目前分析化學法的研究熱點有哪些

Ⅰ 分析化學領域有哪些大牛未來的發展方向會是怎樣的

分析化學領域有哪些大牛
【】分析化學是研究物質化學組成和結構的分析方法和理論的一門學科。他是化學學科的一個重要分支。
【】分析化學包括結構分析和成分分析兩方面。目前成分分析仍然是分析化學的主要方面。成分分析又分為定性分析和定量分析。
【】分析化學是一門工具學科。所以從分析方法上，有分為化學分析和儀器分析。化學分析有分為質量分析；滴定分析有分為酸鹼滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、測定滴定法。儀器分析，分為光學分析法、電化學分析法、色譜分析法、質譜分析法和核磁共振波譜法。

Ⅱ 分析化學在中葯學的領域中有哪些應用

分析化學是一門檢測技術研究與應用的學科，在各行業廣泛應用，也是各種研究的眼睛，具體來講在中葯學中應用有方劑成分分析、中葯代謝物分析等。

分析化學可以測出中葯的有效成分和比例等。現代的中葯有西化的趨向，將有效成分用特別的方法提純，或者直接生物、化學合成，製成葯丸。

(2)目前分析化學法的研究熱點有哪些擴展閱讀：

分析化學（Analytical Chemistry）的主要任務是鑒定物質的化學組成（元素、離子、官能團、或化合物）、測定物質的有關組分的含量、確定物質的結構（化學結構、晶體結構、空間分布）和存在形態（價態、配位態、結晶態）及其與物質性質之間的關系等。主要是進行結構分析、形態分析、能態分析。

Ⅲ 試談分析化學的發展趨勢

分析化學學科的發展經歷了三次巨大變革：第一次是隨著分析化學基礎理論，特別是物理化學的基本概念（如溶液理論）的發展，使分析化學從一種技術演變成為一門科學，第二次變革是由於物理學和電子學的發展，改變了經典的以化學分析為主的局面，使儀器分析獲得蓬勃發展。目前，分析化學正處在第三次變革時期，生命科學、環境科學、新材料科學發展的要求，生物學、信息科學，計算機技術的引入，使分析化學進入了一個嶄新的境界。第三次變革的基本特點：從採用的手段看，是在綜合光、電、熱、聲和磁等現象的基礎上進一步採用數學、計算機科學及生物學等學科新成就對物質進行縱深分析的科學；從解決的任務看，現代分析化學已發展成為獲取形形色色物質盡可能全面的信息、進一步認識自然、改造自然的科學。現代分析化學的任務已不只限於測定物質的組成及含量，而是要對物質的形態（氧化-還原態、絡合態、結晶態）、結構（空間分布）、微區、薄層及化學和生物活性等作出瞬時追蹤、無損和在線監測等分析及過程式控制制。隨著計算機科學及儀器自動化的飛速發展，分析化學家也不能只滿足於分析數據的提供，而是要和其它學科的科學家相結合，逐步成為生產和科學研究中實際問題的解決者。近些年來，在全世界科學界和分析化學界開展了「化學正走出分析化學」、「分析物理」、「分析科學」等熱烈議論，反映了這次變革的深刻程度。
未來化學在人類生存、生存質量和安全方面將以新的思路、觀念和方式繼續發揮核心科學的作用。應該說，20世紀的化學科學在保證人類衣食住行需求、提高人類生活水平和健康狀態等方面起了重大作用，21世紀人類所面臨的糧食、人口、環境、資源和能源等問題更加嚴重，雖然這些難題的解決要依賴各個學科，但無論如何總是要依靠研究物質基礎的化學學科。
（1)化學仍然是解決食品問題的主要學科之一
化學將在設計、合成功能分子和結構材料以及從分子層次闡明和控制生物過程（如光合作用、動植物生長）的機理等方面，為研究開發高效安全肥料、飼料和肥料/飼料添加劑、農葯、農用材料（如生物可降解的農用薄膜）、生物肥料、生物農葯等打下基礎。利用化學和生物的方法增加動植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加劑，改進食品儲存加工方法，以減少不安全因素等，都是化學研究的重要內容。
（2)化學在能源和資源的合理開發和高效安全利用中起關鍵作用
在能源和資源方面，未來化學要研究高效潔凈的轉化技術和控制低品位燃料的化學反應；新能源如太陽能以及高效潔凈的化學電源與燃料電池等都將成為21世紀的重要能源，這些研究大多都需要從化學基本問題作起，否則，很難取得突破。礦產資源是不可再生的，化學要研究重要礦產資源（如稀土）的分離和深加工技術以及利用。
（3)化學繼續推動材料科學的發展
各種結構材料和功能材料與糧食一樣永遠是人類賴以生存和發展的物質基礎。化學是新材料的「源泉」，任何功能材料都是以功能分子為基礎的，發現具有某種功能的新型結構回引起材料科學的重大突破（如富勒烯）。未來化學不僅要設計和合成分子，而且要把這些分子組裝、構築成具有特定功能的材料。從超導體、半導體到催化劑、葯物控釋載體、納米材料等都需要從分子和分子以上層次研究材料的結構。20世紀化學模擬酶的活性中心的研究已取得進展，未來將會在可用於生產、生活和醫療的模擬酶的研究方面有所突破，而突破是基於構築既有活性中心又有保證活性中心功能的高級結構的化合物。21世紀電子信息技術將向更快、更小、功能更強的方向發展，目前大家正在致力於量子計算機、生物計算機、分子器件、生物晶元等新技術，標志著「分子電子學」和「分子信息技術」的到來，這就要求化學家作出更大的努力，設計、合成所需要的各種物質和材料。
（4)化學是提高人類生存質量和生存安全的有效保障
在滿足生存需要之後，不斷提高生存質量和生存安全是人類進步的重要標志。化學可從三個方面對保證生存質量的提高做出貢獻：① 通過研究各種物質和能的生物效應（正面的和負面的）的化學基礎，特別是搞清兩面性的本質，找出最佳利用方案；② 研究開發對環境無害的化學品和生活用品，研究對環境無害的生產方式，這兩方面是綠色化學的主要內容；③ 研究大環境和小環境（如室內環境）中不利因素的產生、轉化和與人體的相互作用，提出優化環境建立潔凈生活空間的途徑。
健康是重要的生存質量的標志。維持健康狀態靠預防和治療兩方面，以預防為主。預防疾病是21世紀醫學的中心任務。化學可以從分子水平了解病理過程，提出預警生物標志物的檢測方法，建議預防途徑。
展望未來，二十一世紀的化學仍將是一門中心的、實用的和創造性的科學，它將幫助我們解決人類所面臨的一系列重大問題，與此同時，化學將得到進一步發展。我們有理由相信21世紀的化學將更加繁榮興旺，化學將迎來它的黃金時代

Ⅳ 分析化學的發展

古代人認識的元素，非金屬元素有碳和硫，金屬元素中有銅、銀、金、鐵、鉛、錫和汞。
分析化學這一名稱雖創自R.玻意耳，但其實踐應與化學工藝同樣古老。不能想像古代冶煉、釀造等工藝的高度發展，沒有簡單的鑒定、分析、製作過程的控制等手段。隨後在東、西方興起的煉丹術、煉金術可視為分析化學的前驅。
公元前3000年，埃及人已知稱量的技術。最早出現的分析用儀器當推等臂天平，它記載在《莎草紙卷》（公元前1300）上。巴比倫的祭司所保管的石制標准砝碼（約公元前2600）尚存於世。不過等臂天平用於分析，當在中世紀用於烤缽試金法（火試金法之一）中。
公元前4世紀，已知使用試金石以鑒定金的成色。
公元前3世紀，阿基米德在解決敘拉古王喜朗二世的金冕的純度問題時，即利用了金和銀密度之差，這是無傷損分析之先驅。
公元60年左右，老普林尼將五倍子浸液塗在莎草紙上，用以檢出硫酸銅的摻雜物鐵(Ⅲ)，這是最早使用的有機試劑，也是最早的試紙。
1751年，J.T.埃勒爾·馮·布羅克豪森用同一方法檢出血渣（經灰化）中的含鐵量。 1663年，玻意耳報道了用植物色素作酸鹼指示劑。但真正的容量分析應歸功於法國J.-L.蓋-呂薩克。
1824年，他發表漂白粉中有效氯的測定，用磺化靛青作指示劑。隨後他用硫酸滴定草木灰，又用氯化鈉滴定硝酸銀。這三項工作分別代表氧化還原滴定法、酸鹼滴定法和沉澱滴定法。絡合滴定法創自J.von李比希，他用銀(Ⅰ)滴定氰離子。另一位對容量分析作出卓越貢獻的是德國K.F.莫爾，他設計的可盛強鹼溶液的滴定管至今仍在沿用。他推薦草酸作鹼量法的基準物質，硫酸亞鐵銨（也稱莫爾鹽）作氧化還原滴定法的基準物質。 最早的微量分析是化學顯微術，即在顯微鏡下觀察樣品或反應物的晶態、光學性質、顆粒尺寸和圓球直徑等。
17世紀中葉，R.胡克從事顯微鏡術的研究，並於1665年出版《顯微圖譜》。法國葯劑師F.A.H.德卡羅齊耶在1784年用顯微鏡以氯鉑酸鹽形式區別鉀、鈉。
1747年，德意志化學家A.S.馬格拉夫用顯微鏡證實蔗糖和甜菜糖實為同一物質；
1756年，用顯微鏡檢驗鉑族金屬。
1865年，A.黑爾維希著《毒物學中之顯微鏡》。
1877年，S.A.博里基著《以化學/顯微鏡法作礦物與岩石分析》，並使用氣體試劑（如氟化氫、氯）、氟硅酸和硫化銨與礦物及其切片作用。T.H.貝侖斯不僅從事無機物的晶體檢驗，還擴充到有機晶體。
1891年，O.萊爾曼提出熱顯微術，即在顯微鏡下觀察晶體遇熱時的變化。L.科夫勒及其夫人設計了兩種顯微鏡加熱台，便於研究葯物及有機化合物的鑒定。熱顯微術只需一粒晶體。後來又發展到電子顯微鏡，解析度可達1埃。
不用顯微鏡的最早的微量分析者應推德國J.W.德貝賴納。他從事濕法微量分析，還有吹管法和火焰反應，並發表了《微量化學實驗技術》一書。公認的近代微量分析奠基人是F.埃米希。他設計和改進微量化學天平，使其靈敏度達到微量化學分析的要求，改進和提出新的操作方法，實現毫克級無機樣品的測定，並證實納克級樣品測定的精確度不亞於毫克級測定。有機微量定量分析奠基人是F.普雷格爾，他曾從膽汁中離析一降解產物，其量尚不足作一次常量碳氫分析，在聽了埃米希於1909年所作的有關微量定量分析的講演並參觀其實驗室後，他決意將常量燃燒法改為微量法（樣品數毫克），並獲得成功；1917年出版《有機微量定量分析》一書，並在1923年獲諾貝爾化學獎。
常量操作如不適用於微量分析則需改進。例如，常量過濾是將沉澱定量移入濾紙錐中或過濾坩堝中。若用此法於微量沉澱過濾，則在原進行沉澱的燒杯壁所粘附的物質就不能再忽略不計了，所以必須改變辦法。微量過濾採用濾棒吸出母液，而留全部沉澱於容器中。容器可用25毫升瓷坩堝，它兼用作稱量器皿；還可在其內洗滌沉澱，然後再用濾棒吸出洗液。這樣既可避免沉澱損失，又可簡化操作手續。
無機化合物在濾紙上的行為在19世紀中已引起注意。德意志化學家F.F.龍格在1850年將染料混合液滴在吸墨紙上使之分離。更早些時候他用染有澱粉和碘化鉀溶液的濾紙或花布塊作漂白液的點滴試驗。他又用浸過硫酸鐵(Ⅲ)和銅(Ⅱ)溶液的紙，在其中部滴加黃血鹽，等每滴吸入後再加第二滴，因此獲得自行產生的美麗圖案。1861年出現C.F.舍恩拜因的毛細管分析，他將濾紙條浸入含數種無機鹽的水中，水攜帶「鹽類」沿紙條上升，以水升得最高，其他離子依其「遷移率」而分離成為連接的帶。這與「紙層析」極為相近。他的學生研究於「濾紙上分離有機化合物」獲得成功，能明顯而完全分離「有機染料」。
用濾紙或瓷板進行無機、有機物的檢出是普雷格爾的貢獻。方法簡單而易行，選擇性和靈敏度均高，點滴試驗屬微量分析范圍。所著《點滴試驗》和《專一、選擇和靈敏反應的化學》兩書，為從事分析者所必讀。1921年後奧地利F.法伊格爾系統地發展了點滴試驗法。
20世紀60年代，H.魏斯提出環爐技術。僅用微克量樣品置濾紙中心，繼用溶劑淋洗，而在濾紙外沿加熱以蒸發溶劑，遂分離為若干同心環。如離子無色可噴以靈敏的顯色劑或熒光劑。既能檢出，又能得半定量結果。 色譜法也稱層析法，基本上是分離方法。
1906年，俄國М.С.茨維特將綠葉提取汁加在碳酸鈣沉澱柱頂部，繼用純溶劑淋洗，從而分離了葉綠素。此項研究發表在德國《植物學》雜志上，故未能引起人們注意。
1931年，德國R.庫恩和E.萊德爾再次發現本法並顯示其效能，人們才從文獻中追溯到茨維特的研究和更早的有關研究，如1850年J.T.韋曾利用土壤柱進行分離；1893年L.里德用高嶺土柱分離無機鹽和有機鹽。四年後D.T.戴用漂白土分離石油。
氣體吸附層析始於20世紀30年代的P.舒夫坦和A.尤肯。40年代，德國Y.黑塞利用氣體吸附以分離揮發性有機酸。英國E.格盧考夫也用同一原理在1946年分離空氣中的氦和氖，並在1951年製成氣相色譜儀（見氣相色譜法）。第一台現代氣相色譜儀研製成功應歸功於E.克里默。
氣體分配層析法根據液液分配原理，由英國A.J.P.馬丁和R.L.M.辛格於1941年提出。由於此工作之重要，他們獲得1952年諾貝爾化學獎。M.J.E.戈萊提出用長毛細管柱，是另一創新。
色譜－質譜聯用法中將色譜法所得之淋出流體移入質譜儀，可使復雜的有機混合物在數小時內得到分離和鑒定，是最有效的分析方法之一。
液相色譜法包括液－液和液－固色譜，後兩個名稱之第一物態代表流動相，第二物態代表固定相。在大氣壓力下，液相色譜流速太低，因此須增加壓強。這方面的先驅工作是P.B.哈密頓在1960年用高壓液相色譜分離氨基酸。
1963年，J.C.吉丁斯指出，液相色譜法的柱效要趕上氣相色譜法，則前者填充物顆粒應小於後者顆粒甚多，因此需要大壓強，所用的泵應無脈沖。
1966年，R.詹特福特和T.H.高製成這種無脈沖泵。
1969年，J.J.柯克蘭改進填充物，使之具有規定的表面孔度，再將固定相（如正十六烷基）鍵合在載體上，使之能抗熱和抗溶劑分解。載體可用二氧化硅，鍵合通過Si-O-C或Si-C鍵。 薄層層析採用薄層硅膠等代替濾紙進行層析。由於硅膠顆粒均勻而細微，分離的速度和程度一般優於紙層析，分離無機物和有機物時與紙層析一樣有效。
荷蘭生物學家M.W.拜爾因克在1889年滴一滴鹽酸和硫酸的混合液於動物膠薄層中部，鹽酸擴散遠些，在硫酸環之外另成一環，相繼用硝酸銀和氯化鋇顯示這兩個環的存在。
9年後H.P.維伊斯曼用同樣方法證明麥芽的澱粉酶中實含兩種酶。
直至1956年聯邦德國E.施塔爾改善塗布方法和操作，採用細顆粒（0.5～5微米）硅膠等措施，才使該法得到廣泛使用。定量薄層層析始於J.G.基施納等(1954)。他們最先測定橙柑屬及其加工品中的聯苯(見薄層層析)。 希臘哲學家泰奧弗拉斯圖斯曾記錄各種岩石礦物及其他物質遇熱所發生的影響。法國H.－L.勒夏忒列和英國W.C.羅伯茨－奧斯汀同稱為差熱分析的鼻祖。
20世紀60年代，出現精細的差熱分析儀和M.J.奧尼爾提出的差示掃描量熱法，它能測定化合物的純度及其他參數，如熔點和玻璃化、聚合、熱降解、氧化等溫度（見熱分析）。
20世紀初，提出的熱重量法是研究物質，如鋼鐵、沉澱等遇熱時重量之變化。本多光太郎創制第一架熱天平，它最初只用於解決冶金方面的問題。將它用於分析方面的當推 C.杜瓦爾。他曾研究過 1000多種沉澱的熱行為。例如草酸鈣用高溫可灼燒為氧化鈣，也可在約550°C灼燒為碳酸鈣。二者作為稱量形式，則以後者為佳，因灼燒時既省能量，換算因子值較大（因此誤差較小），又免氧化鈣在稱量時吸潮。
電解時，銅(Ⅱ)在陰極還原而以單質（零價）析出，再進行稱量，應歸入重量法。此時可認為電子是沉澱劑。還有鉛(Ⅱ)在陽極氧化，以二氧化鉛形式附於陽極。前法在19世紀60年代分別由德意志C.盧科和美國J.W.吉布斯獨立提出。 19世紀初，用於無機重量分析的有機試劑只有草酸及其銨鹽和琥珀酸銨兩種。前者用於鈣、鎂分離和鈣的測定。後者用於沉澱三價鐵使它與二價金屬離子分離。
1885年，M.A.伊林斯基和G.von克諾雷提出1－亞硝基－2－萘酚作為鎳存在時鈷的沉澱劑，同時也是第一個螯合劑。至於陰離子測定，在20世紀初，W.米勒提出4，4－聯苯胺作為硫酸根的沉澱劑。
1950年，中國梁樹權等將有機試劑用於重量分析，測定鎢酸根。
1950年，M.布希引入4，5－二氫－1，4－二苯基－3，5－苯亞氨基－1，2，4－三氮雜茂(簡稱硝酸根試劑)作為硝酸根沉澱劑。1975年後，它又成為高錸酸根的良好沉澱劑。
1950年，Л.A.楚加耶夫合成了丁二肟，並觀察到它與鎳(Ⅱ)形成紅色沉澱。兩年後，聯邦德國O.E.布龍克把丁二肟試劑應用於鋼中鎳的測定。嗣後靈敏的和選擇性高的新有機試劑不斷出現。中國曾雲鶚等合成3－（2－胂酸基苯偶氮）－6－（2，6－二溴－4－氯苯偶氮）－4，5－二羥基－2，7－萘二磺酸，用此試劑時，稀土元素的摩爾吸光系數可以高達0.98～1.2×10升/（摩·厘米）。 它是基於被測物質的分子對光具有選擇性吸收的特性而建立起來的分析方法。包括比色分析法和紫外、可見分光光度法。測量某溶液對不同波長單色光的吸收程度,以波長為橫坐標,吸光度為縱坐標作圖,可得到吸收光譜。根據各種物質所有的特殊吸收光譜,可進行定性分析和定量分析。
比色法以日光為光源，靠目視比較顏色深淺。最早的記錄是1838年W.A.蘭帕迪烏斯在玻璃量筒中測定鈷礦中的鐵和鎳，用標准參比溶液與試樣溶液相比較。
1846年，A.雅克蘭提出根據銅氨溶液的藍色測定銅。隨後有T.J.赫羅帕思的硫氰酸根法測定鐵(1852)；奈斯勒法測定氨；苯酚二磺酸法測定硝酸根(1864)；過氧化氫法測定鈦(1870)；亞甲基藍法測定硫化氫(1883)；磷硅酸法測定二氧化硅(1898)。分光光度計使用單色光和光電倍增管，波長范圍為 220～1000納米，比目視范圍（400～700納米）更寬。
用光照射懸浮液，從頂部觀察，當視線與光線成直角時，稱為比霧法；如果視線與光線在一條直線上時，稱為比濁法。
18世紀50年代，G.J.馬爾德在原子量測定中，利用了目測上層液體中氯化銀懸浮液的亮度。隨後，J.-S.斯塔改用一標准懸浮液作參比。
1894年，美國T.W.理查茲設計出第一台比霧計。比霧法最初用於觀測原子量測定中母液中的氯（或溴）離子和銀離子濃度是否達到當量。隨後此法用於定量測定，其靈敏度很高，可測定一升水所含的3微克磷，或一升水所含的10微克丙酮。 紅外光譜是有機化學家鑒別未知化合物的有力手段。紅外光譜在20年代開始應用於汽油爆震研究，繼用於鑒定天然和合成橡膠以及其他有機化合物中的未知物和雜質。70 年代，在電子計算機蓬勃發展的基礎上，傅立葉變換紅外光譜 (FTIR) 實驗技術進入現代化學家的實驗室，成為結構分析的重要工具。遠紅外光譜（200～10厘米）和微波譜（10～0.1厘米）是研究分子旋轉的光譜法。
拉曼光譜(見拉曼光譜學是研究分子振動的另一種方法。早期拉曼光譜的信號太弱，使用困難，直至用激光作為單色光源後，才促進其在分析化學中的應用。拉曼光譜發展到現今已有採用傅立葉變換技術的FT-Raman光譜分析技術，共聚焦顯微拉曼光譜分析技術，表面增強拉曼效應分析技術等，在生物醫學分析、 文物分析、寶石鑒定、礦物分析等領域有重要的作用。 1672年，I.牛頓在暗室中用棱鏡分日光為七色，這就是原子發射光譜法的始祖。
1800年，F.W.赫歇耳發現紅外線。次年J.W.里特用氯化銀還原現象發現紫外區。又次年W.H.渥拉斯頓觀察到日光光譜的暗線。
1815年， J.von夫琅和費經過研究，命名暗線為夫琅和費線。文獻中稱鈉線為D線，也是夫琅和費規定的。R.W.本生發明了名為本生燈的煤氣燈，燈的火焰近於透明而不發光，便於光譜研究。
1859年，本生和他的同事物理學家G.R.基爾霍夫研究各元素在火焰中呈示的特徵發射和吸收光譜，並指出日光光譜中的夫琅和費線是原子吸收線，因為太陽的大氣中存在各種元素。他們用的儀器已具備現代分光鏡的要素。他們可稱為發射光譜法的創始人。 化學分析包括滴定分析和稱量分析，它是根據物質的化學性質來測定物質的組成及相對含量。
光譜學
質譜學
分光度和比色法
層析和電泳法
結晶學
顯微術
電化學分析
古典分析
雖說當代分析方法絕大部分為儀器分析，但有些儀器最初的設計目的，是為了簡化古典方法的不便，基本原理仍來自於古典分析。另外，樣品配置等前置處理，仍需要藉由古典分析手法的協助。以下舉一些古典分析方法：
滴定法
重量分析
無機定性分析 分析儀器：當代分析化學著重儀器分析，常用的分析儀器有幾大類，包括原子與分子光譜儀，電化學分析儀器，核磁共振，X光，以及質譜儀。儀器分析之外的分析化學方法，統稱為古典分析化學。
分析化學是化學的一個重要分支，它主要研究物質中有哪些元素或基團(定性分析)；每種成分的數量或物質純度如何(定量分析)；原子如何聯結成分子，以及在空間如何排列等等。
儀器分析的方法：它是根據物質的物理性質或物質的物理化學性質來測定物質的組成及相對含量。儀器分析根據測定的方法原理不同，可分為電化學分析、光學分析、色譜分析、其他分析法等4大類。如右圖。
主要分析儀器：
原子吸收光譜法(Atomic absorption spectros， AAS)
原子熒光光譜法(Atomic fluorescence spectros， AFS)
α質子-X射線光譜儀(Alpha particle X-ray spectrometer， APXS)
毛細管電泳分析儀(Capillary electrophoresis， CE)
色譜法(Chromatography)
比色法(Colorimetry)
循環伏安法(Cyclic Voltammetry， CV)
差示掃描量熱法(Differential scanning calorimetry， DSC)
電子順旋共振儀(Electron paramagnetic resonance， EPR)
電子自旋共振(Electron spin resonance， ESR)
橢圓偏振技術(Ellipsometry)
場流分離法(Field flow fractionation， FFF)
傳式轉換紅外線光譜術(Fourier Transform Infrared Spectros， FTIR)
氣相色譜法(Gas chromatography， GC)
氣相色譜-質譜法(Gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)
高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography， HPLC)
離子微探針(Ion Microprobe， IM)
感應耦合電漿(Inctively coupled plasma， ICP)
Instrumental mass fractionation (IMF)
選擇性電極(Ion selective electrode， ISE)
激光誘導擊穿光譜儀(Laser Inced Breakdown Spectros， LIBS)
質譜儀(Mass spectrometry， MS)
穆斯堡爾光譜儀系統(Mossbauer spectros)
核磁共振(Nuclear magnetic resonance， NMR)
粒子誘發X-射線產生(Particle inced X-ray emission spectros，PIXE)
熱裂解-氣相色譜-質譜儀(Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry， PY-GC-MS)
拉曼光譜(Raman spectros)
折射率
共振增強多光子電離譜(Resonance enhanced multi-photon ionization， REMPI)
掃瞄穿透X射線顯微鏡(Scanning transmission X-ray micros，STXM)
薄板層析(Thin layer chromatography，TLC)
穿透式電子顯微鏡(Transmission electron micros，TEM)
X射線熒光光譜儀(X-ray fluorescence spectros，XRF)
X射線顯微鏡(X-ray micros，XRM) 化學分析和儀器分析
凡主要利用化學原理進行分析的方法稱為化學分析法；而主要利用物理學原理進行分析的方法則稱為儀器分析法。當然這兩者的界限難以截然劃清，也有介乎二者之間的方法。
儀器一般指大型儀器，如核磁共振儀（見核磁共振譜）、X射線熒光儀 (見X射線熒光光譜分析法)、X射線衍射儀、質譜儀(見質譜法)、電子能譜儀等。原子發射光譜法和原子吸收光譜法基本上採用濕法預處理，然後在相應儀器中測定，可認為是介於二者之間的方法，也可看作是化學法與儀器法的聯合使用。不能認為用到儀器就是儀器分析。例如，重量分析開始於用天平稱量樣品，末一步再用天平稱沉澱重量。
天平是物理儀器，稱量是物理過程，但重量分析卻是公認的典型化學分析法，原因是重量分析主要靠欲測離子與沉澱劑作用而定量析出沉澱。至於經典法一詞，專指重量分析法和容量分析。其范圍遠狹於化學法。所以經典法僅是化學分析法的一部分，而不是全部。 粗分為無機分析和有機分析兩大類
天然產物和工業製品中的無機物，如岩石、礦物、陶瓷、鋼鐵、合金、礦物酸、燒鹼等的分析屬無機分析；石油、染料、塑料、食品、合成葯物、中草葯等的分析屬有機分析。簡言之，凡碳氫化合物及其衍生物的分析屬有機分析，而除上述物質外的分析統屬無機分析。不過，無機物中有時夾雜一些有機物質，而有機物也含有無機物質。例如，河水、海水中含有有機物，有些錳礦夾雜有機物，煤含有灰分，石油含有以絡合物形式存在的金屬，紙張中有無機填充物等。這類物品既用到無機分析，也用到有機分析。
還有一些方法對無機物質和有機物質同樣有效，如氣相色譜法便是其中之一。樣品中一氧化碳、二氧化碳、氫、氮、氧、甲烷、乙烯、水氣等在同一柱中，在選擇的條件下可逐一分離或分組分離。奧薩特氣體分析器也是如此，只是分離的原理不同。
痕量分析是指樣品所含的量極為微少。一般在樣品中含量多的為主要成分，含量少的為次要成分。E.B.桑德爾認為含量在1%～0.01%的為次要成分。有人認為在10%～0.01%的為次要成分。含量在萬分之一(0.01%)以下稱為痕量。痕量分析的動向趨於測定愈來愈低的含量，因此出現了超痕量分析，即含量接近或低於一般痕量下限。這名稱只是定性的。定量或更明確的名稱見下列規定：
痕量 10～10微克/克
微痕量10～10微克/克
納痕量 10～10微克/克
沙痕量 10～10
微克/克微痕量分析尚另有一種意義，即使用微量分析的稱樣，而測定其中痕量元素(例如<10微克/克)。為與前述一詞區分，後一詞應稱為微樣痕量分析。 ①選擇性最高，以至具有專一性，即干擾極少，這樣就可以減少或省略分離步驟；
②精密度和准確度最高；
③靈敏度最高，從而少量或痕量組分即可檢定和測定；
④測定范圍最廣，大量和痕量均能測定；
⑤能測定的元素種類和物種最多；
⑥方法簡便，即最易操作而不需高度技巧；
⑦經濟實惠，即要求費用少而收益大。但匯集所有優點於一法是辦不到的，例如，在重量分析中，如要提高准確度，需要延長分析時間（如用重沉澱法純化沉澱）。因為化學法測定原子量要求准確到十萬分之一，所以最費時間。 分析方法要力求簡便，不僅野外工作（諸如地質普查、化學探礦、環境監測、土壤檢測等）需要簡便、有效的化學分析方法，室內例行分析工作也如此。
因為在不損失所要求之准確度和精密度的前提下，方法簡便，步驟少，這就意味著節省時間、人力和費用。例如，金店收購金首飾時，是將其在試金石板上劃一道（科學名稱是條紋），然後從條紋的顏色來鑒定金的成色。這種條紋法在礦物鑒定中仍然採用。
當然，該法不及火試金法或原子吸收光譜法准確，但已能達到鑒定金器之目的。又如，糖尿病人的尿糖量可用特製的含酶試紙進行檢驗，從試紙的顏色變化估計含糖量的多寡，其方法之簡便連患者本人也會使用。另一方面，用原子吸收光譜法雖然也能間接測定尿樣中含糖量，但因為不經濟而沒有被採用。 雖然有不少靈敏的和選擇性強（甚至專一）的方法，但是如果欲測元素的濃度接近或低於方法的測定下限，則富集仍不可避免。富集方法很多，如升華、揮發、蒸餾、泡沫浮選（見痕量富集）、吸附（用分子篩、活性炭等）、色譜法、共沉澱、共結晶、汞齊作用、選擇溶解、溶劑萃取、離子交換等。
在檢出或測定之前，常常需要使欲測（或檢出）物質與干擾物質彼此分離。重要的分離方法有蒸餾、溶劑萃取、離子交換、電滲析、沉澱、電泳等，大都與富集方法相同。富集可認為是提高濃度的分離方法。
隱蔽作用（見隱蔽和解蔽）雖不是分離，但其作用使離子失去其正常性質，即令該離子以另一形式存於反應體系中。然而在分析化學中分離之目的無非使干擾離子不再干擾，因此就廣義而言，隱蔽及其相反作用解蔽應包括在分離范疇中。在分析化學中採用隱蔽和解蔽作用由來已久。重量分析、光度法、極譜法中均已應用，特別在點滴試驗和絡合滴定法中使用得更頻繁。 取樣最重要的要求是有代表性，即取來欲分析的樣品須能代表全體。均勻或容易混勻的物質取樣自不成問題，氣態和液態樣品屬於這一類。不均勻的固態物質，如礦石和煤炭等應按規定手續取樣。否則，分析結果不能代表原物質，徒然浪費人力物力。野外礦石取樣多由地質人員進行。所得大樣在試驗室中由分析人員按一定手續粉碎和縮分到小樣。另一方面，有機元素燃燒法分析合成的純樣品則無此問題。
樣品溶熔是第二步。溶熔包括溶解和熔融，也稱分解。有些樣品能溶解於水、酸或混合酸、鹼，以及有機溶劑中。上述辦法不能溶解的，可改用熔劑熔融。熔劑可分鹼性（如碳酸鈉）、酸性（如硫酸氫鉀）、氧化性（如過氧化鈉）和還原性的（如硫代硫酸鈉）。如果欲分析的成分較易揮發或熔融溫度高，對坩堝腐蝕嚴重，則可改用燒結，即將顆粒表面部分熔化。史密斯法用氯化銨和碳酸鈣(1:8～12)與硅酸鹽岩石混合和燒結，以測定其中的鹼金屬便是一例。有機化合物和生物樣品可採用干法或濕法灰化。干法灰化為在充分氧氣存在下加熱至炭化並逐漸燃燒，或在較低溫度用原子氧氧化（低溫灰化）。濕法灰化利用氧化性酸（如硝酸、高氯酸、濃硫酸）氧化樣品。干法、濕法各有其優缺點，須視樣品而定。

Ⅳ 分析化學能在哪些領域涉及到

你說的太廣了，分析化學分化學分析和儀器分析
化學分析根據其操作方法的不同，可將其分為滴定分析和重量分析
儀器分析有電化學分析法、核磁共振波譜法、原子發射光譜法、氣相色譜法、原子吸收光譜法、高效液相色譜法、紫外-可見光譜法、質譜分析法、紅外光譜法。
可想而知，在生產中很多都和分析化學有關。

Ⅵ 超分子化學有哪些研究熱點及應用前景

超分子化學研究的內容主要包括：分子識別，分為離子客體的受體和分子客體的受體；環糊精；生物有機體系和生物無機體系的超分子反應性及傳輸；固態超分子化學，分為晶體工程、二維和三維的無機網路；超分子化學中的物理方法；模板，自組裝和自組織；超分子技術，分為分子器件和分子技術的應用。
超分子化學
現代化學與18、19世紀的經典化學相比較，其顯著特點是從宏觀進入微觀，從靜態研究進入動態研究，從個別、細致研究發展到相互滲透、相互聯系的研究，從分子內的原子排列發展到分子間的相互作用。從某種意義上講，超分子化學淡化了有機化學、無機化學、生物化學和材料化學之間的界限，著重強調了具有特定結構和功能的超分子體系，將四大基礎化學（有機化學、無機化學、分析化學和物理化學）有機地融合為一個整體，從而為分子器件、材料科學和生命科學的發展開辟了一條嶄新的道路，且為21世紀化學發展提供了一個重要方向。

Ⅶ 分析化學在當前高新技術中的應用

第三章 現代化學與新材料技術

一、內容提要

本章有三節。第一節是從化學發展的歷史說起，介紹現代化學研究的內容和化學分析基礎知識。第二節介紹一些傳統材料特性及其應用。第三節介紹新材料技術。

二、重點與難點

本章學習重難點為新材料技術與現代化學分析技術。

三、教學輔導

化學是一門在分子、原子水平上研究物質組成、結構和性能的辯證關系，以及物質、能量轉化規律的科學。化學也是一門滿足社會需要的中心科學，在現代社會中，化學對材料、能源、農業、資源的開發，滿足和改善人民生活，促進社會生產發展都有著巨大的作用。材料是人們用來製造有用物品的各種物質。材料是人類生產和生活活動的物質基礎，也是社會生產力的重要因素。材料科學是當今科技發展研究的重點，它的發展又與現代化學發展密切相關。我們學習本章內容時，分解為以下幾個問題。

1． 現代化學是如何發展起來的？

化學的發展，經歷了很長的歷史時期。

（1）古代化學的產生

大約五十萬年以前，人類發明了「鑽木取火」，掌握了人工取火的技術。火的利用是人類最早的一項化學實踐活動，也是人類最早知道的一種化學現象，它為人們以後研究和實現一系列物質的化學變化創造了條件。古代化學是一種實用化學，由它產生的制陶，金屬冶煉，火葯製造，染色，釀酒等化學工藝，幾乎成為古代社會生產力發展的最重要的因素。古代人們在實踐的基礎上，掌握了過濾、溶解、結晶、升華和熔融等化學技術的同時，對物質也有了總體的認識，產生諸多的物質觀點，如我國戰國時期的「五行說」，古希臘亞里斯多德的「四素說」等。這些化學製作工藝和學說，積累了大量的操作經驗和化學知識，為近代化學的發展奠定了基礎。

（2）近代化學的建立

16世紀末至17世紀初，化學理論逐漸建立，英國化學家和物理學家波義耳，在1661年，首次提出了科學的元素新概念，把化學確立為一門實驗科學。之後，法國化學家拉瓦錫在大量的實驗基礎上，提出氧化說，使化學基本理論和基本研究方法發生了重大變革。由此，化學走向近代定量科學，一系列有關物質變化定量規律，如質量守恆定律，當量定律被發現。特別是英國化學家和物理學家道爾頓的科學原子說，第一次將化學實驗總結的規律與物質的原子構成的觀點聯系起來，使化學進入了一直持續至今的原子說為主線的新時期。

義大利化學家阿佛加德羅的分子假說，俄國化學家門捷列夫在1869年發現的元素周期律，使化學研究從個別的、零散的和無規律的事實羅列中擺脫出來，奠定了現代化學的基礎，近代化學科學逐漸形成了包括：近代無機化學、近代有機化學、近代分析化學和近代物理化學四大獨立的分支科學體系。

（3）現代化學的形成

二十世紀初，物理學科的新發現和新技術特別是相對論和量子力學為現代化學進一步發展概念和定量描述提供了理論依據，將化學和整個自然科學的研究，推進到更深的層次上。化學分支不斷涌現，化學朝著深、細、精，多學科、綜合化的方向發展。與此同時，現代化學工業的蓬勃發展，化學工業和產品，在人類生活和經濟活動中具有越來越重要的地位和作用，如化肥增產，使農業豐收；化學工業的發展，使新材料層出不窮。特別是20世紀20年代以後出現的有機合成工業的發展，更加豐富了現代人們的生活。

2． 什麼是現代化學研究的特點？

現代化學有如下特點：

①研究層面由宏觀向微觀發展；

②研究方法由定性向定量發展；

③研究對象由靜態向動態發展；

④研究結果由描述性向推理性發展。

這些特點表明了現代化學總的發展趨勢是既高度分化又高度綜合。現代化學一方面，從自身產生了很多新的學科分支，如：無機固體化學、配合物化學、分子動力學等。另一方面，又與其他自然科學相互滲透交叉，形成一系列新的邊緣學科，如：生物化學、地球化學、環境化學等。

3． 現代化學研究的內容有哪些？

現代化學研究的內容可以歸納為三個方面：第一是深入研究化學反應理論，開發化學反應過程來揭示化學反應的實質，進而設計最佳的化學反應過程。第二是提高結構力量水平，致力於尋找或設計最需要、最佳的化合物材料或體系。第三，發展分析和測試新方法，依靠計算機技術及多學科綜合，使化學研究信息趨於更高的靈敏性和可靠性，為高科技發展創造新分子，為社會需要合成特定性能的材料和物質。

4．現代化學研究方法的特點是什麼？

現代化學研究不僅要綜合其他自然科學的理論成果，而且還要綜合運用其他自然科學的

究方法。現代化學需要多學科知識的綜合、眾多高深理論作指南、依靠多種專業人員細密

分工和合作，用多種精密儀器設備作檢測的手段。其研究的方法，必要博採眾長，協同多學科合作進行，以整體思維來思考。

5．什麼是現代化學分析技術？

現代化學分析技術包括基礎化學分析技術和儀器分析法。

（1）基礎化學分析技術

在近代建立的分析化學是一門研究物質化學組成的科學，它有兩大任務，一是定性分析，主要是確定被測物質有哪些組分組成的。二是定量分析，主要是確定這些組分的相對含量。

定性分析：

定性分析是應用物質的化學反應將被測組分轉化為有特殊性質的新物質，通過觀察其

生物有無氣體，沉澱或有色物質等特徵的產生，來推斷被測物中某種組分的存在。

定量分析：

定量分析有經典化學分析法和儀器分析法兩大類。經典定量分析法是應用沉澱反應，中和反應、氧化還原反應或絡合反應的原理，對已知組分含量進行測定。

（2）儀器分析法

儀器分析是現代發展起來的一種分析方法，它大多要藉助一定的儀器設備，根據物質

的物理或物理化學的性質，來測定某種組分的方法。故又稱為物理化學分析法或物理分析法。儀器分析法具有操作簡便、快捷、准確等優點，特別對於含量很低的組分的測定，更有獨特之處。儀器分析法有很多種，常用的有以下5種：

光譜分析法：

它是根據物質發射，吸收電磁輻射，以及物質與電磁輻射的相互作用來進行分析的一種方法。

色譜法：

它是一種分離技術，它的分離原理是使混合物中各組分在固定相和流動相兩相中分配。當流動相中的混合物經過固定相時，就會與固定相發生作用，由於試樣的各組分在結構和性質上的差異，它們與固定相作用的大小、強弱也不同。我們根據被測組分在兩相間進行分離作用的差異，進行定性和定量分析。

電化學分析法：

它是利用物質的電學及電化學性質來進行分析的方法。

質譜分析法：

它是現代物理與化學使用的極為重要的工具。它的基本原理是試樣在離子源中電離後，生成各種帶正電荷的離子，它們在加速電場的作用下，形成離子束射入質量分析器。在磁場的作用下，離子作等速圓周運動並分離，然後，由記錄系統得到質譜圖，根據質譜圖上譜線

的位置及相應離子的電荷數進行定性分析，再根據譜線黑度或相應離子流的相對強度，進

行定量分析。

核磁共振波譜分析法：

它也是現代儀器分析的重要方法之一，它的基本原理是在強磁場的激勵下，根據一些具

有某些磁性的原子核對高頻無線電電波的共振吸收，來推斷被測物的分子結構。

6．金屬與金屬材料有哪些特性？

目前，我們已知的元素有109種，其中金屬有87種。除汞以外，所有金屬都是固體

金屬具有「自由電子」，它在金屬晶體中能自由流動。我們熟知的金屬具有特殊的金屬光澤、是熱和電的良導體等性質，很大程度上與金屬晶體結構有自由電子有關。如：自由電子能吸收可見光，然後又反射出大部分頻率的光，使金屬顯示特有光澤。自由電子在外電場的作用下，作定向流動，形成電流，這就是金屬導電的原因。自由電子受熱後，能量增大，運動速度也加大，它與金屬離子碰撞而傳遞能量，從而使金屬具有良好的導熱性等。

在冶金工業上，我們把金屬分為兩大類。一類為黑色金屬，指鐵、鉻、錳及其合金。另一類為有色金屬，除去黑色金屬之外其他金屬都是有色金屬。

金屬是人類歷史上使用最早的材料之一，直到20世紀中葉，金屬材料也一直在材料中

占絕對優勢。因為金屬材料有如下的優勢：（1）幾千年以來有一套成熟的生產技術和龐大的生產能力，如鋼鐵工業。（2）金屬有許多優良的理化性能，形成其他材料不能完全替代的使用優勢，如：比陶瓷高得多的韌性，磁性和導電性等。（3）近、現代高新技術創新，產生出許多新的金屬材料，如優質鋼、高強度鋼、各種合金和新金屬材料等

目前，人們生產和生活應用最多的金屬材料仍是鋼鐵、銅和鋁。

7．非金屬與非金屬材料有哪些特性？

目前，我們已知的非金屬元素，共22種。除氫以外，它們的原子最外層的價電子為3—7

個，它們大多在化學反應中傾向於得到電子而顯示氧化性。非金屬元素形成單質主要有兩

種情況，一種是分子晶體，另一種是原子晶體。它們顯示的性質各異，如分子晶體熔沸

較低，而原子晶體熔沸點較高等等。

非金屬材料有：

（1）玻璃玻璃是一種無定型硅酸鹽混合物。人們利用玻璃製造成各種各樣的器皿、

藝術品。玻璃是建築業最基本的材料之一，它不僅可以用於採光、隔熱，而且也可用於裝飾。

（2）水泥水泥是建築行業大量應用的硅酸鹽材料。

（3）陶瓷生產陶瓷的原料有天然礦物原料和通過化學方法制備的化工原料二種。天

然礦物原料主要是粘土，主要化學成分是水合硅酸鋁類。陶瓷是一種重要的材料，用於工業、建築、生活等，如室內裝飾牆地磚、衛浴用品、茶具、器皿。據考古發現。我國10000年前已有陶器，3000年前商代已有原始瓷器，我國古代陶瓷製品是我國燦爛文化的一部分。

8．有機化合物和有機高分子材料

早期，人們認為有機物是從動植物體內獲取的物質，是「有生機之物」，故稱之為「有機化合物」，現在人們已經知道有機物可以由簡單的無機物人工合成製取。組成有機物除了碳元素之外，還有氫、氧、氮、磷、硫和鹵素等非金屬元素，許多有機物還含有金屬元素。從分子結構上看，有機化合物可以看作碳氫化合物及其衍生物。

有機物的種類很多，結構各不同，因而性質也各異，但一般地，有機物具有如下共性：

①通常情況下，有機物的熔、沸點較低，常以氣體，低沸點的液體或低熔點的固體存在

②大多有機物難溶於水，易溶於有機溶劑，符合化學上「相似相溶」原理。

③絕大多數有機物具有熱不穩定性，受熱易分解，還較容易燃燒，燃燒後，有機分子中的碳、氫、氧、硫，最終的產物為二氧化碳、水、二氧化硫等。

有機化高分子化合物的平均分子量比一般的化合物大很多，它們的分子量大約在幾萬到

幾十萬之間。天然存在的有機高分子化合物有蠶絲、羊毛、纖維素等，它們很早就在為人類服務了。人工方法合成的有機高分子化合物中，人們廣泛應用的是塑料、合成纖維、合成橡膠等。

9．現代新材料技術

20世紀50年代以來，科學技術的突飛猛進，新材料研究異常活躍。新材料技術既是高新技術的一部分，又時刻為高新技術服務。作為新材料技術具有以下的特點：①它是知識密集、資金密集的新興產業。②它與高新技術發展關系密切，相互促進、相互依賴。③新材料是高新技術發展必要的物質基礎，也是當代高新技術革命的先導。④新材料技術還是社會生產力發展水平和技術進步的標志。

現代新材料主要有以下幾種：

（1）新金屬材料

超導材料稀土材料形狀記憶合金貯氫合金非晶態合金

（2）無機非金屬材料

新型陶瓷特種無機塗層材料

（3）新型有機高分子材料

高性能塑料 特種纖維特種橡膠，其它功能高分子材料如高分子分離膜、導電高分子材

料等等。

（4）特殊功能的復合材料

玻璃鋼碳纖維增強樹脂復合材料聚合物基、金屬基和陶瓷基復合材料

（5）納米材料

納米材料是當今材料科學研究中的熱點之一。納米（nm）實際上是一個長度單位，

納米是1米的十億分之一，即1納米=10-9米。納米是一個非常小的空間尺度。納米材料就是用特殊的方法將材料顆粒加工到納米級（10-9米），再用這種超細微粒子製造人們需要的材料。

目前，納米材料有四種類型：納米顆粒、納米碳管和納米線、納米薄膜和納米塊材。納

米材料具有較大的比表面，在結構中的鍵態嚴重失配，產生了許多活動中心，因而，納米材

料有很強的吸附能力。小尺寸效應使其理化性能發生改變，並出現與常規材料不同的新的

特徵。

納米材料顯示了廣泛的應用前景。例如：利用納米材料製成磁記錄介質材料廣泛應用於

電聲器件、阻尼器件等。納米金屬顆粒還是有機化合物的氫化反應的催化作用一種極好的催化劑。納米材料還可以用於醫學、生物工程。例如：利用納米微粒進行細胞分離、細胞染色體，用納米微粒製成的葯物可更方便地在人體內傳輸，進行局部治療和組織修補。納米探針和納米感測器應用，也可能帶來診斷技術的革命。未來納米科技的發展，有三方面的意義，一是疾病的早期診斷，例如癌症的檢出可達到幾個細胞大小。二是高密度的信息儲存，會在很小的位置上儲存大量信息。三是開發新的高性能材料，應用於高科技領域。

總之，納米技術的研究和應用不僅能引發一場新的工業革命，而且還會帶來人類認

知革命，產生觀念上的變革，它將對21世紀科學技術的發展產生重大的促進作用。

10．什麼是新材料發展的方向？

隨著社會的進步，人類總是不斷地對材料提出新的要求。當今新材料的發展有以下幾點：

（1）結構與功能相結合。即新材料應是結構和功能上較為完美的結合。

（2）智能型材料的開發。所謂智能型是要求材料本身具有一定的模仿生命體系的作用，既具有敏感又有驅動的雙重的功能。

（3）少污染或不污染環境。新材料在開發和使用過程，甚至廢棄後，應盡可能少地對環境產生污染。

（4）能再生。為了保護和充分利用地球上的自然資源，開發可再生材料是首選。

（5）節約能源。對製作過程能耗較少的，或者新材料本身能幫助節能的，或者有利於能源的開發和利用的新材料優先開發。

（6）長壽命。新材料應有較長的壽命，在使用的過程中少維修或盡可能不維修。

Ⅷ 環境分析化學的發展趨勢

環境分析化學發展的趨勢是：
分析方法標准化
這是環境分析的基礎和中心環節。環境質量評價和環境保護規劃的制定和執行，都要以環境分析數據作為依據，因而須要研究制訂一整套的標准分析方法，以保證分析數據的可靠性和准確性。
分析技術連續自動化
環境分析化學逐漸由經典的化學分析過渡到儀器分析，由手工操作過渡到連續自動化的操作。70年代以來，已出現每小時可連續測定數十個試樣的自動分析儀器，並已正式定為標准分析方法。現已採用的有：比色分析、離子選擇性電極、X射線熒光光譜、原子吸收光譜、極譜、氣相色譜、液相色譜、流動注射分析等自動分析方法及相應的儀器。特別是流動注射分析法，分析速度可達每小時200多個試樣，試劑和試樣的消耗量少，儀器的結構簡單，比較容易普及，是發展較快的方法之一。
電子計算機的應用
在環境分析化學中應用電子計算機，極大地提高了分析能力和研究水平。在現代化的分析實驗室中，很多分析儀器已採用電子計算機控制操作程序、處理數據和顯示分析結果，並對各種圖形進行解釋。應用電子計算機，可實現分析儀器自動化和樣品的連續測定。如配備有電子計算機的γ－能譜儀可同時測定幾百個樣品中多種元素，利用傅里葉變換在計算機上進行計算，既可提高分析的靈敏度和准確度，又可使核磁共振儀能測得13C訊號，使有機骨架結構的測定有了可能，為從分子水平研究環境污染物引起的生態學和生理機制的有關問題開拓了前景。
多種方法和儀器的聯合使用
這可以有效地發揮各種技術的特長，解決一些復雜的難題，再配用電子計算機，更可大大提高分析效果，並能及時給出分析結果。例如，色譜-質譜-計算機聯用，能快速測定各種揮發性有機物。這種方法已應用於廢水的分析，可檢測200種以上的污染物。在環境污染分析中還常採用火花源質譜-電子計算機聯用、氣相色譜-微波等離子體發射光譜聯用、色譜－紅外光譜聯用、色譜－原子吸收光譜聯用、發射光譜和等離子體源聯用，以及質譜-離子顯微鏡組合而成的直接成象離子分析儀。
激光技術的應用
利用激光作為分析化學的光源已發展了吸收光譜、拉曼光譜、原子和分子熒光光譜、激光光聲光譜、高解析度光譜以及其他激光光譜技術和分析方法。激光分析的特點是高解析度、高靈敏度、長距離、短時間。隨著激光基礎理論研究的進一步發展，激光技術必將進一步改變環境分析化學的面貌。
痕量和超痕量分析的研究
環境科學研究向縱深發展，對環境分析提出的新要求之一就是常須檢測含量低達10-6～10-9克（痕量級）和10-9～10-12克（超痕量級）的污染物，以及研究制訂出一套能適用於測定存在於大氣、水體、土壤、生物體和食品中的痕量和超痕量的污染物的分析方法。例如已測定太平洋中心上空空氣中鉛的含量為1ppb，南北極則低於0.5ppb。南極洲冰塊中的DDT含量為0.04ppb；雨水中汞的平均含量為0.2ppb；人體中鈾的平均含量為1ppb。這些成果是依靠痕量或超痕量分析技術取得的。加強對新的靈敏度高、選擇性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究，成為今後環境分析化學的發展方向之一。
環境分析樣品前處理
(sample pretreatment methodologies in environmental analysis)
由於環境樣品具有被測物濃度低，組分復雜,干擾物質多，同種元素以多相形式存在,易受環境影響而變化等特點，通常都要經過復雜的前處理後才能進行分析測定。經典的前處理方法,如沉澱，絡合,衍生，吸附,萃取，蒸餾,乾燥，過濾,透析，離心,升華等，靠人工操作,重現性差，工作強度大,處理周期長，又要使用大量有機溶劑等.因此樣品前處理預分離是環境分析中最薄弱的環節,而也是現環境分析化學,乃至分析化學中一個重要的關鍵環節，前沿研究課題。它包括了各種前處理新方法與新技術的研究及這些技術與分析方法在線聯用設備的研究兩個方面.
新方法與新技術中較為成熟的有:
1,固相萃取法(solid-phase extraction,SPE)
其原理是根據樣品中不同組分在固相填料上的作用力強弱不同，被測組分與其它組分分離。主要用於處理環境水樣及可溶的固體環境樣品,也可用於捕集氣體中的痕量有機物及氣溶膠.改變洗脫劑組成，填料的種類及其它參數以達到不同分離的目的。早期以柱狀固相填料為主,近段時間來出現了厚度為1mm左右新型薄膜填料，它們截而積大,流量高，特別適合於野外現場處理樣品.
2,超臨界流體萃取法(supported liquid memberane,SLM)
該法利用超臨界流體既有與液體相仿的高密度，具有較大的溶解能力,又有與氣體相近的高擴散率，因此能有效地從固體內部將被測的溶質萃取出來。它特別適合於處理各種固體的環境樣品.改變超臨界流體的組成,溫度，壓力,可以有選擇地把不同的組分從樣品中先後連續萃取進行分離。既用於樣品的前處理，也用於固體廢棄物的治理.
3,固相微萃取法(solid-phase microsextraction,SPME)
它用裝在注射器針頭內的熔融石英光導纖維作載體，表面用有機固定液作塗漬處理。當它浸在樣品溶劑中時,被測物通過擴散吸附在它表面，然後轉移至氣相色譜儀的進樣口進樣,通過加熱脫附，被測物隨載氣進入色譜校進行分離和測定.該法可用於處理各種氣體和液體的環境樣品,也可用於處理固體樣品中的揮發性物質，通過改變固定液的類型與液層的厚度,可以改變方法的選擇性，提高吸附量,易於自動化，可直接處理低於10-9級的水樣,也便於和其它分析方法(例HPLC等)聯用。表-1列出幾種代表性的無，少溶劑樣品前處理方法的比較.
表-1幾種主要的無,少溶劑樣品前處理方法
前處理方法
原理
分析方法
分析對象
萃取相
缺點
頂空法(靜態頂空法，捕吹法)
利用待測物的揮發性
直接抽取樣品頂空氣體進行色譜分析；利用載氣盡量吹出樣品中待測物冷凍捕集或吸附集的方法收集被測物
揮發性有機物
氣體
靜態頂空法不能濃縮樣品,定量需要校正，吹捕法易形成泡沫,儀器超裁
超臨界流體萃取
利用超臨界流體密度高，粘度小對壓力變化敏感的特徵
在超臨界狀態下萃取待測樣品,通過減壓，降溫或吸附收集後分析
烴類及非極性化合物,以及部分中等極性化合物
CO2,氨，乙烷,乙烯，丙烯,水等
萃取裝置昂貴，不適於分析水樣
膜萃取
膜對待測物質的吸附作用
由高分子膜萃取樣品中的待測物,然後再用氣體或液體萃取出膜中的待測物
揮發，半揮發性物質,支載液膜萃取在不同pH值下能離子化的化合物
高分子膜，中空纖維
膜歲待測物濃度變化有滯後性,待測物受膜限制大
固相萃取
固相吸附劑對待測物的吸附作用
先用吸附劑吸附在用溶劑洗脫待測物
各種氣體液體及可溶的固體
盤狀膜，過濾片,固相萃取伎
回收率低，固體吸附劑容易被堵塞
固微相萃取
待測物在樣品及萃取塗層之間的分配平衡
將萃取纖維暴露在用品或其頂空中萃取
揮發,半揮發性有機物
具有選擇吸附性的塗層
萃取塗層易磨損，使用壽命有限
4,加速溶劑萃取法(簡稱ASE)
這是一種全新的萃取方法，它可以顯著提高樣品前處理的速度。溶劑被泵入盛有樣品的萃取池後,加溫加壓，數分鍾後,萃取物從加熱的萃取他中輸送到收集瓶中供分析中.萃取步驟全程自動化，並且可以多次萃取,快速省時，溶劑消耗量少。以分析土壤中有機氯農葯為例,首先要用大量有機溶劑將其從基體中提取出來.新近頒布和即將出台的環保法規對實驗室使用溶劑在許多方面作出了嚴格的限制。為適應這種變化，加速溶劑萃取作為減少溶劑消耗量的固體樣品前處理技術應運而生.與傳統方法相比較,加速溶劑萃取更方便，快速,溶劑用量少，其重現性與超聲萃取相當。並且避免了使用超聲萃取所帶來的多次清洗的問題.
表-2示出水中優先檢測有機污染物600系列標准分析方法,經過適當的前處理步驟，便可發展為相應污染物在飲用水(500系列)和固體廢棄物(8000系列)中的標准分析方法,這些方法與各自前處理的操作步驟實際上是相應的。
表-2USEPA 500,600和8000系列方法編號對照表
污染物名稱
500系列
(飲用水)
600系列
(廢水)
8000系列
(固體廢棄物)
主要分析方法
揮發性鹵代烴
502.1
601
8010
GC/OHD,ECD
揮發性有機物
502.2
8015
揮發性芳烴類
503.1
601
8020
GC/PID
丙烯醛，丙烯腈
603
8030
GC/FID
二溴乙烯,二氯氮丙烷
504
酚類
604
8040
GC/FID',EC
有機鹵化物，農葯急PCBs
505
聯苯胺類
605
鄰苯二甲酸酯類
506
606
8060
含N,P農葯
507
亞硝胺類
607
GC/NPD'TEA
有機氯農葯及PCBs
508/508A
608
8080
GC/ECD
硝基芳烴及異佛爾酮
609
8090
GC/EC,FID
多環芳烴類
610
8100
LC/UV,熒光，GC/FID
鹵代醚類
611
GC/OHD
鹵代烴類
612
8120
GC/ECD
2,3,7,8-TCDD
613
GC/MS
有機磷類
8140
有機氯除草劑
515
8150
揮發性有機物
524-2(60重)
624
8240
GC/MS
半揮發性有機物
525
625
8250
GS/MS
各種色譜技術的進展
1,毛細管氣相色譜技術的不斷發展和應用
高靈敏度，高選擇性氣相色譜檢測器和GC,MS的發展奠定了USEPA 1979年底公布的114種水中優先檢測有機污染物分析方法的基礎，而毛細管氣相色譜的應用大大提高了分離效率和分析速度,使方法簡化，凈化損失減少,近20年來，毛細管柱管材由金屬改變為玻璃,再發展為熔融石英，解決了管壁對分析的干擾和操作技術的可靠性。毛細管柱固定相,高分子液晶固定相，高分子冠醚新固定相的研製,柱表面去活性處理(如輻射處理),尤其是化學鍵合交聯固定相的研製成功，使大批重要污染物(包括眾多異構體)有了可靠的測定方法.採用無分流進樣和柱上進樣技術解決了柱容量小和熱不穩定試樣的分解問題。近幾年來發展的0.53mm,0.75mm內徑的寬口徑毛細管柱進一步解決了柱容量小的問題，使它們直接與氣提設備相接,簡化了揮發性化合物的分析步驟，而且更有利於與靈敏度稍差的檢測器匹配。組合柱技術,化學衍生技術(包括柱前，柱後)等,不但可提高分辨能力或靈敏度，並在一定程度上解決了某些揮發性較差的化台物的監測.高靈敏,高選擇性的檢測器仍在不斷發展，例如化學發光檢測器,TEA,離子化檢測器，酶抑制劑熒光監測器等,再加上多維色譜的應用，多監測器聯用,特別是GC與MS及其它儀器的聯用，使GC在環境分析,色譜分析中仍將繼續占據優勢。徐曉白等綜述了色譜技術研究我國大氣污染的現狀，對環境中潛在致癌物質,如多環芳烴和硝基多環芳烴進行了研究和探討.並對我國若干城市大氣中痕量元素的溫室效應和有害有毒顆粒物進行了研究。EPA已將毛細管氣相色譜作為常規監測技術，GC—TID(離子阱檢測器)在提高靈敏度方面有特色.我國在這方面,無論是儀器的生產或毛細管柱的研製都有較好基礎，今後可能在開辟色譜新技術,提高質量，降低價格以及系列處方固做出更多貢獻。在1998年召開的第七次全國色譜學術報告會上發表了350多篇論文,其中1/6與環境樣品有關，這也反應了我國色譜分析在環境分析化學中的重要作用.
近段時間江桂斌研製的表面發射火焰光度檢測方法(Quartz surface inced lurninescene-FPD)在國際上首次將由石英錶面引發的發射(QSIL)原理用於定量分析,引起學術界的高度評價，並獲國家發明專利。該研究工作提供了一種高靈敏度火焰光度檢測器.和現有商品儀器相比,它有三個優點：(1)色譜柱直接插入燃燒頭的頂端，避免了樣品的擴散等造成的色譜峰展寬等現象。(2)改變了傳統的氫火焰燃燒方式,使火焰的穩定性得到根本的提高.(3)通過改變火焰的發射介質，導致了發射機理的根本變化,獲得了強度很大的發射光譜。與一般氣相色譜火焰光度方法相比，靈敏度提高100—1000倍.用該系統已很好地分離和測定了各種介質中不同形態的有機錫化合物,最低檢測限在30fg—2.3pg.另外，已證明這一原理可以推廣到硫,磷化合物，有機硒,有機鉛等化合物的定量分析。
1997年在美國召開的21世紀環境實驗室 (environmental laboratory moving for the 21 century)研討會後，對現場監測和可移動實驗室的設計與研究,出現了一個新的發展方向.如攜帶型色譜儀已開始在現場環境分析中應用。1998年匹茨堡會議上，已出現了商品.我國也正在研製毛細管攜帶型色譜儀。在微型化過程中,常規色譜檢測器的微型化技術是這一領域的制約因素.
色譜進樣技術:發展很快，枝頭進樣(oncolumn),分流/無分流進樣(split/splitless)吹捕法(purge and trap)進樣等技術已成為實驗室的常規方法。色譜校的發展也日新月異.法國研製的用一種平行的多毛細管往系(含有900根1m長，40μm內徑的毛細管,塗層厚度為0.2μm)成功地分離和測定了多種有機錫化合物。分離時間由常規毛細管柱的5—10min縮短到30s.
2,高效液相色譜的廣泛應用
80年代以來，HPLC儀器的增長速度一直據首位,據估計1983年世界HPLC的銷售額己超過GC.這是出於GC主要適用於測定較易揮發的污染物，但70%以上的化合物是低揮發性,大分子量或熱不穩定的，不進行衍生化就不能直接用GC法測定,而HPLC法恰好彌補了這方面的不足，所以後者在環境分析中越來越多地得到應用。金祖亮曾統計Analytical Abstract引述文章的情況;1980年應用HPLC的文章數量僅為引用GC的文章數量的1/5,而到1989年則幾近一半.HPLC的解析度雖不如毛細管氣相色譜(HRGC).但也有用它一次直接分析32種優先檢測污染物的成功例子，縮小柱徑和採用3μm填料可提高解析度。己製成的3—7cm商品柱的柱效可達5000一10000理論塔板/m,用它進行環境樣品的常規分析，1min就能完成一次測定HPLC的柱後反應,檢測靈敏度可達pg級，是現迅速發展的領域.另外發展類似GC上用的更為通用型的檢測器,例如HPLC-FID,HPLC-ECD,HPLC—TID,HPLC—NPD和HPLC-FPD等是另一傾向。
微孔柱的應用促進了LC-MS的發展，由於溶劑的減少,與MS介面的問題迎刃而解，已可進行常規檢測.不過由於用微孔柱分析速度較慢,其它的介面例如熱噴射(thermospray),電噴霧(electrospray),粒子束(particle beam)等介面技術配合更為理想。如用HPLC法分級預分離，在系統分析中能使被檢出的污染物數目增加數倍.
3,超臨界流體色譜的發展
超臨界流體在化學分離中的應用並與計算機技術的成功結合，製成了現代化的SFC儀,引起了分析界的興趣。近段時間來商品毛細管SFC的問世在環境分析化學中得到較廣泛的關注.由於該方法的特點是採用超臨界的流體作為流動相，可填補GC與HPLC的空隙,適用於極性化合物，熱不穩定,化學性質活潑，分子量高及揮發性化合物等復雜混合物的分離,測定，理論計算推斷毛細管SFC分離效率與GC相近,而比HPLC高。因此SFC兼具GC與HPLC的優點.
SFC常用的流動相為CO2,但現有更多的流體可供選用。還可能用不同流體及不同成分比的組合，因此分析方法可以有相當多樣化選揮.還能起到選擇萃取預分離的作用。這樣既可節省溶劑,減少萃取時間，又可能減少預處理過程中引起的污染.
現公認SFC可貴的另一主要原因是因為它能和一系列檢測系統聯用。一般說來，GC與HPLC的檢測器在SFC上均可應用,常用的有FID,FPD,ECD,UV和熒光等.新的檢測器，如化學發光硫檢測器,測定硫化合物的靈敏度可達數十至100pg,線性范圍為103.SFC與MS及FT-IR的聯用亦已獲得成功。現與—般EI,CI相似的質譜圖可從SFC-FTIR獲得，而且靈敏度尚佳.
已報道應用SFC的對象有農葯,染料，有機酸,表面活性劑及葯物等。其中以農葯及其代謝物測定的報告較多.
4,離子色譜[IC]的應用
由於IC具有操作簡便，快速,選擇性好，靈敏度和推確度均較高,而且能進行多組分同時測定等優點，隨著離子色譜的發展,已逐漸應用於環境分析。首先在陰離子分析方而，發展很快.近幾年由於梯度淋洗,柱和檢測器等的進一步發展，已能應用IC測定陽離子,過渡金屬，金屬絡合物。區分不同價態,直至分析有機化合物等.
5,毛細管電泳
近段時間來，毛細管電泳在環境化學中的應用正在逐步擴大,包括污染物與DNA加合物的分析，正辛酵—水分配系數的測定以及動物體內甲基汞的測定等,並且已發表了數篇綜述，由於毛細管電泳的持點：樣品需要量小,高分離效率，柱價格低,易清洗，試劑耗費量小,方法簡單，分析時間短等,使其在分離環境污染物時擁有獨特優勢，可以作為一種與GC和HPLC相互補充的新的污染物分析手段。Yan等採用填充拄毛細管電色譜,在45min以內分離了16種EPA優先檢測PAHs.採用CZE(毛細管區帶電泳)模式可在24min內分離酚及其10種衍生物，改變分析條件可在5min內就能實現對12種酚類化合物的快速分離。也有關於分離二惡英TCDD,PCB異構體，光學異構體的報導,MEKC(micellar electrokinetic chromatography膠柬電動色譜)分離分析膠類化合物獲得成功.毛細管電泳曾用來分離百草快和殺草快，磺醯脲,苯氧基酸等。此類工作既涉及除草劑對映體或異構體的分離，又包括分析農作物上除草劑的殘留和水中的除草劑.現毛細管電泳分離分析環境污染物的研究在不斷深入和擴大,但很多工作集中在分離標准樣品上，應用於實際環境樣品分析的還相對較少。就其主要原因,主要是檢測器靈敏度不夠和要求新的樣品預處理方法等.但總的來看前景是十分光明的。
聯用技術
聯用技術是現分析化學中的熱點，在環境分析中由於樣品的復雜性,測量難度大，對信息的要求又高,用一種儀器的單項技術很難解決.GC/MS在環境分析化學,特別是在環境有機分析中應用的成功經驗已不必贅述，其中尤以四級質譜的引入再結合微型計算機系統的檢索,使其在美國環保局系統中的常規檢測費用可與GC相比，有時甚至低於後者。MS本身的發展,開拓了這類聯機的應用范圍，而GC與元素分析儀器的聯用使其威力引伸到無機物或金屬有機物等的分析.用HPLC替代聯機中的GC雖然有溶劑去除的難題,但對與FT-IR,NMR等的聯用尚有方便之處，另外結合熱噴射,電噴霧，軟電離離子化等介面技術,不但解決了LC/MS聯用的主要障礙，使分析的對象可擴展至揮發性低的化合物,而且使SFC,IC等與MS的聯用也獲得成功，表-3示出環境分析中的若干聯用技術,從中可以看到聯用技術及其組合方式正在迅速增加。
三聯與四聯儀器系統乃至多機一體化等的出現是當前環境分析化學，環境分析儀器發展的新動向.另外,如進樣流動注射(FIA)等技術的引入也將使環境樣品分析自動化，快速化等達到新的高度。
表-3 環境分析化學中的聯用技術
聯用技術
應用舉例
GC-AAS
石油中乙基鉛化合物,絡合物，魚中汞化合物
GC-AES(原子發射光譜)
有機錫化合物,甲硅烷化醇類
GC-MES(微波等離子體發射光譜)
元素選擇性檢測
GC-AFS(原子熒光光譜)
四乙基鉛
GC-ICP-AES(DCP,MIP)
烷基鉛，有機硅(Mn,Hg,Cr)
GC-MS
普遍應用(揮發性，半揮發性化合物,衍生物)
GC-FTIR
柴油機尾氣顆粒物中硝基多環芳烴
GC-MS-FTIR
GX-TEA
亞硝胺
HPLC-AAS
四烷基鉛，有機錫
HPLC-ICP-AES
VB12中CO,蛋白質中金屬，Fe,As,Hg,Cu;螯合物狀態分析，同位素稀釋
HPLC-ICP/MS;HPLC-FTIR;HPLC-TEA
HPLC-MS
Thermospray,Particle Beam/MAGIC
HPLC-NMR
10-4g,多組分電噴霧中半揮發性及非揮發性物質
HPLC-FTIR/MS
MS/MS(可與GC或HPLC聯用)
10-11-10-12g(PCDD,PCDF)
SFC-FID,UV等
偶氮，蒽醌,苯胺類染料，PAH
SFC-MS,FTIR或NMR
農葯等
IC-ICP
1-100×10-9級地表水
ICP-MS
0.1-10×10-9級(檢測下限可達0.01)海洋生物中Al,Mn,Cu,Ni,Co,Zn,Sn,Cd,Ba,La,Ce,Th,U
GC-QSIL-FPD(氣相色譜表面發射火焰光度檢測)
水中有機錫，鉛,汞，鍺,硒等形態分析以及生物樣品等，靈敏度達0.7-2.3pg(檢出限)有機錫
在無機物的分析方面,IC與檢測儀器的聯用，尤其是各種進樣方式的ICP與MS的聯用在痕量元素分析中已成為重要的分析技術前沿。由於後者的高靈敏度(檢出限達l0—60pg/mL),高選擇性，線性范圍寬,以及多種元素的同時測定，和可進行在線分析等已使USEPA將ICP-MS列為可行的常規分析手段.
與生物學科的結合的環境分析化學
1,生物試驗指導的分離分析
生物試驗指導的分離分析發展於80年代初，是有機污染物分析的重要發展方向之一。現環境樣品中的致癌,致畸變，致突變性成份是人們主要關心的對象,由於醫學還不能完全控制和治癒嚴重威脅人類生命的癌症，而流行病學又指出,人類70%—90%的癌症是由於環境中的致癌物所引起，短期生物試驗的發展(如Ames試驗)提供了在短期內初步評價研究對象三致特性的可能,且費用較為低廉，靈敏度高,選擇性好，結合化學分離和鑒定,就有可能從復雜的環境試樣中有效地篩選出活性組分，獲得新的結果,環境中潛在致癌物硝基多環芳烴的發現即是一例.較近的研究表明大氣飄塵中不但存在硝基多環芳烴，而且有羥基硝基多環芳烴,後者的致突變性有時比前者為高。在氣體研究中也得到相應的結果，這些結果促進了環境污染活性的研究.生物指導的活性發現是生物學科與分析學科結合的產物,它將在環境科學研究中發揮更大的作用。
2,新的分析方法——生物監測:免疫分析
常規的環境分析有時對大批復雜試樣不能及時迅速報出結果，在這方面某些生物監測方法卻能起到很好的作用.免疫試驗就是一個很好的例子,後者近幾年在環境方面的應用有很大的成就，並已在區域性環境質量評價中得到應用。免疫試驗優點很多：價格便宜,靈敏度高(如1ng),前處理方法簡便.有利於大量監測某種確定的對象，還有可能進行實時分析,因此前景誘人。在《分析化學前沿》有關環境分析若干進展中已報道免疫分析在農葯，致癌物,甚至DNA加合物方面試驗的一些數據.由此得知其靈敏度甚高。美國EPA,AOAC,IUPAC已組織過多次專業會議，今後有希望在環境監測中得到更多應用.
此外,各種類型的生物感測器和生物標記物的開發與應用亦將有廣泛的前途。

Ⅸ 現代分析化學的發展趨勢

分析化學學科的發展經歷了三次巨大變革：第一次是隨著分析化學基礎理論，特別是物理化學的基本概念（如溶液理論）的發展，使分析化學從一種技術演變成為一門科學，第二次變革是由於物理學和電子學的發展，改變了經典的以化學分析為主的局面，使儀器分析獲得蓬勃發展。目前，分析化學正處在第三次變革時期，生命科學、環境科學、新材料科學發展的要求，生物學、信息科學，計算機技術的引入，使分析化學進入了一個嶄新的境界。第三次變革的基本特點：從採用的手段看，是在綜合光、電、熱、聲和磁等現象的基礎上進一步採用數學、計算機科學及生物學等學科新成就對物質進行縱深分析的科學；從解決的任務看，現代分析化學已發展成為獲取形形色色物質盡可能全面的信息、進一步認識自然、改造自然的科學。現代分析化學的任務已不只限於測定物質的組成及含量，而是要對物質的形態（氧化-還原態、絡合態、結晶態）、結構（空間分布）、微區、薄層及化學和生物活性等作出瞬時追蹤、無損和在線監測等分析及過程式控制制。隨著計算機科學及儀器自動化的飛速發展，分析化學家也不能只滿足於分析數據的提供，而是要和其它學科的科學家相結合，逐步成為生產和科學研究中實際問題的解決者。近些年來，在全世界科學界和分析化學界開展了「化學正走出分析化學」、「分析物理」、「分析科學」等熱烈議論，反映了這次變革的深刻程度。
（一）提高靈敏度

這是各種分析方法長期以來所追求的目標。當代許多新的技術引入分析化學，都是與提高分析方法的靈敏度有關，如激光技術的引入，促進了諸如激光共振電離光譜、激光拉曼光譜、激光誘導熒光光譜、激光光熱光譜、激光光聲光譜和激光質譜的開展，大大提高了分析方法的靈敏度，使得檢測單個原子或單個分子成為可能。又如多元配合物、有機顯色劑和各種增效試劑的研究與應用，使吸收光譜、熒光光譜、發光光譜、電化學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。復雜體系的分離和測定已成為分析化學家所面臨的艱巨任務。由液相色譜、氣相色譜、超臨界流體色譜和毛細管電泳等所組成的色譜學是現代分離、分析的主要組成部分並獲得了很快的發展。以色譜、光譜和質譜技術為基礎所開展的各種聯用、介面及樣品引入技術已成為當今分析化學發展中的熱點之一。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、各種感測器的接著劑、各種選擇檢測技術和化學計量學方法等是當前研究工作的重要課題。

（三）擴展時空多維信息

現代分析化學的發展已不再局限於將待測組分分離出來進行表徵和測量，而是成為一門為物質提供盡可能多的化學信息的科學。隨著人們對客觀物質的認識的深入，某些過去所不甚熟悉的領域，如多維、不穩態和邊界條件等也逐漸提到分析化學家的日程上來。例如現代核磁共振波譜、紅外光譜、質譜等的發展，可提供有機物分子的精細結構、空間排列構型及瞬態等變化的信息，為人們對化學反應歷程及生命過程的認識展現了光輝的前景。化學計量學的發展，更為處理和解析各種化學信息提供了重要基礎。

（四）微型化及微環境的表徵與測定

微型化及微環境分析是現代分析化學認識自然從宏觀到微觀的延伸。電子學、光學和工程學向微型化發展、人們對生物功能的了解，促進了分析化學深入微觀世界的進程。電子顯微技術、電子探針X射線微量分析、激光微探針質譜等微束技術已成為進行微區分析的重要手段。在表面分析方面，電子能譜、次級離子質譜、脈沖激光原子探針等的發展，可檢測和表徵一個單原子層，因而在材料科學、催化劑、生物學、物理學和理論化學研究中占據重要的位置。此外，對於電極表面修飾行為和表徵過程的研究，各種分離科學理論、聯用技術、超微電極和光譜電化學等的應用，為揭示反應機理，開發新體系，進行分子設計等開辟了新的途徑。

（五）形態、狀態分析及表徵

在環境科學中，同一元素的不同價態和所生成的不同的有機化合物分子的不同形態都可能存在毒性上的極大差異。在材料科學中物質的晶態、結合態更是影響材料性能的重要因素。目前已報道利用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用技術來解決物質存在的形態和狀態問題。

（六）生物大分子及生物活性物質的表徵與測定

70年代以來，世界各發達國家都將生命科學及其有關的生物工程列為科學研究中最優先發展的領域，在歐、美、日等地區和國傢具有戰略意義的宏大研究規劃「尤利卡計劃」，「人類基因圖」及「人體研究新前沿」中，生物大分子的結構分析研究都占據重要的位置。我國在2000年前發展高技術戰略的規劃中，也把生物技術列為七個重點領域之一。一方面生命科學及生物工程的發展向分析化學提出了新的挑戰。另一方面仿生過程的模擬，又成為現代分析化學取之不盡的源泉。當前採用以色譜、質譜、核磁共振、熒光、磷光、化學發光和免疫分析以及化學感測器、生物感測器、化學修飾電極和生物電分析化學等為主體的各種分析手段，不但在生命體和有機組織的整體水平上，而且在分子和細胞水平上來認識和研究生命過程中某些大分子及生物活性物質的化學和生物本質方面，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。當今的許多物理和物理化學分析方法都已發展為非破壞性檢測。這對於生產流程式控制制，自動分析及難於取樣的諸如生命過程等的分析是極端重要的。遙測技術應用較多的是激光雷達、激光散射和共振熒光、傅里葉變換紅外光譜等，已成功地用於測定幾十公里距離內的氣體、某些金屬的原子和分子、飛機尾氣組成，煉油廠周圍大氣組成等，並為紅外製導和反制導系統的設計提供理論和實驗根據。

（八）自動化及智能化

微電子工業、大規模集成電路、微處理器和微型計算機的發展，使分析化學和其它科學與技術一樣進入了自動化和智能化的階段。機器人是實現基本化學操作自動化的重要工具。專家系統是人工智慧的最前沿。在分析化學中，專家系統主要用作設計實驗和開發分析方法，進行譜圖說明和結構解釋。80年代興起的過程分析已使分析化學家擺脫傳統的實驗室操作，進入到生產過程、甚至生態過程式控制制的行列。分析化學機器人和現代分析儀器作為「硬體」，化學計量學和各種計算機程序作為「軟體」，其對分析化學所帶來的影響將會是十分深遠的。