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2025年大学《化学测量学与技术》专业题库——电化学技术在药物分析中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、填空题

1.根据能斯特方程，当电化学传感器响应的电极电位与待测离子活度的对数呈_______关系时，该传感器可用于该离子的直接potentiometric测定。

2.在伏安分析中，线性扫描伏安法（LSV）通过恒定扫描速率改变_______，观察电流随_______的变化。

3.库仑分析基于法拉第定律，其测量依据是_______通过电极界面转移的电荷量。

4.离子选择电极（ISE）的电位选择性系数Ksubij/sub表示在相同条件下，产生与测量_______相同电位变化时，干扰离子_______与目标离子活度的比值。

5.酶电极是一种生物电化学传感器，其基本结构通常包括_______层、酶活性中心层和_______层。

6.电化学阻抗谱（EIS）通过测量交流正弦信号的_______和_______来研究电极过程和界面状态。

7.在药物电化学分析中，选择合适的支持电解质需要考虑其_______、_______、_______以及与药物的相容性。

8.手性药物分析是电化学传感器的应用热点之一，常用的策略包括使用_______或_______修饰的电极。

9.建立药物电化学定量分析方法时，必须确定其线性范围，即_______与响应信号成良好线性关系的浓度区间。

10.电化学传感器相比传统分析方法，在药物分析中突出的优点之一是具有_______和_______的特点。

二、简答题

1.简述法拉第定律在库仑滴定法测定药物含量中的应用原理。

2.比较线性扫描伏安法（LSV）和差分脉冲伏安法（DPV）在检测低浓度药物时的主要区别和相对优势。

3.简述离子选择电极（ISE）可能存在的干扰类型及其主要的抑制方法。

4.为什么电化学法常被用于药物的快速筛查或现场检测？请列举至少三点原因。

三、论述题

1.论述电化学传感器在生物样品（如血液、尿液）中直接检测药物或其代谢物的优势和面临的挑战。

2.以某一种具体的药物（例如维生素C、阿司匹林或你熟悉的某种药物）为例，设计一个基于电化学分析方法的定量检测方案，简要说明选择的方法原理、所需主要装置、关键步骤及需要注意的分析条件。

3.电化学阻抗谱（EIS）在药物分析领域有哪些具体的应用？请选择其中两个应用场景，分别阐述其原理和意义。

四、计算题

1.某电化学分析方法使用铂丝电极，在pH=3的缓冲溶液中测定某药物。已知该药物在电极上的氧化还原电位为+0.50V(vs.Ag/AgCl)，扫描速率为100mV/s。当扫描到+0.50V时，观察到峰电流为5.0mA。假设该药物在电极上发生的是一电子转移过程，计算该药物的浓度（假设法拉第常数F=96485C/mol，电极面积A=1.0cm2，支持电解质离子强度校正已考虑）。

2.某库仑滴定实验用于测定水溶液中某药物的浓度。在恒电位条件下，消耗25.00mL浓度为0.100mol/L的滴定剂（已知其一个电子转移）需要50.0s才完成滴定。另取一份样品，加入已知过量的药物，再用同滴定剂滴定，消耗30.00mL。计算原样品中该药物的浓度。

试卷答案

一、填空题

1.线性；电位

2.电压（或电位）；电位（或电压）

3.强电流

4.测量；活度（或浓度）

5.基底；离子选择性

6.交流阻抗；相位角

7.导电性；离子强度；粘度

8.手性分子；手性selector

9.待测物质浓度（或分析信号）；响应

10.快速；便携

二、简答题

1.解析思路:法拉第定律指出，电极上发生反应转移的电荷量Q与通过电极的物质的量n成正比(Q=ne)，而物质的量n与待测物质的质量或浓度成正比。库仑滴定法通过精确控制施加在电极上的恒定电流，测量完成滴定所需的总电荷量Q。根据法拉第定律Q=ne，可以计算出电极上发生反应的物质的量n，进而结合滴定剂的浓度和体积，计算出待测药物的含量。

2.解析思路:LSV通过恒定速率扫描电位，所有被测物质在扫描过程中都会产生电流响应。DPV在LSV基础上叠加了一个脉冲电压，只有在电位达到特定值（扫描线的中点或更接近峰顶）时才记录电流，有效抑制了背景电流和副反应电流的干扰，提高了信噪比和检测灵敏度，尤其适用于低浓度物质的检测。DPV通常能得到更尖锐的峰形，峰电流也更大。

3.解析思路:ISE的干扰类型主要包括：①