件工作原理学习-Scan mode

3

多级计分制

1

11

触发式仪器内各主要部件工作原理学习-SIM mode

3

多级计分制

1

12

场景转换-通过电梯上到实验室2楼

1

多级计分制

13

查看实验内容和要求

2

多级计分制

1

14

对照品溶液配制-仪器选择

5

多级计分制

5

15

根据实验方案计算样品溶液体积

10

多级计分制

1

16

对照品溶液配制操作-依次点击并拖动正己烷、丁香酚样品、容量瓶放至光圈处

2

多级计分制

2

17

点击打开丁香酚样品和容量瓶的盖子

2

多级计分制

2

18

点击移液枪(100-1000ul)调节所需体积数值吸取溶液至容量瓶

2

多级计分制

2

19

选择需要补液

2

多级计分制

2

20

点击移液枪(0.1-2.5uL),调节所需体积数值吸取样品溶液至容量瓶

2

多级计分制

2

21

点击正己烷加溶剂

2

多级计分制

1

22

点击滴管定容

2

多级计分制

1

23

点击确定

完成对照品配制

1

多级计分制

24

供试品溶液配制-仪器选择

5

多级计分制

3

25

样品称量操作-拿掉天平罩

1

多级计分制

26

打开天平开关

2

多级计分制

27

打开天平门

2

多级计分制

28

将锥形瓶放入天平中

2

多级计分制

29

盖上锥形瓶盖子

2

多级计分制

30

关闭天平门

2

多级计分制

31

TARE键去皮

2

多级计分制

1

32

打开天平门

2

多级计分制

33

拿掉锥形瓶盖子

2

多级计分制

34

点击样勺取样品粉末约0.3000g

3

多级计分制

1

35

盖上锥形瓶盖子

2

多级计分制

36

关闭天平门

2

多级计分制

37

记录称量值

2

多级计分制

1

38

打开天平门,取出锥形瓶,放置在桌面光圈处,关闭天平门

2

多级计分制

1

39

用量筒取正己烷20mL至锥形瓶中

2

多级计分制

1

40

打开天平门

2

多级计分制

41

将具塞锥形瓶放入天平中,称定重量

2

多级计分制

1

42

关闭天平门

2

多级计分制

43

记录称量值

2

多级计分制

1

44

打开天平门,取出锥形瓶,关闭天平门,结束称量操作

2

多级计分制

1

45

点击前往超声

2

多级计分制

46

放置锥形瓶于超声仪中,盖子盖好

2

多级计分制

1

47

打开超声仪开关,等待超声完成

2

多级计分制

1

48

点击关闭超声仪

2

多级计分制

1

49

取出锥形瓶,回到天平室,拖动锥形瓶于光圈处

2

多级计分制

1

50

打开天平门,将锥形瓶放入天平内,关闭天平门,称量,记录数值

2

多级计分制

1

51

计算差值,填写已补加正己烷数量,打开天平门,取出锥形瓶,关闭天平门,点击胶头滴管补加正己烷,打开天平门,将锥形瓶放入天平内,关闭天平门

5

多级计分制

1

52

打开天平门,取出锥形瓶,放置在桌面光圈处,关闭天平门,关闭天平电源

2

多级计分制

1

53

将锥形瓶放置在抽滤泵旁的光圈处

2

多级计分制

1

54

点击锥形瓶倒出溶液,等待抽滤完成

2

多级计分制

1

55

点击拿掉橡胶管,关闭抽滤泵

2

多级计分制

1

56

将过滤后的溶液倒入烧杯中

2

多级计分制

1

57

打开容量瓶瓶盖

2

多级计分制

1

58

点击移液枪吸取1uL对照品溶液

2

多级计分制

1

59

盖上容量瓶瓶盖

2

多级计分制

1

60

再次点击移液枪吸取1uL供试品溶液

2

多级计分制

1

61

将西林瓶密封

2

多级计分制

2

62

拖动西林瓶到样品盒里

2

多级计分制

2

63

将样品放在气象色谱仪的进样口

2

多级计分制

1

64

点击确认

2

多级计分制

1

65

双击打开GCMS实时分析系统

2

多级计分制

1

66

点击左侧“系统配置”

2

多级计分制

1

67

关闭系统配置

2

多级计分制

1

68

单击左侧“真空控制”后,单击“自动启动”等待载气完成后,单击“关闭”

2

多级计分制

3

69

建立定性方法并保存,单击上方菜单栏中的“文件”,选择“打开方法文件”

2

多级计分制

4

70

选择”丁香酚检测方法-Scan模式”文件,单击”打开”

2

多级计分制

2

71

点击上方菜单栏中的”采集”,选择”下载初始参数”,等待下载完毕

2

多级计分制

2

72

开始进样,单击左侧“样品登录”,设置样品名,样品号

2

多级计分制

2

73

单击确定

2

多级计分制

1

74

单击左侧“待机”,等待样品检测完毕

2

多级计分制

1

75

检测完毕,关闭GCMS实时分析程序

2

多级计分制

1

76

双击GCMS再解析

2

多级计分制

1

77

选择并双击文件“本科生实验-Scan模式”

2

多级计分制

2

78

单击上方菜单栏中的“定性”,选择“定性参数”

2

多级计分制

2

79

点击”相似度检索”

2

多级计分制

1

80

单击“确定”

2

多级计分制

1

81

关闭相似度检索结果

2

多级计分制

1

82

关闭GCMS再解析程序

2

多级计分制

1

83

再次双击GCMS实时分析,进入GCMS工作站

2

多级计分制

1

84

依照Scan模式的方法文件的加载方式加载SIM模式的方法文件;具体操作方式:单击上方菜单栏中的“文件”,选择“打开方法文件”

5

多级计分制

2

85

选择“丁香酚检测方法-SIM模式”,单击打开

2

多级计分制

2

86

加载完成,单击左侧“数据采集”

2

多级计分制

1

87

开始进样,单机左侧“样品登录”

2

多级计分制

1

88

输入样品名单击确定

2

多级计分制

1

89

单击左侧“待机”,等待样品检测完毕

2

多级计分制

1

90

检测完毕,关闭“GCMS实时分析”程序

2

多级计分制

1

91

再次双击“GCMS再解析”

2

多级计分制

1

92

选择并双击文件“定量分析-丁香酚对照品”

2

多级计分制

1

93

右键谱图框选区,选择弹出菜单中的“对TIC(所有组)积分”,单击确定

3

多级计分制

3

94

单击左侧“报告”,点击上方“文件”,选择“打开文件格式”

2

多级计分制

3

95

双击“数据报告模版-SIM”,记录相应样品的峰面积,单击左侧“返回”

3

多级计分制

1

96

选择并双击“文件定量分析丁香酚供试液”

2

多级计分制

1

97

右键谱图框选区域,选择弹出菜单中的“对TIC(所有组)积分”,单击确定

2

多级计分制

3

98

单击左侧“报告”,单击上方“文件”,选择“打开格式文件”

2

多级计分制

3

99

双击“数据报告模版-SIM”,记录相应样品的峰面积,关闭程序,结束实验

2

多级计分制

1

100

计算样品中丁香酚样品含量

10

多级计分制

1

预习资料

序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息类型 操作
1 预习 教学视频 视频MP4
2 预习 GCMS课件 PDF文件 点击查看

操作资料

序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息编号 资源信息类型 费用 收费有效期
1 操作 气质联用仪器示教实验虚拟仿真设计制作 20221126 外部链接 0.00 0

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