現代質譜原理與相關技術-教學大綱

ADDINCNKISM.UserStyle《現代質譜技術原理與相關技術》課程教學大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號12DFC09001開課單位國家蛋白質科學中心·北京課程名稱現代質譜技術原理與相關技術PrinciplesandRelatedTechnologiesofModernMassSpectrometry課程性質選修考核類型考查課程學分2課程學時34課程類別學科拓展課先修課程結構生物學適用專業生物信息學二、課程描述及目標（一）課程簡介《現代質譜技術原理與相關技術》課程是本專業（類）的一門關于現代質譜發展和相關技術介紹的課程，旨在通過理論教學與實踐操作訓練，使學生掌握現代質譜發展史及原理的基礎知識、系統了解現代質譜的相關技術及在各方面領域的應用，具備區分和認識不同色譜技術及相關儀器設備的基本能力，了解色譜-質譜等先進技術的原理，為學生日后從事質譜和相關科研探究奠定必要的理論基礎。質譜是一種高靈敏度、高分辨率、高準確度的分析技術，廣泛應用于化學、生物、醫學、環境等領域，在科學研究中扮演著重要的角色。作為現今在生物研究中的普遍運用的技術，借助快速高效測定復雜生物大分子和小分子的優勢，在生物研究中的重要性越來越凸顯。為了學生在以后的科研中可以跟快的掌握質譜這項技術，本課程介紹了相關的基礎與原理應用，有益于豐富學生科研實驗的理論知識和對高新技術的涉獵。（二）教學目標通過本課程，學生將全面學習現代質譜技術的基礎理論，掌握基本的識譜和解普技能；系統了解質譜及串聯質譜儀器的基本構造和研究方法；學會現代質譜技術的歷史發展以及科技前沿，并且掌握主要的技術的原理以及相關介紹，包括相關儀器的使用，應用領域與優缺點。在學習理論知識的同時培養學生對生物技術的實驗興趣和分析解決問題的能力，了解到基本的實驗操作，為以后的科研打下理論基礎。課程目標1：了解質譜的發展史以及發展前沿課程目標2：掌握現代質譜的相關技術和原理課程目標3：培養學生分析能力和解決問題的能力，提高對實驗技術的興趣課程目標4：培養學生自主探究和分析結構的能力三、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求指標點課程目標權重1-1：****課程目標12-3：****課程目標23-1：****課程目標33-4：****課程目標4四、教學方式與方法課程采用課堂講授、課上討論、作業、總結等方式進行授課，以課堂講授為主，在講到重要或難點知識點如不同技術的工作原理和工作過程時，可引導學生進行思考或課下完成總結等作業，鞏固提高。課上通過多種教學用具輔助提高學生學習興趣如：模型展示、視頻播放、實驗演示等，課下完成相應的作業。上課要突出重難點，多聽取學生反饋及時做出調整。五、教學重點與難點（一）教學重點1.理解現代質譜不同技術的原理：主要介紹氣相色譜-質譜聯用技術、液相色譜-質譜聯用技術、電感耦合等離子體質譜聯用技術四種技術的工作原理，理解其具體應用。2.代表性儀器及使用：對于主要的四種技術掌握其代表性儀器的具體使用和原理。3.不同技術的優缺點及適用對象：通過總結主要的質譜技術使學生清晰其使用區別，優缺點及應用對象等（二）教學難點1.區分不同技術的應用原理：每種技術間具有相似性，學生應做到自主總結和掌握其原理上的相同與不同之處。2.設備的使用及相關介紹知識：每種技術的工作過程都很復雜，掌握每種技術的代表儀器名稱包括其零件名稱，敘述出其大概的工作過程需要一定的要求和能力。六、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求學時教學方式對應課程目標1質譜概述簡單介紹質譜，介紹質譜儀器的儀器結構、工作原理、性能指標以及儀器工作的離子類型及主要裂解方式，介紹質譜的解析與相關實驗操作與譜庫檢索。掌握關于質譜的一些基本知識，并可以應用所學知識進行質譜解析和簡單實驗操作。4講授課程目標1課程目標22氣相色譜-質譜聯用技術介紹GC-MS及其特點和主要技術關鍵，介紹其儀器結構，包括真空系統、進樣系統、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統，講解其工作原理，包括接口類型、衍生化技術，介紹其實驗技術，包括實驗步驟、樣品預處理、GC-MS的定性與定量方法、GC-MS聯用質譜譜庫和檢索、實驗注意事項。掌握關于氣相色譜-質譜聯用技術的一些基本知識，如特點和主要技術關鍵，了解GC-MS的儀器結構，掌握GC-MS技術的工作原理，了解實驗技術的有關內容并可以應用于實驗操作。5講授課程目標2課程目標33液相色譜-質譜聯用技術介紹LC-MS及其分類、UPLC的優點，簡單介紹儀器結構，講解其工作原理，包括LC單元部分、MS單元部分、連接技術，講解電噴霧電離接口與大氣壓化學電離接口的結構與原理，介紹其實驗技術，包括樣品預處理、樣品導入方式、分析條件的選擇和優化、實驗步驟。掌握關于液相色譜-質譜聯用技術的一些基本知識，了解LC-MS的儀器結構，掌握LC-MS技術的工作原理，了解實驗技術的有關內容并可以應用于實驗操作。5講授課程目標2課程目標34電感耦合等離子體質譜聯用技術介紹ICP-MS的起源與發展和ICP-MS分析中常用的基本概念，講解其儀器結構及工作原理，包括離子源、真空系統、接口、離子鏡、質量分析器、檢測器，講解ICP-MS的干擾及其消除方法，包括高分辨ICP-MS、冷等離子體技術、屏蔽矩技術、干擾方程校正技術、碰撞/反應池技術，介紹其實驗技術，包括實驗準備、儀器操作、實驗步驟。掌握關于電感耦合等離子體質譜聯用技術的一些基本知識與常用的一些基本概念，了解ICP-MS的儀器結構，掌握ICP-MS技術和儀器的工作原理，理解ICP-MS的干擾及其消除方法，了解實驗技術的有關內容并可以應用于實驗操作。5講授課程目標2課程目標35其他聯用技術介紹串聯質譜，包括空間串聯質譜和時間串聯質譜，介紹三級四極桿液相色譜-質譜-質譜、液相色譜-離子阱質譜聯用技術、液相色譜-飛行時間質譜聯用技術、毛細管電泳-質譜聯用技術，簡單介紹MDGC/GC-MS多維氣相色譜-質譜聯用技術、GPC-GC-MS凝膠色譜在線樣品前處理與GC-MS聯用技術。了解串聯質譜、三級四極桿液相色譜-質譜-質譜、液相色譜-離子阱質譜聯用技術、液相色譜-飛行時間質譜聯用技術、毛細管電泳-質譜聯用技術，并理解每個技術的工作原理5講授課程目標2課程目標3課程目標46質譜技術在環境科學領域的應用通過分別講解幾個典型案例介紹質譜技術在土壤測定、大氣測定、水體測定和其他環境相關領域中的應用。理解質譜技術在環境科學各領域的實際應用案例，了解質譜技術在土壤測定、大氣測定、水體測定和其他環境相關領域中的應用。2講授課程目標3課程目標47質譜技術在食品檢測領域的應用通過分別講解幾個典型案例介紹質譜技術在食品中營養成分檢測、食品安全檢測、食品品質檢測和其他食品相關檢測中的應用。理解質譜技術在食品檢測各領域的實際應用案例，了解質譜技術在食品中營養成分檢測、食品安全檢測、食品品質檢測和其他食品相關檢測中的應用。2講授課程目標3課程目標48質譜技術在化工及材料領域的應用通過分別講解幾個典型案例介紹質譜技術在香精香料、包裝材料、化妝品、玩具和其他新型材料中的應用。理解質譜技術在化工及材料各領域的實際應用案例，了解質譜技術在香精香料、包裝材料、化妝品、玩具和其他新型材料中的應用。2講授課程目標3課程目標49質譜技術在其他領域中的應用通過分別講解幾個典型案例簡單介紹質譜技術在臨床診斷、法庭科學領域、天然材料鑒別中的應用。理解質譜技術在其他領域的實際應用案例，了解質譜技術在臨床診斷、法庭科學領域、天然材料鑒別中的應用。2講授課程目標3課程目標410回顧總結與應用總結學過的知識，回顧儀器操作與實驗操作的過程，簡單進行實踐。可以綜合所學習的內容和知識，掌握學習過的質譜技術的工作原理與實驗技術并能進行簡單基本的實驗操作。2實訓課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4合計34七、實驗內容、基本要求與學時分配八、學業評價和課程考核（一）考核類型：考試t考查（二）考核方式：開卷考試閉卷考試t課程論文課程報告其它：（三）成績評定：考核依據建議分值（百分比）考核/評價細則對應課程目標過程考核30%出勤表現70考勤情況，課堂表現、學習態度等課程目標1作業110學習小組考核課程目標2作業210學習小組考核課程目標3作業310學習小組考核課程目標4期末考核70%課程論文課程目標1-4九、課程目標達成評價課程目標的實際達成效果計算方式如下，達成值越高，教學效果越好。課程目標達成度畢業要求指標點達成度十