2025年大學《化學測量學與技術(shù)》專業(yè)題庫——化學測量技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.在使用近紅外光譜（NIR）技術(shù)對糧食進行水分含量快速測定時，其主要依據(jù)是（）。A.分子吸收紫外光的特性B.分子振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷吸收中紅外光C.分子吸收近紅外光與水分含量呈線性關系D.分子散射近紅外光的能力2.為了消除農(nóng)產(chǎn)品樣品基質(zhì)效應對紫外-可見分光光度法測定農(nóng)藥殘留結(jié)果的影響，常用的方法之一是（）。A.使用更靈敏的檢測器B.延長光程C.采用標準加入法進行定量D.使用參比池進行背景扣除3.拉曼光譜與紅外光譜相比，其主要優(yōu)點之一是（）。A.對水吸收不敏感B.可提供分子的“指紋”信息C.儀器成本通常更低D.更容易檢測對稱振動4.在農(nóng)產(chǎn)品中檢測多殘留農(nóng)藥時，選擇液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）技術(shù)的主要優(yōu)勢在于（）。A.靈敏度極高，可檢測痕量組分B.分析速度快，可同時檢測多種農(nóng)藥C.可對復雜基質(zhì)進行有效分離和離子化D.操作簡單，無需復雜的前處理5.下列哪種化學測量技術(shù)最適合用于檢測新鮮水果中乙烯氣體的濃度，以判斷其成熟度？（）A.氣相色譜-火焰離子化檢測器（GC-FID）B.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）C.便攜式電化學傳感器D.傅里葉變換紅外光譜（FTIR）6.使用離子選擇性電極（ISE）測定農(nóng)產(chǎn)品（如水果汁）中鉀離子濃度時，為了減小液接電位和干擾離子的影響，常采用（）。A.標準加入法B.離子強度調(diào)節(jié)緩沖液（ISAB）C.選擇性電極D.使用參比電極7.為了定量檢測農(nóng)產(chǎn)品中的痕量重金屬（如鉛Pb2?），以下哪種前處理技術(shù)通常具有較好的富集效果和較低的背景干擾？（）A.水蒸氣蒸餾B.固相萃取（SPE）C.直接進樣D.沉淀法8.在建立農(nóng)產(chǎn)品中某種成分的化學測量方法時，確定該方法的檢出限（LOD）主要目的是（）。A.評價儀器的精密度B.確定該方法能夠可靠檢測的最低濃度C.比較不同分析方法之間的復雜度D.確保樣品中該成分的含量遠高于LOD9.表面增強拉曼光譜（SERS）技術(shù)能夠顯著提高拉曼信號強度，其基礎是（）。A.利用特殊材料對拉曼光的自然吸收B.利用光纖放大拉曼信號C.金屬納米結(jié)構(gòu)表面的等離子體共振效應D.增加激光器的功率10.將化學測量技術(shù)與生物分子（如酶、抗體）結(jié)合制備生物傳感器，其主要優(yōu)勢在于（）。A.可檢測非電活性物質(zhì)B.通常具有極高的選擇性和靈敏度C.成本低廉，易于制作D.可在極惡劣環(huán)境下工作二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線處）1.化學測量技術(shù)在進行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測時，除了追求高靈敏度外，通常還需要關注其______、______和穩(wěn)定性。2.傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術(shù)通過測量樣品對不同波數(shù)的______的吸收來獲得分子結(jié)構(gòu)信息。3.在農(nóng)產(chǎn)品安全檢測中，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)常用于同時檢測和鑒定多種______殘留。4.利用近紅外光譜（NIR）技術(shù)進行農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)快速無損檢測時，通常需要建立基于______的預測模型。5.電化學分析方法具有______、______等優(yōu)點，在開發(fā)便攜式農(nóng)產(chǎn)品檢測設備方面具有廣闊應用前景。6.對農(nóng)產(chǎn)品樣品進行前處理時，樣品______和______是兩個需要特別注意并盡量減小的影響因素。7.評價一個化學測量方法是否適用于農(nóng)產(chǎn)品檢測，除了靈敏度外，還應考慮其______、______和抗干擾能力。8.無損檢測技術(shù)因其______、______等特點，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制和追溯中越來越受到重視。9.在使用標準曲線法進行農(nóng)產(chǎn)品中某物質(zhì)定量時，要求樣品前處理過程不會引起待測物質(zhì)的質(zhì)量損失，即滿足______條件。10.建立農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留測定的質(zhì)量保證（QA/QC）體系，至少應包含空白實驗、平行樣測定、______和加標回收率測定等關鍵環(huán)節(jié)。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述氣相色譜法（GC）與液相色譜法（HPLC）在基本分離原理上的主要區(qū)別。2.簡要說明為什么在農(nóng)產(chǎn)品檢測中，對測量結(jié)果的準確性和精密度都有較高的要求？3.簡述酶抑制法生物傳感器用于檢測農(nóng)產(chǎn)品中有機磷農(nóng)藥的基本原理。四、論述題（每題10分，共20分）1.針對農(nóng)產(chǎn)品中某類不易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性較差的農(nóng)藥殘留，設計一個基于化學測量技術(shù)的檢測方案，并說明選擇該技術(shù)的理由以及需要考慮的關鍵問題。2.比較近紅外光譜（NIR）技術(shù)和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應用特點，并討論各自的優(yōu)勢和局限性。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：NIR技術(shù)基于分子中振轉(zhuǎn)躍遷吸收近紅外光，且特定波數(shù)與樣品中某些基團的含量（如水分）存在密切的相關性，通過建立模型實現(xiàn)快速定量。2.C解析思路：標準加入法可以有效消除樣品基質(zhì)復雜度引起的系統(tǒng)誤差，適用于成分濃度較高或基質(zhì)效應明顯的樣品測定。3.A解析思路：紅外光譜對水吸收強烈，而拉曼光譜受水吸收影響較小，這是拉曼光譜在潮濕樣品檢測中應用更廣的主要原因之一。4.C解析思路：LC-MS/MS通過液相色譜進行復雜樣品分離，再利用質(zhì)譜進行高選擇性和高靈敏度的檢測，特別適合分析結(jié)構(gòu)相似、數(shù)量眾多的農(nóng)殘混合物。5.C解析思路：電化學傳感器具有便攜、快速、響應靈敏等特點，適合現(xiàn)場檢測揮發(fā)性物質(zhì)，如乙烯。6.B解析思路：ISAB通過調(diào)節(jié)樣品和參比電極溶液的離子強度，使兩個電極的液接電位和活度系數(shù)接近，從而減小液接電位和干擾離子的影響。7.B解析思路：SPE利用固相吸附劑選擇性地富集目標分析物，同時去除大量干擾物，具有富集倍數(shù)高、背景低、操作快速等優(yōu)點。8.B解析思路：LOD是方法能夠可靠檢測分析物的最低濃度界限，是評價方法靈敏度的重要指標，直接關系到檢測的可行性。9.C解析思路：SERS利用金屬納米結(jié)構(gòu)表面的局域表面等離子體共振（LSPR）效應，極大地增強拉曼散射信號。10.B解析思路：生物分子具有高度特異性識別目標分析物的能力，將其與測量技術(shù)結(jié)合可顯著提高傳感器的選擇性，同時生物效應的放大也常帶來高靈敏度。二、填空題1.選擇性；重現(xiàn)性解析思路：除了靈敏度，方法的選擇性（不干擾）和重現(xiàn)性（結(jié)果穩(wěn)定）對于準確可靠的檢測同樣重要。2.紅外光解析思路：FTIR通過測量分子對紅外光吸收光譜來提供結(jié)構(gòu)信息。3.農(nóng)藥解析思路：GC-MS是農(nóng)藥殘留檢測的常用技術(shù)，利用GC分離和MS鑒定。4.樣品光譜數(shù)據(jù)庫或化學計量學模型解析思路：NIR檢測的是寬波段光譜，需要通過建立模型（如多元線性回歸、偏最小二乘法等）將光譜與含量關聯(lián)起來。5.靈敏；快速解析思路：電化學分析通常具有信號響應快、檢測靈敏度高（特別是用于電活性物質(zhì)）的優(yōu)點。6.基質(zhì)效應；干擾解析思路：復雜樣品基質(zhì)會吸收或散射光，干擾離子會與待測物競爭或抑制響應，均會影響測量結(jié)果。7.穩(wěn)定性；線性范圍解析思路：方法必須穩(wěn)定可靠，且在一定的濃度范圍內(nèi)線性關系良好才能滿足檢測要求。8.無損；快速解析思路：無損檢測不破壞樣品，可實現(xiàn)快速檢測，適合在線控制和品質(zhì)監(jiān)控。9.準確加和解析思路：標準曲線法要求樣品矩陣效應、稀釋效應等對分析物濃度的影響與制作標準曲線時一致，即滿足準確加和條件。10.方法檢出限（LOD）或定量限（LOQ）解析思路：空白實驗控制本底，平行樣評價精密度，加標回收評價準確度，這些都是QA/QC的關鍵組成部分。三、簡答題1.簡述氣相色譜法（GC）與液相色譜法（HPLC）在基本分離原理上的主要區(qū)別。解析思路：GC利用物質(zhì)在氣相和固定相之間的分配系數(shù)差異進行分離，固定相為固體或高沸點液體涂覆在擔體上，流動相為氣體；HPLC利用物質(zhì)在液相（固定相）和流動相之間的分配系數(shù)差異進行分離，固定相通常為填充在色譜柱內(nèi)的固體顆粒，流動相為液體。GC適用于沸點較低、揮發(fā)性較好的化合物分離，HPLC適用于沸點較高、熱不穩(wěn)定、離子型或極性較強的化合物分離。2.簡要說明為什么在農(nóng)產(chǎn)品檢測中，對測量結(jié)果的準確性和精密度都有較高的要求？解析思路：農(nóng)產(chǎn)品安全關系到消費者健康，檢測結(jié)果的準確性直接決定了是否存在風險。高精密度則保證了檢測結(jié)果的可靠性和一致性，使得不同時間、不同地點或不同實驗室的檢測結(jié)果具有可比性，為有效的監(jiān)管和貿(mào)易提供依據(jù)。低準確性和低精密度都可能導致誤判，帶來嚴重后果。3.簡述酶抑制法生物傳感器用于檢測農(nóng)產(chǎn)品中有機磷農(nóng)藥的基本原理。解析思路：有機磷農(nóng)藥能抑制生物酶（如乙酰膽堿酯酶AChE）的活性。酶抑制法生物傳感器利用酶固定在電極表面，當含有有機磷農(nóng)藥的樣品通過時，若存在目標農(nóng)藥，則農(nóng)藥會與酶活性中心結(jié)合，使酶失活。酶活性的降低導致其催化反應速率減慢或停止，從而改變電化學信號（如電流、電位等），通過測量信號變化來定量檢測樣品中有機磷農(nóng)藥的濃度。四、論述題1.針對農(nóng)產(chǎn)品中某類不易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性較差的農(nóng)藥殘留，設計一個基于化學測量技術(shù)的檢測方案，并說明選擇該技術(shù)的理由以及需要考慮的關鍵問題。解析思路：檢測方案設計：樣品前處理：采用加速溶劑萃取（ASE）、超臨界流體萃取（SFE）或QuEChERS（快速、均勻、干凈、高效提取和凈化）等方法進行提取，可能需要結(jié)合凈化步驟（如固相萃取SPE柱）。儀器分析：選擇液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS/MS）技術(shù)進行分析。理由：LC-MS/MS適用于分離和檢測復雜、熱不穩(wěn)定、沸點高的化合物，MS/MS通過二級質(zhì)譜提供結(jié)構(gòu)信息，選擇性強，靈敏度高，特別適合檢測痕量農(nóng)藥殘留。關鍵問題：優(yōu)化前處理條件以提高回收率和凈化效果；選擇合適的色譜柱和流動相體系以獲得良好分離度；優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)（離子源、碰撞能量等）以獲得最佳信噪比和選擇ivity；建立可靠的質(zhì)量控制體系（標準曲線、空白、平行樣、加標回收等）；考慮基質(zhì)效應的影響并進行補償。2.比較近紅外光譜（NIR）技術(shù)和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應用特點，并討論各自的優(yōu)勢和局限性。解析思路：應用特點比較：NIR和FTIR都屬于紅外光譜技術(shù)，都可用于農(nóng)產(chǎn)品檢測。NIR通常使用光纖探頭或成像系統(tǒng)進行快速、無損檢測，速度極快（秒級），適合在線監(jiān)控和大量樣品篩選；FTIR通常使用透射或衰減全反射（ATR）方式，檢測速度相對較慢（秒到分鐘級），但通常儀器更靈活，光譜信息更豐富，適合實驗室精確定量、成分鑒定和未知物分析。