分析化學(xué)發(fā)展趨勢

1、.分析化學(xué)發(fā)展趨勢分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展經(jīng)歷了三次巨大變革：第一次是隨著分析化學(xué)基礎(chǔ)理論，特別是物理化學(xué)的基本概念（如溶液理論）的發(fā)展，使分析化學(xué)從一種技術(shù)演變成為一門科學(xué)，第二次變革是由于物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，改變了經(jīng)典的以化學(xué)分析為主的局面，使儀器分析獲得蓬勃發(fā)展。目前，分析化學(xué)正處在第三次變革時(shí)期，生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展的要求，生物學(xué)、信息科學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，使分析化學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的境界。第三次變革的基本特點(diǎn)：從采用的手段看，是在綜合光、電、熱、聲和磁等現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)一步采用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及生物學(xué)等學(xué)科新成就對物質(zhì)進(jìn)行縱深分析的科學(xué)；從解決的任務(wù)看，現(xiàn)代分析化學(xué)已發(fā)展成為

2、獲取形形色色物質(zhì)盡可能全面的信息、進(jìn)一步認(rèn)識自然、改造自然的科學(xué)?，F(xiàn)代分析化學(xué)的任務(wù)已不只限于測定物質(zhì)的組成及含量，而是要對物質(zhì)的形態(tài)（氧化-還原態(tài)、絡(luò)合態(tài)、結(jié)晶態(tài)）、結(jié)構(gòu)（空間分布）、微區(qū)、薄層及化學(xué)和生物活性等作出瞬時(shí)追蹤、無損和在線監(jiān)測等分析及過程控制。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)及儀器自動(dòng)化的飛速發(fā)展，分析化學(xué)家也不能只滿足于分析數(shù)據(jù)的提供，而是要和其它學(xué)科的科學(xué)家相結(jié)合，逐步成為生產(chǎn)和科學(xué)研究中實(shí)際問題的解決者。近些年來，在全世界科學(xué)界和分析化學(xué)界開展了“化學(xué)正走出分析化學(xué)”、“分析物理”、“分析科學(xué)”等熱烈議論，反映了這次變革的深刻程度。本書根據(jù)中國國家自然科學(xué)基金會(huì)“自然科學(xué)學(xué)科（分析）發(fā)展戰(zhàn)

3、略調(diào)查報(bào)告”在美國、前蘇聯(lián)這兩個(gè)發(fā)達(dá)國家分析化學(xué)發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)代分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)歸納為八個(gè)方面，以論述分析化學(xué)整體的發(fā)展：（一）提高靈敏度這是各種分析方法長期以來所追求的目標(biāo)。當(dāng)代許多新的技術(shù)引入分析化學(xué)，都是與提高分析方法的靈敏度有關(guān)，如激光技術(shù)的引入，促進(jìn)了諸如激光共振電離光譜、激光拉曼光譜、激光誘導(dǎo)熒光光譜、激光光熱光譜、激光光聲光譜和激光質(zhì)譜的開展，大大提高了分析方法的靈敏度，使得檢測單個(gè)原子或單個(gè)分子成為可能。又如多元配合物、有機(jī)顯色劑和各種增效試劑的研究與應(yīng)用，使吸收光譜、熒光光譜、發(fā)光光譜、電化學(xué)及色譜等分析方法的靈敏度和分析性能得到大幅度地提高。（二）解決復(fù)

4、雜體系的分離問題及提高分析方法的選擇性迄今，人們所認(rèn)識的化合物已超過1000萬種，而且新的化合物仍在快速增長。復(fù)雜體系的分離和測定已成為分析化學(xué)家所面臨的艱巨任務(wù)。由液相色譜、氣相色譜、超臨界流體色譜和毛細(xì)管電泳等所組成的色譜學(xué)是現(xiàn)代分離、分析的主要組成部分并獲得了很快的發(fā)展。以色譜、光譜和質(zhì)譜技術(shù)為基礎(chǔ)所開展的各種聯(lián)用、接口及樣品引入技術(shù)已成為當(dāng)今分析化學(xué)發(fā)展中的熱點(diǎn)之一。在提高方法選擇性方面，各種選擇性試劑、萃取劑、離子交換劑、吸附劑、表面活性劑、各種傳感器的接著劑、各種選擇檢測技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法等是當(dāng)前研究工作的重要課題。（三）擴(kuò)展時(shí)空多維信息現(xiàn)代分析化學(xué)的發(fā)展已不再局限于將待測組分分

5、離出來進(jìn)行表征和測量，而是成為一門為物質(zhì)提供盡可能多的化學(xué)信息的科學(xué)。隨著人們對客觀物質(zhì)的認(rèn)識的深入，某些過去所不甚熟悉的領(lǐng)域，如多維、不穩(wěn)態(tài)和邊界條件等也逐漸提到分析化學(xué)家的日程上來。例如現(xiàn)代核磁共振波譜、紅外光譜、質(zhì)譜等的發(fā)展，可提供有機(jī)物分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)、空間排列構(gòu)型及瞬態(tài)等變化的信息，為人們對化學(xué)反應(yīng)歷程及生命過程的認(rèn)識展現(xiàn)了光輝的前景?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，更為處理和解析各種化學(xué)信息提供了重要基礎(chǔ)。（四）微型化及微環(huán)境的表征與測定微型化及微環(huán)境分析是現(xiàn)代分析化學(xué)認(rèn)識自然從宏觀到微觀的延伸。電子學(xué)、光學(xué)和工程學(xué)向微型化發(fā)展、人們對生物功能的了解，促進(jìn)了分析化學(xué)深入微觀世界的進(jìn)程。電子顯微技術(shù)

6、、電子探針X射線微量分析、激光微探針質(zhì)譜等微束技術(shù)已成為進(jìn)行微區(qū)分析的重要手段。在表面分析方面，電子能譜、次級離子質(zhì)譜、脈沖激光原子探針等的發(fā)展，可檢測和表征一個(gè)單原子層，因而在材料科學(xué)、催化劑、生物學(xué)、物理學(xué)和理論化學(xué)研究中占據(jù)重要的位置。此外，對于電極表面修飾行為和表征過程的研究，各種分離科學(xué)理論、聯(lián)用技術(shù)、超微電極和光譜電化學(xué)等的應(yīng)用，為揭示反應(yīng)機(jī)理，開發(fā)新體系，進(jìn)行分子設(shè)計(jì)等開辟了新的途徑。（五）形態(tài)、狀態(tài)分析及表征在環(huán)境科學(xué)中，同一元素的不同價(jià)態(tài)和所生成的不同的有機(jī)化合物分子的不同形態(tài)都可能存在毒性上的極大差異。在材料科學(xué)中物質(zhì)的晶態(tài)、結(jié)合態(tài)更是影響材料性能的重要因素。目前已報(bào)道利用

7、諸如陽極溶出伏安法、X射線光電子能譜、X射線熒光光譜、X射線衍射、熱分析、各種吸收光譜方法和各種聯(lián)用技術(shù)來解決物質(zhì)存在的形態(tài)和狀態(tài)問題。（六）生物大分子及生物活性物質(zhì)的表征與測定70年代以來，世界各發(fā)達(dá)國家都將生命科學(xué)及其有關(guān)的生物工程列為科學(xué)研究中最優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，在歐、美、日等地區(qū)和國家具有戰(zhàn)略意義的宏大研究規(guī)劃“尤利卡計(jì)劃”，“人類基因圖”及“人體研究新前沿”中，生物大分子的結(jié)構(gòu)分析研究都占據(jù)重要的位置。我國在2000年前發(fā)展高技術(shù)戰(zhàn)略的規(guī)劃中，也把生物技術(shù)列為七個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之一。一方面生命科學(xué)及生物工程的發(fā)展向分析化學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。另一方面仿生過程的模擬，又成為現(xiàn)代分析化學(xué)取之不盡的源

8、泉。當(dāng)前采用以色譜、質(zhì)譜、核磁共振、熒光、磷光、化學(xué)發(fā)光和免疫分析以及化學(xué)傳感器、生物傳感器、化學(xué)修飾電極和生物電分析化學(xué)等為主體的各種分析手段，不但在生命體和有機(jī)組織的整體水平上，而且在分子和細(xì)胞水平上來認(rèn)識和研究生命過程中某些大分子及生物活性物質(zhì)的化學(xué)和生物本質(zhì)方面，已日益顯示出十分重要的作用。（七）非破壞性檢測及遙測它是分析方法的又一重要外延。當(dāng)今的許多物理和物理化學(xué)分析方法都已發(fā)展為非破壞性檢測。這對于生產(chǎn)流程控制，自動(dòng)分析及難于取樣的諸如生命過程等的分析是極端重要的。遙測技術(shù)應(yīng)用較多的是激光雷達(dá)、激光散射和共振熒光、傅里葉變換紅外光譜等，已成功地用于測定幾十公里距離內(nèi)的氣體、某些金屬的原子和分子、飛機(jī)尾氣組成，煉油廠周圍大氣組成等，并為紅外制導(dǎo)和反制導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)驗(yàn)根據(jù)。（八）自動(dòng)化及智能化微電子工業(yè)、大規(guī)模集成電路、微處理器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使分析化學(xué)和其它科學(xué)與技術(shù)一樣進(jìn)入了自動(dòng)化和智能化的階段。機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)基本化學(xué)操作自動(dòng)化的重要工具。專家系統(tǒng)是人工智能的最前沿。在分析化學(xué)中，專家系統(tǒng)主要用作設(shè)計(jì)