目前分析化学法的研究热点有哪些

Ⅰ 分析化学领域有哪些大牛未来的发展方向会是怎样的

分析化学领域有哪些大牛
【】分析化学是研究物质化学组成和结构的分析方法和理论的一门学科。他是化学学科的一个重要分支。
【】分析化学包括结构分析和成分分析两方面。目前成分分析仍然是分析化学的主要方面。成分分析又分为定性分析和定量分析。
【】分析化学是一门工具学科。所以从分析方法上，有分为化学分析和仪器分析。化学分析有分为质量分析；滴定分析有分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、测定滴定法。仪器分析，分为光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法和核磁共振波谱法。

Ⅱ 分析化学在中药学的领域中有哪些应用

分析化学是一门检测技术研究与应用的学科，在各行业广泛应用，也是各种研究的眼睛，具体来讲在中药学中应用有方剂成分分析、中药代谢物分析等。

分析化学可以测出中药的有效成分和比例等。现代的中药有西化的趋向，将有效成分用特别的方法提纯，或者直接生物、化学合成，制成药丸。

(2)目前分析化学法的研究热点有哪些扩展阅读：

分析化学（Analytical Chemistry）的主要任务是鉴定物质的化学组成（元素、离子、官能团、或化合物）、测定物质的有关组分的含量、确定物质的结构（化学结构、晶体结构、空间分布）和存在形态（价态、配位态、结晶态）及其与物质性质之间的关系等。主要是进行结构分析、形态分析、能态分析。

Ⅲ 试谈分析化学的发展趋势

分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念（如溶液理论）的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学；从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态（氧化-还原态、络合态、结晶态）、结构（空间分布）、微区、薄层及化学和生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程控制。随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学”、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。
未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用。应该说，20世纪的化学科学在保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状态等方面起了重大作用，21世纪人类所面临的粮食、人口、环境、资源和能源等问题更加严重，虽然这些难题的解决要依赖各个学科，但无论如何总是要依靠研究物质基础的化学学科。
（1)化学仍然是解决食品问题的主要学科之一
化学将在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层次阐明和控制生物过程（如光合作用、动植物生长）的机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料/饲料添加剂、农药、农用材料（如生物可降解的农用薄膜）、生物肥料、生物农药等打下基础。利用化学和生物的方法增加动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剂，改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等，都是化学研究的重要内容。
（2)化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用
在能源和资源方面，未来化学要研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应；新能源如太阳能以及高效洁净的化学电源与燃料电池等都将成为21世纪的重要能源，这些研究大多都需要从化学基本问题作起，否则，很难取得突破。矿产资源是不可再生的，化学要研究重要矿产资源（如稀土）的分离和深加工技术以及利用。
（3)化学继续推动材料科学的发展
各种结构材料和功能材料与粮食一样永远是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”，任何功能材料都是以功能分子为基础的，发现具有某种功能的新型结构回引起材料科学的重大突破（如富勒烯）。未来化学不仅要设计和合成分子，而且要把这些分子组装、构筑成具有特定功能的材料。从超导体、半导体到催化剂、药物控释载体、纳米材料等都需要从分子和分子以上层次研究材料的结构。20世纪化学模拟酶的活性中心的研究已取得进展，未来将会在可用于生产、生活和医疗的模拟酶的研究方面有所突破，而突破是基于构筑既有活性中心又有保证活性中心功能的高级结构的化合物。21世纪电子信息技术将向更快、更小、功能更强的方向发展，目前大家正在致力于量子计算机、生物计算机、分子器件、生物芯片等新技术，标志着“分子电子学”和“分子信息技术”的到来，这就要求化学家作出更大的努力，设计、合成所需要的各种物质和材料。
（4)化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障
在满足生存需要之后，不断提高生存质量和生存安全是人类进步的重要标志。化学可从三个方面对保证生存质量的提高做出贡献：① 通过研究各种物质和能的生物效应（正面的和负面的）的化学基础，特别是搞清两面性的本质，找出最佳利用方案；② 研究开发对环境无害的化学品和生活用品，研究对环境无害的生产方式，这两方面是绿色化学的主要内容；③ 研究大环境和小环境（如室内环境）中不利因素的产生、转化和与人体的相互作用，提出优化环境建立洁净生活空间的途径。
健康是重要的生存质量的标志。维持健康状态靠预防和治疗两方面，以预防为主。预防疾病是21世纪医学的中心任务。化学可以从分子水平了解病理过程，提出预警生物标志物的检测方法，建议预防途径。
展望未来，二十一世纪的化学仍将是一门中心的、实用的和创造性的科学，它将帮助我们解决人类所面临的一系列重大问题，与此同时，化学将得到进一步发展。我们有理由相信21世纪的化学将更加繁荣兴旺，化学将迎来它的黄金时代

Ⅳ 分析化学的发展

古代人认识的元素，非金属元素有碳和硫，金属元素中有铜、银、金、铁、铅、锡和汞。
分析化学这一名称虽创自R.玻意耳，但其实践应与化学工艺同样古老。不能想象古代冶炼、酿造等工艺的高度发展，没有简单的鉴定、分析、制作过程的控制等手段。随后在东、西方兴起的炼丹术、炼金术可视为分析化学的前驱。
公元前3000年，埃及人已知称量的技术。最早出现的分析用仪器当推等臂天平，它记载在《莎草纸卷》（公元前1300）上。巴比伦的祭司所保管的石制标准砝码（约公元前2600）尚存于世。不过等臂天平用于分析，当在中世纪用于烤钵试金法（火试金法之一）中。
公元前4世纪，已知使用试金石以鉴定金的成色。
公元前3世纪，阿基米德在解决叙拉古王喜朗二世的金冕的纯度问题时，即利用了金和银密度之差，这是无伤损分析之先驱。
公元60年左右，老普林尼将五倍子浸液涂在莎草纸上，用以检出硫酸铜的掺杂物铁(Ⅲ)，这是最早使用的有机试剂，也是最早的试纸。
1751年，J.T.埃勒尔·冯·布罗克豪森用同一方法检出血渣（经灰化）中的含铁量。 1663年，玻意耳报道了用植物色素作酸碱指示剂。但真正的容量分析应归功于法国J.-L.盖-吕萨克。
1824年，他发表漂白粉中有效氯的测定，用磺化靛青作指示剂。随后他用硫酸滴定草木灰，又用氯化钠滴定硝酸银。这三项工作分别代表氧化还原滴定法、酸碱滴定法和沉淀滴定法。络合滴定法创自J.von李比希，他用银(Ⅰ)滴定氰离子。另一位对容量分析作出卓越贡献的是德国K.F.莫尔，他设计的可盛强碱溶液的滴定管至今仍在沿用。他推荐草酸作碱量法的基准物质，硫酸亚铁铵（也称莫尔盐）作氧化还原滴定法的基准物质。 最早的微量分析是化学显微术，即在显微镜下观察样品或反应物的晶态、光学性质、颗粒尺寸和圆球直径等。
17世纪中叶，R.胡克从事显微镜术的研究，并于1665年出版《显微图谱》。法国药剂师F.A.H.德卡罗齐耶在1784年用显微镜以氯铂酸盐形式区别钾、钠。
1747年，德意志化学家A.S.马格拉夫用显微镜证实蔗糖和甜菜糖实为同一物质；
1756年，用显微镜检验铂族金属。
1865年，A.黑尔维希着《毒物学中之显微镜》。
1877年，S.A.博里基着《以化学/显微镜法作矿物与岩石分析》，并使用气体试剂（如氟化氢、氯）、氟硅酸和硫化铵与矿物及其切片作用。T.H.贝仑斯不仅从事无机物的晶体检验，还扩充到有机晶体。
1891年，O.莱尔曼提出热显微术，即在显微镜下观察晶体遇热时的变化。L.科夫勒及其夫人设计了两种显微镜加热台，便于研究药物及有机化合物的鉴定。热显微术只需一粒晶体。后来又发展到电子显微镜，分辨率可达1埃。
不用显微镜的最早的微量分析者应推德国J.W.德贝赖纳。他从事湿法微量分析，还有吹管法和火焰反应，并发表了《微量化学实验技术》一书。公认的近代微量分析奠基人是F.埃米希。他设计和改进微量化学天平，使其灵敏度达到微量化学分析的要求，改进和提出新的操作方法，实现毫克级无机样品的测定，并证实纳克级样品测定的精确度不亚于毫克级测定。有机微量定量分析奠基人是F.普雷格尔，他曾从胆汁中离析一降解产物，其量尚不足作一次常量碳氢分析，在听了埃米希于1909年所作的有关微量定量分析的讲演并参观其实验室后，他决意将常量燃烧法改为微量法（样品数毫克），并获得成功；1917年出版《有机微量定量分析》一书，并在1923年获诺贝尔化学奖。
常量操作如不适用于微量分析则需改进。例如，常量过滤是将沉淀定量移入滤纸锥中或过滤坩埚中。若用此法于微量沉淀过滤，则在原进行沉淀的烧杯壁所粘附的物质就不能再忽略不计了，所以必须改变办法。微量过滤采用滤棒吸出母液，而留全部沉淀于容器中。容器可用25毫升瓷坩埚，它兼用作称量器皿；还可在其内洗涤沉淀，然后再用滤棒吸出洗液。这样既可避免沉淀损失，又可简化操作手续。
无机化合物在滤纸上的行为在19世纪中已引起注意。德意志化学家F.F.龙格在1850年将染料混合液滴在吸墨纸上使之分离。更早些时候他用染有淀粉和碘化钾溶液的滤纸或花布块作漂白液的点滴试验。他又用浸过硫酸铁(Ⅲ)和铜(Ⅱ)溶液的纸，在其中部滴加黄血盐，等每滴吸入后再加第二滴，因此获得自行产生的美丽图案。1861年出现C.F.舍恩拜因的毛细管分析，他将滤纸条浸入含数种无机盐的水中，水携带“盐类”沿纸条上升，以水升得最高，其他离子依其“迁移率”而分离成为连接的带。这与“纸层析”极为相近。他的学生研究于“滤纸上分离有机化合物”获得成功，能明显而完全分离“有机染料”。
用滤纸或瓷板进行无机、有机物的检出是普雷格尔的贡献。方法简单而易行，选择性和灵敏度均高，点滴试验属微量分析范围。所着《点滴试验》和《专一、选择和灵敏反应的化学》两书，为从事分析者所必读。1921年后奥地利F.法伊格尔系统地发展了点滴试验法。
20世纪60年代，H.魏斯提出环炉技术。仅用微克量样品置滤纸中心，继用溶剂淋洗，而在滤纸外沿加热以蒸发溶剂，遂分离为若干同心环。如离子无色可喷以灵敏的显色剂或荧光剂。既能检出，又能得半定量结果。 色谱法也称层析法，基本上是分离方法。
1906年，俄国М.С.茨维特将绿叶提取汁加在碳酸钙沉淀柱顶部，继用纯溶剂淋洗，从而分离了叶绿素。此项研究发表在德国《植物学》杂志上，故未能引起人们注意。
1931年，德国R.库恩和E.莱德尔再次发现本法并显示其效能，人们才从文献中追溯到茨维特的研究和更早的有关研究，如1850年J.T.韦曾利用土壤柱进行分离；1893年L.里德用高岭土柱分离无机盐和有机盐。四年后D.T.戴用漂白土分离石油。
气体吸附层析始于20世纪30年代的P.舒夫坦和A.尤肯。40年代，德国Y.黑塞利用气体吸附以分离挥发性有机酸。英国E.格卢考夫也用同一原理在1946年分离空气中的氦和氖，并在1951年制成气相色谱仪（见气相色谱法）。第一台现代气相色谱仪研制成功应归功于E.克里默。
气体分配层析法根据液液分配原理，由英国A.J.P.马丁和R.L.M.辛格于1941年提出。由于此工作之重要，他们获得1952年诺贝尔化学奖。M.J.E.戈莱提出用长毛细管柱，是另一创新。
色谱－质谱联用法中将色谱法所得之淋出流体移入质谱仪，可使复杂的有机混合物在数小时内得到分离和鉴定，是最有效的分析方法之一。
液相色谱法包括液－液和液－固色谱，后两个名称之第一物态代表流动相，第二物态代表固定相。在大气压力下，液相色谱流速太低，因此须增加压强。这方面的先驱工作是P.B.哈密顿在1960年用高压液相色谱分离氨基酸。
1963年，J.C.吉丁斯指出，液相色谱法的柱效要赶上气相色谱法，则前者填充物颗粒应小于后者颗粒甚多，因此需要大压强，所用的泵应无脉冲。
1966年，R.詹特福特和T.H.高制成这种无脉冲泵。
1969年，J.J.柯克兰改进填充物，使之具有规定的表面孔度，再将固定相（如正十六烷基）键合在载体上，使之能抗热和抗溶剂分解。载体可用二氧化硅，键合通过Si-O-C或Si-C键。 薄层层析采用薄层硅胶等代替滤纸进行层析。由于硅胶颗粒均匀而细微，分离的速度和程度一般优于纸层析，分离无机物和有机物时与纸层析一样有效。
荷兰生物学家M.W.拜尔因克在1889年滴一滴盐酸和硫酸的混合液于动物胶薄层中部，盐酸扩散远些，在硫酸环之外另成一环，相继用硝酸银和氯化钡显示这两个环的存在。
9年后H.P.维伊斯曼用同样方法证明麦芽的淀粉酶中实含两种酶。
直至1956年联邦德国E.施塔尔改善涂布方法和操作，采用细颗粒（0.5～5微米）硅胶等措施，才使该法得到广泛使用。定量薄层层析始于J.G.基施纳等(1954)。他们最先测定橙柑属及其加工品中的联苯(见薄层层析)。 希腊哲学家泰奥弗拉斯图斯曾记录各种岩石矿物及其他物质遇热所发生的影响。法国H.－L.勒夏忒列和英国W.C.罗伯茨－奥斯汀同称为差热分析的鼻祖。
20世纪60年代，出现精细的差热分析仪和M.J.奥尼尔提出的差示扫描量热法，它能测定化合物的纯度及其他参数，如熔点和玻璃化、聚合、热降解、氧化等温度（见热分析）。
20世纪初，提出的热重量法是研究物质，如钢铁、沉淀等遇热时重量之变化。本多光太郎创制第一架热天平，它最初只用于解决冶金方面的问题。将它用于分析方面的当推 C.杜瓦尔。他曾研究过 1000多种沉淀的热行为。例如草酸钙用高温可灼烧为氧化钙，也可在约550°C灼烧为碳酸钙。二者作为称量形式，则以后者为佳，因灼烧时既省能量，换算因子值较大（因此误差较小），又免氧化钙在称量时吸潮。
电解时，铜(Ⅱ)在阴极还原而以单质（零价）析出，再进行称量，应归入重量法。此时可认为电子是沉淀剂。还有铅(Ⅱ)在阳极氧化，以二氧化铅形式附于阳极。前法在19世纪60年代分别由德意志C.卢科和美国J.W.吉布斯独立提出。 19世纪初，用于无机重量分析的有机试剂只有草酸及其铵盐和琥珀酸铵两种。前者用于钙、镁分离和钙的测定。后者用于沉淀三价铁使它与二价金属离子分离。
1885年，M.A.伊林斯基和G.von克诺雷提出1－亚硝基－2－萘酚作为镍存在时钴的沉淀剂，同时也是第一个螯合剂。至于阴离子测定，在20世纪初，W.米勒提出4，4－联苯胺作为硫酸根的沉淀剂。
1950年，中国梁树权等将有机试剂用于重量分析，测定钨酸根。
1950年，M.布什引入4，5－二氢－1，4－二苯基－3，5－苯亚氨基－1，2，4－三氮杂茂(简称硝酸根试剂)作为硝酸根沉淀剂。1975年后，它又成为高铼酸根的良好沉淀剂。
1950年，Л.A.楚加耶夫合成了丁二肟，并观察到它与镍(Ⅱ)形成红色沉淀。两年后，联邦德国O.E.布龙克把丁二肟试剂应用于钢中镍的测定。嗣后灵敏的和选择性高的新有机试剂不断出现。中国曾云鹗等合成3－（2－胂酸基苯偶氮）－6－（2，6－二溴－4－氯苯偶氮）－4，5－二羟基－2，7－萘二磺酸，用此试剂时，稀土元素的摩尔吸光系数可以高达0.98～1.2×10升/（摩·厘米）。 它是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。包括比色分析法和紫外、可见分光光度法。测量某溶液对不同波长单色光的吸收程度,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,可得到吸收光谱。根据各种物质所有的特殊吸收光谱,可进行定性分析和定量分析。
比色法以日光为光源，靠目视比较颜色深浅。最早的记录是1838年W.A.兰帕迪乌斯在玻璃量筒中测定钴矿中的铁和镍，用标准参比溶液与试样溶液相比较。
1846年，A.雅克兰提出根据铜氨溶液的蓝色测定铜。随后有T.J.赫罗帕思的硫氰酸根法测定铁(1852)；奈斯勒法测定氨；苯酚二磺酸法测定硝酸根(1864)；过氧化氢法测定钛(1870)；亚甲基蓝法测定硫化氢(1883)；磷硅酸法测定二氧化硅(1898)。分光光度计使用单色光和光电倍增管，波长范围为 220～1000纳米，比目视范围（400～700纳米）更宽。
用光照射悬浮液，从顶部观察，当视线与光线成直角时，称为比雾法；如果视线与光线在一条直线上时，称为比浊法。
18世纪50年代，G.J.马尔德在原子量测定中，利用了目测上层液体中氯化银悬浮液的亮度。随后，J.-S.斯塔改用一标准悬浮液作参比。
1894年，美国T.W.理查兹设计出第一台比雾计。比雾法最初用于观测原子量测定中母液中的氯（或溴）离子和银离子浓度是否达到当量。随后此法用于定量测定，其灵敏度很高，可测定一升水所含的3微克磷，或一升水所含的10微克丙酮。 红外光谱是有机化学家鉴别未知化合物的有力手段。红外光谱在20年代开始应用于汽油爆震研究，继用于鉴定天然和合成橡胶以及其他有机化合物中的未知物和杂质。70 年代，在电子计算机蓬勃发展的基础上，傅立叶变换红外光谱 (FTIR) 实验技术进入现代化学家的实验室，成为结构分析的重要工具。远红外光谱（200～10厘米）和微波谱（10～0.1厘米）是研究分子旋转的光谱法。
拉曼光谱(见拉曼光谱学是研究分子振动的另一种方法。早期拉曼光谱的信号太弱，使用困难，直至用激光作为单色光源后，才促进其在分析化学中的应用。拉曼光谱发展到现今已有采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析技术，共聚焦显微拉曼光谱分析技术，表面增强拉曼效应分析技术等，在生物医学分析、 文物分析、宝石鉴定、矿物分析等领域有重要的作用。 1672年，I.牛顿在暗室中用棱镜分日光为七色，这就是原子发射光谱法的始祖。
1800年，F.W.赫歇耳发现红外线。次年J.W.里特用氯化银还原现象发现紫外区。又次年W.H.渥拉斯顿观察到日光光谱的暗线。
1815年， J.von夫琅和费经过研究，命名暗线为夫琅和费线。文献中称钠线为D线，也是夫琅和费规定的。R.W.本生发明了名为本生灯的煤气灯，灯的火焰近于透明而不发光，便于光谱研究。
1859年，本生和他的同事物理学家G.R.基尔霍夫研究各元素在火焰中呈示的特征发射和吸收光谱，并指出日光光谱中的夫琅和费线是原子吸收线，因为太阳的大气中存在各种元素。他们用的仪器已具备现代分光镜的要素。他们可称为发射光谱法的创始人。 化学分析包括滴定分析和称量分析，它是根据物质的化学性质来测定物质的组成及相对含量。
光谱学
质谱学
分光度和比色法
层析和电泳法
结晶学
显微术
电化学分析
古典分析
虽说当代分析方法绝大部分为仪器分析，但有些仪器最初的设计目的，是为了简化古典方法的不便，基本原理仍来自于古典分析。另外，样品配置等前置处理，仍需要借由古典分析手法的协助。以下举一些古典分析方法：
滴定法
重量分析
无机定性分析 分析仪器：当代分析化学着重仪器分析，常用的分析仪器有几大类，包括原子与分子光谱仪，电化学分析仪器，核磁共振，X光，以及质谱仪。仪器分析之外的分析化学方法，统称为古典分析化学。
分析化学是化学的一个重要分支，它主要研究物质中有哪些元素或基团(定性分析)；每种成分的数量或物质纯度如何(定量分析)；原子如何联结成分子，以及在空间如何排列等等。
仪器分析的方法：它是根据物质的物理性质或物质的物理化学性质来测定物质的组成及相对含量。仪器分析根据测定的方法原理不同，可分为电化学分析、光学分析、色谱分析、其他分析法等4大类。如右图。
主要分析仪器：
原子吸收光谱法(Atomic absorption spectros， AAS)
原子荧光光谱法(Atomic fluorescence spectros， AFS)
α质子-X射线光谱仪(Alpha particle X-ray spectrometer， APXS)
毛细管电泳分析仪(Capillary electrophoresis， CE)
色谱法(Chromatography)
比色法(Colorimetry)
循环伏安法(Cyclic Voltammetry， CV)
差示扫描量热法(Differential scanning calorimetry， DSC)
电子顺旋共振仪(Electron paramagnetic resonance， EPR)
电子自旋共振(Electron spin resonance， ESR)
椭圆偏振技术(Ellipsometry)
场流分离法(Field flow fractionation， FFF)
传式转换红外线光谱术(Fourier Transform Infrared Spectros， FTIR)
气相色谱法(Gas chromatography， GC)
气相色谱-质谱法(Gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)
高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography， HPLC)
离子微探针(Ion Microprobe， IM)
感应耦合电浆(Inctively coupled plasma， ICP)
Instrumental mass fractionation (IMF)
选择性电极(Ion selective electrode， ISE)
激光诱导击穿光谱仪(Laser Inced Breakdown Spectros， LIBS)
质谱仪(Mass spectrometry， MS)
穆斯堡尔光谱仪系统(Mossbauer spectros)
核磁共振(Nuclear magnetic resonance， NMR)
粒子诱发X-射线产生(Particle inced X-ray emission spectros，PIXE)
热裂解-气相色谱-质谱仪(Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry， PY-GC-MS)
拉曼光谱(Raman spectros)
折射率
共振增强多光子电离谱(Resonance enhanced multi-photon ionization， REMPI)
扫瞄穿透X射线显微镜(Scanning transmission X-ray micros，STXM)
薄板层析(Thin layer chromatography，TLC)
穿透式电子显微镜(Transmission electron micros，TEM)
X射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence spectros，XRF)
X射线显微镜(X-ray micros，XRM) 化学分析和仪器分析
凡主要利用化学原理进行分析的方法称为化学分析法；而主要利用物理学原理进行分析的方法则称为仪器分析法。当然这两者的界限难以截然划清，也有介乎二者之间的方法。
仪器一般指大型仪器，如核磁共振仪（见核磁共振谱）、X射线荧光仪 (见X射线荧光光谱分析法)、X射线衍射仪、质谱仪(见质谱法)、电子能谱仪等。原子发射光谱法和原子吸收光谱法基本上采用湿法预处理，然后在相应仪器中测定，可认为是介于二者之间的方法，也可看作是化学法与仪器法的联合使用。不能认为用到仪器就是仪器分析。例如，重量分析开始于用天平称量样品，末一步再用天平称沉淀重量。
天平是物理仪器，称量是物理过程，但重量分析却是公认的典型化学分析法，原因是重量分析主要靠欲测离子与沉淀剂作用而定量析出沉淀。至于经典法一词，专指重量分析法和容量分析。其范围远狭于化学法。所以经典法仅是化学分析法的一部分，而不是全部。 粗分为无机分析和有机分析两大类
天然产物和工业制品中的无机物，如岩石、矿物、陶瓷、钢铁、合金、矿物酸、烧碱等的分析属无机分析；石油、染料、塑料、食品、合成药物、中草药等的分析属有机分析。简言之，凡碳氢化合物及其衍生物的分析属有机分析，而除上述物质外的分析统属无机分析。不过，无机物中有时夹杂一些有机物质，而有机物也含有无机物质。例如，河水、海水中含有有机物，有些锰矿夹杂有机物，煤含有灰分，石油含有以络合物形式存在的金属，纸张中有无机填充物等。这类物品既用到无机分析，也用到有机分析。
还有一些方法对无机物质和有机物质同样有效，如气相色谱法便是其中之一。样品中一氧化碳、二氧化碳、氢、氮、氧、甲烷、乙烯、水气等在同一柱中，在选择的条件下可逐一分离或分组分离。奥萨特气体分析器也是如此，只是分离的原理不同。
痕量分析是指样品所含的量极为微少。一般在样品中含量多的为主要成分，含量少的为次要成分。E.B.桑德尔认为含量在1%～0.01%的为次要成分。有人认为在10%～0.01%的为次要成分。含量在万分之一(0.01%)以下称为痕量。痕量分析的动向趋于测定愈来愈低的含量，因此出现了超痕量分析，即含量接近或低于一般痕量下限。这名称只是定性的。定量或更明确的名称见下列规定：
痕量 10～10微克/克
微痕量10～10微克/克
纳痕量 10～10微克/克
沙痕量 10～10
微克/克微痕量分析尚另有一种意义，即使用微量分析的称样，而测定其中痕量元素(例如<10微克/克)。为与前述一词区分，后一词应称为微样痕量分析。 ①选择性最高，以至具有专一性，即干扰极少，这样就可以减少或省略分离步骤；
②精密度和准确度最高；
③灵敏度最高，从而少量或痕量组分即可检定和测定；
④测定范围最广，大量和痕量均能测定；
⑤能测定的元素种类和物种最多；
⑥方法简便，即最易操作而不需高度技巧；
⑦经济实惠，即要求费用少而收益大。但汇集所有优点于一法是办不到的，例如，在重量分析中，如要提高准确度，需要延长分析时间（如用重沉淀法纯化沉淀）。因为化学法测定原子量要求准确到十万分之一，所以最费时间。 分析方法要力求简便，不仅野外工作（诸如地质普查、化学探矿、环境监测、土壤检测等）需要简便、有效的化学分析方法，室内例行分析工作也如此。
因为在不损失所要求之准确度和精密度的前提下，方法简便，步骤少，这就意味着节省时间、人力和费用。例如，金店收购金首饰时，是将其在试金石板上划一道（科学名称是条纹），然后从条纹的颜色来鉴定金的成色。这种条纹法在矿物鉴定中仍然采用。
当然，该法不及火试金法或原子吸收光谱法准确，但已能达到鉴定金器之目的。又如，糖尿病人的尿糖量可用特制的含酶试纸进行检验，从试纸的颜色变化估计含糖量的多寡，其方法之简便连患者本人也会使用。另一方面，用原子吸收光谱法虽然也能间接测定尿样中含糖量，但因为不经济而没有被采用。 虽然有不少灵敏的和选择性强（甚至专一）的方法，但是如果欲测元素的浓度接近或低于方法的测定下限，则富集仍不可避免。富集方法很多，如升华、挥发、蒸馏、泡沫浮选（见痕量富集）、吸附（用分子筛、活性炭等）、色谱法、共沉淀、共结晶、汞齐作用、选择溶解、溶剂萃取、离子交换等。
在检出或测定之前，常常需要使欲测（或检出）物质与干扰物质彼此分离。重要的分离方法有蒸馏、溶剂萃取、离子交换、电渗析、沉淀、电泳等，大都与富集方法相同。富集可认为是提高浓度的分离方法。
隐蔽作用（见隐蔽和解蔽）虽不是分离，但其作用使离子失去其正常性质，即令该离子以另一形式存于反应体系中。然而在分析化学中分离之目的无非使干扰离子不再干扰，因此就广义而言，隐蔽及其相反作用解蔽应包括在分离范畴中。在分析化学中采用隐蔽和解蔽作用由来已久。重量分析、光度法、极谱法中均已应用，特别在点滴试验和络合滴定法中使用得更频繁。 取样最重要的要求是有代表性，即取来欲分析的样品须能代表全体。均匀或容易混匀的物质取样自不成问题，气态和液态样品属于这一类。不均匀的固态物质，如矿石和煤炭等应按规定手续取样。否则，分析结果不能代表原物质，徒然浪费人力物力。野外矿石取样多由地质人员进行。所得大样在试验室中由分析人员按一定手续粉碎和缩分到小样。另一方面，有机元素燃烧法分析合成的纯样品则无此问题。
样品溶熔是第二步。溶熔包括溶解和熔融，也称分解。有些样品能溶解于水、酸或混合酸、碱，以及有机溶剂中。上述办法不能溶解的，可改用熔剂熔融。熔剂可分碱性（如碳酸钠）、酸性（如硫酸氢钾）、氧化性（如过氧化钠）和还原性的（如硫代硫酸钠）。如果欲分析的成分较易挥发或熔融温度高，对坩埚腐蚀严重，则可改用烧结，即将颗粒表面部分熔化。史密斯法用氯化铵和碳酸钙(1:8～12)与硅酸盐岩石混合和烧结，以测定其中的碱金属便是一例。有机化合物和生物样品可采用干法或湿法灰化。干法灰化为在充分氧气存在下加热至炭化并逐渐燃烧，或在较低温度用原子氧氧化（低温灰化）。湿法灰化利用氧化性酸（如硝酸、高氯酸、浓硫酸）氧化样品。干法、湿法各有其优缺点，须视样品而定。

Ⅳ 分析化学能在哪些领域涉及到

你说的太广了，分析化学分化学分析和仪器分析
化学分析根据其操作方法的不同，可将其分为滴定分析和重量分析
仪器分析有电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外光谱法。
可想而知，在生产中很多都和分析化学有关。

Ⅵ 超分子化学有哪些研究热点及应用前景

超分子化学研究的内容主要包括：分子识别，分为离子客体的受体和分子客体的受体；环糊精；生物有机体系和生物无机体系的超分子反应性及传输；固态超分子化学，分为晶体工程、二维和三维的无机网络；超分子化学中的物理方法；模板，自组装和自组织；超分子技术，分为分子器件和分子技术的应用。
超分子化学
现代化学与18、19世纪的经典化学相比较，其显着特点是从宏观进入微观，从静态研究进入动态研究，从个别、细致研究发展到相互渗透、相互联系的研究，从分子内的原子排列发展到分子间的相互作用。从某种意义上讲，超分子化学淡化了有机化学、无机化学、生物化学和材料化学之间的界限，着重强调了具有特定结构和功能的超分子体系，将四大基础化学（有机化学、无机化学、分析化学和物理化学）有机地融合为一个整体，从而为分子器件、材料科学和生命科学的发展开辟了一条崭新的道路，且为21世纪化学发展提供了一个重要方向。

Ⅶ 分析化学在当前高新技术中的应用

第三章 现代化学与新材料技术

一、内容提要

本章有三节。第一节是从化学发展的历史说起，介绍现代化学研究的内容和化学分析基础知识。第二节介绍一些传统材料特性及其应用。第三节介绍新材料技术。

二、重点与难点

本章学习重难点为新材料技术与现代化学分析技术。

三、教学辅导

化学是一门在分子、原子水平上研究物质组成、结构和性能的辩证关系，以及物质、能量转化规律的科学。化学也是一门满足社会需要的中心科学，在现代社会中，化学对材料、能源、农业、资源的开发，满足和改善人民生活，促进社会生产发展都有着巨大的作用。材料是人们用来制造有用物品的各种物质。材料是人类生产和生活活动的物质基础，也是社会生产力的重要因素。材料科学是当今科技发展研究的重点，它的发展又与现代化学发展密切相关。我们学习本章内容时，分解为以下几个问题。

1． 现代化学是如何发展起来的？

化学的发展，经历了很长的历史时期。

（1）古代化学的产生

大约五十万年以前，人类发明了“钻木取火”，掌握了人工取火的技术。火的利用是人类最早的一项化学实践活动，也是人类最早知道的一种化学现象，它为人们以后研究和实现一系列物质的化学变化创造了条件。古代化学是一种实用化学，由它产生的制陶，金属冶炼，火药制造，染色，酿酒等化学工艺，几乎成为古代社会生产力发展的最重要的因素。古代人们在实践的基础上，掌握了过滤、溶解、结晶、升华和熔融等化学技术的同时，对物质也有了总体的认识，产生诸多的物质观点，如我国战国时期的“五行说”，古希腊亚里斯多德的“四素说”等。这些化学制作工艺和学说，积累了大量的操作经验和化学知识，为近代化学的发展奠定了基础。

（2）近代化学的建立

16世纪末至17世纪初，化学理论逐渐建立，英国化学家和物理学家波义耳，在1661年，首次提出了科学的元素新概念，把化学确立为一门实验科学。之后，法国化学家拉瓦锡在大量的实验基础上，提出氧化说，使化学基本理论和基本研究方法发生了重大变革。由此，化学走向近代定量科学，一系列有关物质变化定量规律，如质量守恒定律，当量定律被发现。特别是英国化学家和物理学家道尔顿的科学原子说，第一次将化学实验总结的规律与物质的原子构成的观点联系起来，使化学进入了一直持续至今的原子说为主线的新时期。

意大利化学家阿佛加德罗的分子假说，俄国化学家门捷列夫在1869年发现的元素周期律，使化学研究从个别的、零散的和无规律的事实罗列中摆脱出来，奠定了现代化学的基础，近代化学科学逐渐形成了包括：近代无机化学、近代有机化学、近代分析化学和近代物理化学四大独立的分支科学体系。

（3）现代化学的形成

二十世纪初，物理学科的新发现和新技术特别是相对论和量子力学为现代化学进一步发展概念和定量描述提供了理论依据，将化学和整个自然科学的研究，推进到更深的层次上。化学分支不断涌现，化学朝着深、细、精，多学科、综合化的方向发展。与此同时，现代化学工业的蓬勃发展，化学工业和产品，在人类生活和经济活动中具有越来越重要的地位和作用，如化肥增产，使农业丰收；化学工业的发展，使新材料层出不穷。特别是20世纪20年代以后出现的有机合成工业的发展，更加丰富了现代人们的生活。

2． 什么是现代化学研究的特点？

现代化学有如下特点：

①研究层面由宏观向微观发展；

②研究方法由定性向定量发展；

③研究对象由静态向动态发展；

④研究结果由描述性向推理性发展。

这些特点表明了现代化学总的发展趋势是既高度分化又高度综合。现代化学一方面，从自身产生了很多新的学科分支，如：无机固体化学、配合物化学、分子动力学等。另一方面，又与其他自然科学相互渗透交叉，形成一系列新的边缘学科，如：生物化学、地球化学、环境化学等。

3． 现代化学研究的内容有哪些？

现代化学研究的内容可以归纳为三个方面：第一是深入研究化学反应理论，开发化学反应过程来揭示化学反应的实质，进而设计最佳的化学反应过程。第二是提高结构力量水平，致力于寻找或设计最需要、最佳的化合物材料或体系。第三，发展分析和测试新方法，依靠计算机技术及多学科综合，使化学研究信息趋于更高的灵敏性和可靠性，为高科技发展创造新分子，为社会需要合成特定性能的材料和物质。

4．现代化学研究方法的特点是什么？

现代化学研究不仅要综合其他自然科学的理论成果，而且还要综合运用其他自然科学的

究方法。现代化学需要多学科知识的综合、众多高深理论作指南、依靠多种专业人员细密

分工和合作，用多种精密仪器设备作检测的手段。其研究的方法，必要博采众长，协同多学科合作进行，以整体思维来思考。

5．什么是现代化学分析技术？

现代化学分析技术包括基础化学分析技术和仪器分析法。

（1）基础化学分析技术

在近代建立的分析化学是一门研究物质化学组成的科学，它有两大任务，一是定性分析，主要是确定被测物质有哪些组分组成的。二是定量分析，主要是确定这些组分的相对含量。

定性分析：

定性分析是应用物质的化学反应将被测组分转化为有特殊性质的新物质，通过观察其

生物有无气体，沉淀或有色物质等特征的产生，来推断被测物中某种组分的存在。

定量分析：

定量分析有经典化学分析法和仪器分析法两大类。经典定量分析法是应用沉淀反应，中和反应、氧化还原反应或络合反应的原理，对已知组分含量进行测定。

（2）仪器分析法

仪器分析是现代发展起来的一种分析方法，它大多要借助一定的仪器设备，根据物质

的物理或物理化学的性质，来测定某种组分的方法。故又称为物理化学分析法或物理分析法。仪器分析法具有操作简便、快捷、准确等优点，特别对于含量很低的组分的测定，更有独特之处。仪器分析法有很多种，常用的有以下5种：

光谱分析法：

它是根据物质发射，吸收电磁辐射，以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的一种方法。

色谱法：

它是一种分离技术，它的分离原理是使混合物中各组分在固定相和流动相两相中分配。当流动相中的混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，由于试样的各组分在结构和性质上的差异，它们与固定相作用的大小、强弱也不同。我们根据被测组分在两相间进行分离作用的差异，进行定性和定量分析。

电化学分析法：

它是利用物质的电学及电化学性质来进行分析的方法。

质谱分析法：

它是现代物理与化学使用的极为重要的工具。它的基本原理是试样在离子源中电离后，生成各种带正电荷的离子，它们在加速电场的作用下，形成离子束射入质量分析器。在磁场的作用下，离子作等速圆周运动并分离，然后，由记录系统得到质谱图，根据质谱图上谱线

的位置及相应离子的电荷数进行定性分析，再根据谱线黑度或相应离子流的相对强度，进

行定量分析。

核磁共振波谱分析法：

它也是现代仪器分析的重要方法之一，它的基本原理是在强磁场的激励下，根据一些具

有某些磁性的原子核对高频无线电电波的共振吸收，来推断被测物的分子结构。

6．金属与金属材料有哪些特性？

目前，我们已知的元素有109种，其中金属有87种。除汞以外，所有金属都是固体

金属具有“自由电子”，它在金属晶体中能自由流动。我们熟知的金属具有特殊的金属光泽、是热和电的良导体等性质，很大程度上与金属晶体结构有自由电子有关。如：自由电子能吸收可见光，然后又反射出大部分频率的光，使金属显示特有光泽。自由电子在外电场的作用下，作定向流动，形成电流，这就是金属导电的原因。自由电子受热后，能量增大，运动速度也加大，它与金属离子碰撞而传递能量，从而使金属具有良好的导热性等。

在冶金工业上，我们把金属分为两大类。一类为黑色金属，指铁、铬、锰及其合金。另一类为有色金属，除去黑色金属之外其他金属都是有色金属。

金属是人类历史上使用最早的材料之一，直到20世纪中叶，金属材料也一直在材料中

占绝对优势。因为金属材料有如下的优势：（1）几千年以来有一套成熟的生产技术和庞大的生产能力，如钢铁工业。（2）金属有许多优良的理化性能，形成其他材料不能完全替代的使用优势，如：比陶瓷高得多的韧性，磁性和导电性等。（3）近、现代高新技术创新，产生出许多新的金属材料，如优质钢、高强度钢、各种合金和新金属材料等

目前，人们生产和生活应用最多的金属材料仍是钢铁、铜和铝。

7．非金属与非金属材料有哪些特性？

目前，我们已知的非金属元素，共22种。除氢以外，它们的原子最外层的价电子为3—7

个，它们大多在化学反应中倾向于得到电子而显示氧化性。非金属元素形成单质主要有两

种情况，一种是分子晶体，另一种是原子晶体。它们显示的性质各异，如分子晶体熔沸

较低，而原子晶体熔沸点较高等等。

非金属材料有：

（1）玻璃玻璃是一种无定型硅酸盐混合物。人们利用玻璃制造成各种各样的器皿、

艺术品。玻璃是建筑业最基本的材料之一，它不仅可以用于采光、隔热，而且也可用于装饰。

（2）水泥水泥是建筑行业大量应用的硅酸盐材料。

（3）陶瓷生产陶瓷的原料有天然矿物原料和通过化学方法制备的化工原料二种。天

然矿物原料主要是粘土，主要化学成分是水合硅酸铝类。陶瓷是一种重要的材料，用于工业、建筑、生活等，如室内装饰墙地砖、卫浴用品、茶具、器皿。据考古发现。我国10000年前已有陶器，3000年前商代已有原始瓷器，我国古代陶瓷制品是我国灿烂文化的一部分。

8．有机化合物和有机高分子材料

早期，人们认为有机物是从动植物体内获取的物质，是“有生机之物”，故称之为“有机化合物”，现在人们已经知道有机物可以由简单的无机物人工合成制取。组成有机物除了碳元素之外，还有氢、氧、氮、磷、硫和卤素等非金属元素，许多有机物还含有金属元素。从分子结构上看，有机化合物可以看作碳氢化合物及其衍生物。

有机物的种类很多，结构各不同，因而性质也各异，但一般地，有机物具有如下共性：

①通常情况下，有机物的熔、沸点较低，常以气体，低沸点的液体或低熔点的固体存在

②大多有机物难溶于水，易溶于有机溶剂，符合化学上“相似相溶”原理。

③绝大多数有机物具有热不稳定性，受热易分解，还较容易燃烧，燃烧后，有机分子中的碳、氢、氧、硫，最终的产物为二氧化碳、水、二氧化硫等。

有机化高分子化合物的平均分子量比一般的化合物大很多，它们的分子量大约在几万到

几十万之间。天然存在的有机高分子化合物有蚕丝、羊毛、纤维素等，它们很早就在为人类服务了。人工方法合成的有机高分子化合物中，人们广泛应用的是塑料、合成纤维、合成橡胶等。

9．现代新材料技术

20世纪50年代以来，科学技术的突飞猛进，新材料研究异常活跃。新材料技术既是高新技术的一部分，又时刻为高新技术服务。作为新材料技术具有以下的特点：①它是知识密集、资金密集的新兴产业。②它与高新技术发展关系密切，相互促进、相互依赖。③新材料是高新技术发展必要的物质基础，也是当代高新技术革命的先导。④新材料技术还是社会生产力发展水平和技术进步的标志。

现代新材料主要有以下几种：

（1）新金属材料

超导材料稀土材料形状记忆合金贮氢合金非晶态合金

（2）无机非金属材料

新型陶瓷特种无机涂层材料

（3）新型有机高分子材料

高性能塑料 特种纤维特种橡胶，其它功能高分子材料如高分子分离膜、导电高分子材

料等等。

（4）特殊功能的复合材料

玻璃钢碳纤维增强树脂复合材料聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料

（5）纳米材料

纳米材料是当今材料科学研究中的热点之一。纳米（nm）实际上是一个长度单位，

纳米是1米的十亿分之一，即1纳米=10-9米。纳米是一个非常小的空间尺度。纳米材料就是用特殊的方法将材料颗粒加工到纳米级（10-9米），再用这种超细微粒子制造人们需要的材料。

目前，纳米材料有四种类型：纳米颗粒、纳米碳管和纳米线、纳米薄膜和纳米块材。纳

米材料具有较大的比表面，在结构中的键态严重失配，产生了许多活动中心，因而，纳米材

料有很强的吸附能力。小尺寸效应使其理化性能发生改变，并出现与常规材料不同的新的

特征。

纳米材料显示了广泛的应用前景。例如：利用纳米材料制成磁记录介质材料广泛应用于

电声器件、阻尼器件等。纳米金属颗粒还是有机化合物的氢化反应的催化作用一种极好的催化剂。纳米材料还可以用于医学、生物工程。例如：利用纳米微粒进行细胞分离、细胞染色体，用纳米微粒制成的药物可更方便地在人体内传输，进行局部治疗和组织修补。纳米探针和纳米传感器应用，也可能带来诊断技术的革命。未来纳米科技的发展，有三方面的意义，一是疾病的早期诊断，例如癌症的检出可达到几个细胞大小。二是高密度的信息储存，会在很小的位置上储存大量信息。三是开发新的高性能材料，应用于高科技领域。

总之，纳米技术的研究和应用不仅能引发一场新的工业革命，而且还会带来人类认

知革命，产生观念上的变革，它将对21世纪科学技术的发展产生重大的促进作用。

10．什么是新材料发展的方向？

随着社会的进步，人类总是不断地对材料提出新的要求。当今新材料的发展有以下几点：

（1）结构与功能相结合。即新材料应是结构和功能上较为完美的结合。

（2）智能型材料的开发。所谓智能型是要求材料本身具有一定的模仿生命体系的作用，既具有敏感又有驱动的双重的功能。

（3）少污染或不污染环境。新材料在开发和使用过程，甚至废弃后，应尽可能少地对环境产生污染。

（4）能再生。为了保护和充分利用地球上的自然资源，开发可再生材料是首选。

（5）节约能源。对制作过程能耗较少的，或者新材料本身能帮助节能的，或者有利于能源的开发和利用的新材料优先开发。

（6）长寿命。新材料应有较长的寿命，在使用的过程中少维修或尽可能不维修。

Ⅷ 环境分析化学的发展趋势

环境分析化学发展的趋势是：
分析方法标准化
这是环境分析的基础和中心环节。环境质量评价和环境保护规划的制定和执行，都要以环境分析数据作为依据，因而须要研究制订一整套的标准分析方法，以保证分析数据的可靠性和准确性。
分析技术连续自动化
环境分析化学逐渐由经典的化学分析过渡到仪器分析，由手工操作过渡到连续自动化的操作。70年代以来，已出现每小时可连续测定数十个试样的自动分析仪器，并已正式定为标准分析方法。现已采用的有：比色分析、离子选择性电极、X射线荧光光谱、原子吸收光谱、极谱、气相色谱、液相色谱、流动注射分析等自动分析方法及相应的仪器。特别是流动注射分析法，分析速度可达每小时200多个试样，试剂和试样的消耗量少，仪器的结构简单，比较容易普及，是发展较快的方法之一。
电子计算机的应用
在环境分析化学中应用电子计算机，极大地提高了分析能力和研究水平。在现代化的分析实验室中，很多分析仪器已采用电子计算机控制操作程序、处理数据和显示分析结果，并对各种图形进行解释。应用电子计算机，可实现分析仪器自动化和样品的连续测定。如配备有电子计算机的γ－能谱仪可同时测定几百个样品中多种元素，利用傅里叶变换在计算机上进行计算，既可提高分析的灵敏度和准确度，又可使核磁共振仪能测得13C讯号，使有机骨架结构的测定有了可能，为从分子水平研究环境污染物引起的生态学和生理机制的有关问题开拓了前景。
多种方法和仪器的联合使用
这可以有效地发挥各种技术的特长，解决一些复杂的难题，再配用电子计算机，更可大大提高分析效果，并能及时给出分析结果。例如，色谱-质谱-计算机联用，能快速测定各种挥发性有机物。这种方法已应用于废水的分析，可检测200种以上的污染物。在环境污染分析中还常采用火花源质谱-电子计算机联用、气相色谱-微波等离子体发射光谱联用、色谱－红外光谱联用、色谱－原子吸收光谱联用、发射光谱和等离子体源联用，以及质谱-离子显微镜组合而成的直接成象离子分析仪。
激光技术的应用
利用激光作为分析化学的光源已发展了吸收光谱、拉曼光谱、原子和分子荧光光谱、激光光声光谱、高分辨率光谱以及其他激光光谱技术和分析方法。激光分析的特点是高分辨率、高灵敏度、长距离、短时间。随着激光基础理论研究的进一步发展，激光技术必将进一步改变环境分析化学的面貌。
痕量和超痕量分析的研究
环境科学研究向纵深发展，对环境分析提出的新要求之一就是常须检测含量低达10-6～10-9克（痕量级）和10-9～10-12克（超痕量级）的污染物，以及研究制订出一套能适用于测定存在于大气、水体、土壤、生物体和食品中的痕量和超痕量的污染物的分析方法。例如已测定太平洋中心上空空气中铅的含量为1ppb，南北极则低于0.5ppb。南极洲冰块中的DDT含量为0.04ppb；雨水中汞的平均含量为0.2ppb；人体中铀的平均含量为1ppb。这些成果是依靠痕量或超痕量分析技术取得的。加强对新的灵敏度高、选择性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究，成为今后环境分析化学的发展方向之一。
环境分析样品前处理
(sample pretreatment methodologies in environmental analysis)
由于环境样品具有被测物浓度低，组分复杂,干扰物质多，同种元素以多相形式存在,易受环境影响而变化等特点，通常都要经过复杂的前处理后才能进行分析测定。经典的前处理方法,如沉淀，络合,衍生，吸附,萃取，蒸馏,干燥，过滤,透析，离心,升华等，靠人工操作,重现性差，工作强度大,处理周期长，又要使用大量有机溶剂等.因此样品前处理预分离是环境分析中最薄弱的环节,而也是现环境分析化学,乃至分析化学中一个重要的关键环节，前沿研究课题。它包括了各种前处理新方法与新技术的研究及这些技术与分析方法在线联用设备的研究两个方面.
新方法与新技术中较为成熟的有:
1,固相萃取法(solid-phase extraction,SPE)
其原理是根据样品中不同组分在固相填料上的作用力强弱不同，被测组分与其它组分分离。主要用于处理环境水样及可溶的固体环境样品,也可用于捕集气体中的痕量有机物及气溶胶.改变洗脱剂组成，填料的种类及其它参数以达到不同分离的目的。早期以柱状固相填料为主,近段时间来出现了厚度为1mm左右新型薄膜填料，它们截而积大,流量高，特别适合于野外现场处理样品.
2,超临界流体萃取法(supported liquid memberane,SLM)
该法利用超临界流体既有与液体相仿的高密度，具有较大的溶解能力,又有与气体相近的高扩散率，因此能有效地从固体内部将被测的溶质萃取出来。它特别适合于处理各种固体的环境样品.改变超临界流体的组成,温度，压力,可以有选择地把不同的组分从样品中先后连续萃取进行分离。既用于样品的前处理，也用于固体废弃物的治理.
3,固相微萃取法(solid-phase microsextraction,SPME)
它用装在注射器针头内的熔融石英光导纤维作载体，表面用有机固定液作涂渍处理。当它浸在样品溶剂中时,被测物通过扩散吸附在它表面，然后转移至气相色谱仪的进样口进样,通过加热脱附，被测物随载气进入色谱校进行分离和测定.该法可用于处理各种气体和液体的环境样品,也可用于处理固体样品中的挥发性物质，通过改变固定液的类型与液层的厚度,可以改变方法的选择性，提高吸附量,易于自动化，可直接处理低于10-9级的水样,也便于和其它分析方法(例HPLC等)联用。表-1列出几种代表性的无，少溶剂样品前处理方法的比较.
表-1几种主要的无,少溶剂样品前处理方法
前处理方法
原理
分析方法
分析对象
萃取相
缺点
顶空法(静态顶空法，捕吹法)
利用待测物的挥发性
直接抽取样品顶空气体进行色谱分析；利用载气尽量吹出样品中待测物冷冻捕集或吸附集的方法收集被测物
挥发性有机物
气体
静态顶空法不能浓缩样品,定量需要校正，吹捕法易形成泡沫,仪器超裁
超临界流体萃取
利用超临界流体密度高，粘度小对压力变化敏感的特征
在超临界状态下萃取待测样品,通过减压，降温或吸附收集后分析
烃类及非极性化合物,以及部分中等极性化合物
CO2,氨，乙烷,乙烯，丙烯,水等
萃取装置昂贵，不适于分析水样
膜萃取
膜对待测物质的吸附作用
由高分子膜萃取样品中的待测物,然后再用气体或液体萃取出膜中的待测物
挥发，半挥发性物质,支载液膜萃取在不同pH值下能离子化的化合物
高分子膜，中空纤维
膜岁待测物浓度变化有滞后性,待测物受膜限制大
固相萃取
固相吸附剂对待测物的吸附作用
先用吸附剂吸附在用溶剂洗脱待测物
各种气体液体及可溶的固体
盘状膜，过滤片,固相萃取伎
回收率低，固体吸附剂容易被堵塞
固微相萃取
待测物在样品及萃取涂层之间的分配平衡
将萃取纤维暴露在用品或其顶空中萃取
挥发,半挥发性有机物
具有选择吸附性的涂层
萃取涂层易磨损，使用寿命有限
4,加速溶剂萃取法(简称ASE)
这是一种全新的萃取方法，它可以显着提高样品前处理的速度。溶剂被泵入盛有样品的萃取池后,加温加压，数分钟后,萃取物从加热的萃取他中输送到收集瓶中供分析中.萃取步骤全程自动化，并且可以多次萃取,快速省时，溶剂消耗量少。以分析土壤中有机氯农药为例,首先要用大量有机溶剂将其从基体中提取出来.新近颁布和即将出台的环保法规对实验室使用溶剂在许多方面作出了严格的限制。为适应这种变化，加速溶剂萃取作为减少溶剂消耗量的固体样品前处理技术应运而生.与传统方法相比较,加速溶剂萃取更方便，快速,溶剂用量少，其重现性与超声萃取相当。并且避免了使用超声萃取所带来的多次清洗的问题.
表-2示出水中优先检测有机污染物600系列标准分析方法,经过适当的前处理步骤，便可发展为相应污染物在饮用水(500系列)和固体废弃物(8000系列)中的标准分析方法,这些方法与各自前处理的操作步骤实际上是相应的。
表-2USEPA 500,600和8000系列方法编号对照表
污染物名称
500系列
(饮用水)
600系列
(废水)
8000系列
(固体废弃物)
主要分析方法
挥发性卤代烃
502.1
601
8010
GC/OHD,ECD
挥发性有机物
502.2
8015
挥发性芳烃类
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
酚类
604
8040
GC/FID',EC
有机卤化物，农药急PCBs
505
联苯胺类
605
邻苯二甲酸酯类
506
606
8060
含N,P农药
507
亚硝胺类
607
GC/NPD'TEA
有机氯农药及PCBs
508/508A
608
8080
GC/ECD
硝基芳烃及异佛尔酮
609
8090
GC/EC,FID
多环芳烃类
610
8100
LC/UV,荧光，GC/FID
卤代醚类
611
GC/OHD
卤代烃类
612
8120
GC/ECD
2,3,7,8-TCDD
613
GC/MS
有机磷类
8140
有机氯除草剂
515
8150
挥发性有机物
524-2(60重)
624
8240
GC/MS
半挥发性有机物
525
625
8250
GS/MS
各种色谱技术的进展
1,毛细管气相色谱技术的不断发展和应用
高灵敏度，高选择性气相色谱检测器和GC,MS的发展奠定了USEPA 1979年底公布的114种水中优先检测有机污染物分析方法的基础，而毛细管气相色谱的应用大大提高了分离效率和分析速度,使方法简化，净化损失减少,近20年来，毛细管柱管材由金属改变为玻璃,再发展为熔融石英，解决了管壁对分析的干扰和操作技术的可靠性。毛细管柱固定相,高分子液晶固定相，高分子冠醚新固定相的研制,柱表面去活性处理(如辐射处理),尤其是化学键合交联固定相的研制成功，使大批重要污染物(包括众多异构体)有了可靠的测定方法.采用无分流进样和柱上进样技术解决了柱容量小和热不稳定试样的分解问题。近几年来发展的0.53mm,0.75mm内径的宽口径毛细管柱进一步解决了柱容量小的问题，使它们直接与气提设备相接,简化了挥发性化合物的分析步骤，而且更有利于与灵敏度稍差的检测器匹配。组合柱技术,化学衍生技术(包括柱前，柱后)等,不但可提高分辨能力或灵敏度，并在一定程度上解决了某些挥发性较差的化台物的监测.高灵敏,高选择性的检测器仍在不断发展，例如化学发光检测器,TEA,离子化检测器，酶抑制剂荧光监测器等,再加上多维色谱的应用，多监测器联用,特别是GC与MS及其它仪器的联用，使GC在环境分析,色谱分析中仍将继续占据优势。徐晓白等综述了色谱技术研究我国大气污染的现状，对环境中潜在致癌物质,如多环芳烃和硝基多环芳烃进行了研究和探讨.并对我国若干城市大气中痕量元素的温室效应和有害有毒颗粒物进行了研究。EPA已将毛细管气相色谱作为常规监测技术，GC—TID(离子阱检测器)在提高灵敏度方面有特色.我国在这方面,无论是仪器的生产或毛细管柱的研制都有较好基础，今后可能在开辟色谱新技术,提高质量，降低价格以及系列处方固做出更多贡献。在1998年召开的第七次全国色谱学术报告会上发表了350多篇论文,其中1/6与环境样品有关，这也反应了我国色谱分析在环境分析化学中的重要作用.
近段时间江桂斌研制的表面发射火焰光度检测方法(Quartz surface inced lurninescene-FPD)在国际上首次将由石英表面引发的发射(QSIL)原理用于定量分析,引起学术界的高度评价，并获国家发明专利。该研究工作提供了一种高灵敏度火焰光度检测器.和现有商品仪器相比,它有三个优点：(1)色谱柱直接插入燃烧头的顶端，避免了样品的扩散等造成的色谱峰展宽等现象。(2)改变了传统的氢火焰燃烧方式,使火焰的稳定性得到根本的提高.(3)通过改变火焰的发射介质，导致了发射机理的根本变化,获得了强度很大的发射光谱。与一般气相色谱火焰光度方法相比，灵敏度提高100—1000倍.用该系统已很好地分离和测定了各种介质中不同形态的有机锡化合物,最低检测限在30fg—2.3pg.另外，已证明这一原理可以推广到硫,磷化合物，有机硒,有机铅等化合物的定量分析。
1997年在美国召开的21世纪环境实验室 (environmental laboratory moving for the 21 century)研讨会后，对现场监测和可移动实验室的设计与研究,出现了一个新的发展方向.如便携式色谱仪已开始在现场环境分析中应用。1998年匹茨堡会议上，已出现了商品.我国也正在研制毛细管便携式色谱仪。在微型化过程中,常规色谱检测器的微型化技术是这一领域的制约因素.
色谱进样技术:发展很快，枝头进样(oncolumn),分流/无分流进样(split/splitless)吹捕法(purge and trap)进样等技术已成为实验室的常规方法。色谱校的发展也日新月异.法国研制的用一种平行的多毛细管往系(含有900根1m长，40μm内径的毛细管,涂层厚度为0.2μm)成功地分离和测定了多种有机锡化合物。分离时间由常规毛细管柱的5—10min缩短到30s.
2,高效液相色谱的广泛应用
80年代以来，HPLC仪器的增长速度一直据首位,据估计1983年世界HPLC的销售额己超过GC.这是出于GC主要适用于测定较易挥发的污染物，但70%以上的化合物是低挥发性,大分子量或热不稳定的，不进行衍生化就不能直接用GC法测定,而HPLC法恰好弥补了这方面的不足，所以后者在环境分析中越来越多地得到应用。金祖亮曾统计Analytical Abstract引述文章的情况;1980年应用HPLC的文章数量仅为引用GC的文章数量的1/5,而到1989年则几近一半.HPLC的分辨率虽不如毛细管气相色谱(HRGC).但也有用它一次直接分析32种优先检测污染物的成功例子，缩小柱径和采用3μm填料可提高分辨率。己制成的3—7cm商品柱的柱效可达5000一10000理论塔板/m,用它进行环境样品的常规分析，1min就能完成一次测定HPLC的柱后反应,检测灵敏度可达pg级，是现迅速发展的领域.另外发展类似GC上用的更为通用型的检测器,例如HPLC-FID,HPLC-ECD,HPLC—TID,HPLC—NPD和HPLC-FPD等是另一倾向。
微孔柱的应用促进了LC-MS的发展，由于溶剂的减少,与MS接口的问题迎刃而解，已可进行常规检测.不过由于用微孔柱分析速度较慢,其它的接口例如热喷射(thermospray),电喷雾(electrospray),粒子束(particle beam)等接口技术配合更为理想。如用HPLC法分级预分离，在系统分析中能使被检出的污染物数目增加数倍.
3,超临界流体色谱的发展
超临界流体在化学分离中的应用并与计算机技术的成功结合，制成了现代化的SFC仪,引起了分析界的兴趣。近段时间来商品毛细管SFC的问世在环境分析化学中得到较广泛的关注.由于该方法的特点是采用超临界的流体作为流动相，可填补GC与HPLC的空隙,适用于极性化合物，热不稳定,化学性质活泼，分子量高及挥发性化合物等复杂混合物的分离,测定，理论计算推断毛细管SFC分离效率与GC相近,而比HPLC高。因此SFC兼具GC与HPLC的优点.
SFC常用的流动相为CO2,但现有更多的流体可供选用。还可能用不同流体及不同成分比的组合，因此分析方法可以有相当多样化选挥.还能起到选择萃取预分离的作用。这样既可节省溶剂,减少萃取时间，又可能减少预处理过程中引起的污染.
现公认SFC可贵的另一主要原因是因为它能和一系列检测系统联用。一般说来，GC与HPLC的检测器在SFC上均可应用,常用的有FID,FPD,ECD,UV和荧光等.新的检测器，如化学发光硫检测器,测定硫化合物的灵敏度可达数十至100pg,线性范围为103.SFC与MS及FT-IR的联用亦已获得成功。现与—般EI,CI相似的质谱图可从SFC-FTIR获得，而且灵敏度尚佳.
已报道应用SFC的对象有农药,染料，有机酸,表面活性剂及药物等。其中以农药及其代谢物测定的报告较多.
4,离子色谱[IC]的应用
由于IC具有操作简便，快速,选择性好，灵敏度和推确度均较高,而且能进行多组分同时测定等优点，随着离子色谱的发展,已逐渐应用于环境分析。首先在阴离子分析方而，发展很快.近几年由于梯度淋洗,柱和检测器等的进一步发展，已能应用IC测定阳离子,过渡金属，金属络合物。区分不同价态,直至分析有机化合物等.
5,毛细管电泳
近段时间来，毛细管电泳在环境化学中的应用正在逐步扩大,包括污染物与DNA加合物的分析，正辛酵—水分配系数的测定以及动物体内甲基汞的测定等,并且已发表了数篇综述，由于毛细管电泳的持点：样品需要量小,高分离效率，柱价格低,易清洗，试剂耗费量小,方法简单，分析时间短等,使其在分离环境污染物时拥有独特优势，可以作为一种与GC和HPLC相互补充的新的污染物分析手段。Yan等采用填充拄毛细管电色谱,在45min以内分离了16种EPA优先检测PAHs.采用CZE(毛细管区带电泳)模式可在24min内分离酚及其10种衍生物，改变分析条件可在5min内就能实现对12种酚类化合物的快速分离。也有关于分离二恶英TCDD,PCB异构体，光学异构体的报导,MEKC(micellar electrokinetic chromatography胶柬电动色谱)分离分析胶类化合物获得成功.毛细管电泳曾用来分离百草快和杀草快，磺酰脲,苯氧基酸等。此类工作既涉及除草剂对映体或异构体的分离，又包括分析农作物上除草剂的残留和水中的除草剂.现毛细管电泳分离分析环境污染物的研究在不断深入和扩大,但很多工作集中在分离标准样品上，应用于实际环境样品分析的还相对较少。就其主要原因,主要是检测器灵敏度不够和要求新的样品预处理方法等.但总的来看前景是十分光明的。
联用技术
联用技术是现分析化学中的热点，在环境分析中由于样品的复杂性,测量难度大，对信息的要求又高,用一种仪器的单项技术很难解决.GC/MS在环境分析化学,特别是在环境有机分析中应用的成功经验已不必赘述，其中尤以四级质谱的引入再结合微型计算机系统的检索,使其在美国环保局系统中的常规检测费用可与GC相比，有时甚至低于后者。MS本身的发展,开拓了这类联机的应用范围，而GC与元素分析仪器的联用使其威力引伸到无机物或金属有机物等的分析.用HPLC替代联机中的GC虽然有溶剂去除的难题,但对与FT-IR,NMR等的联用尚有方便之处，另外结合热喷射,电喷雾，软电离离子化等接口技术,不但解决了LC/MS联用的主要障碍，使分析的对象可扩展至挥发性低的化合物,而且使SFC,IC等与MS的联用也获得成功，表-3示出环境分析中的若干联用技术,从中可以看到联用技术及其组合方式正在迅速增加。
三联与四联仪器系统乃至多机一体化等的出现是当前环境分析化学，环境分析仪器发展的新动向.另外,如进样流动注射(FIA)等技术的引入也将使环境样品分析自动化，快速化等达到新的高度。
表-3 环境分析化学中的联用技术
联用技术
应用举例
GC-AAS
石油中乙基铅化合物,络合物，鱼中汞化合物
GC-AES(原子发射光谱)
有机锡化合物,甲硅烷化醇类
GC-MES(微波等离子体发射光谱)
元素选择性检测
GC-AFS(原子荧光光谱)
四乙基铅
GC-ICP-AES(DCP,MIP)
烷基铅，有机硅(Mn,Hg,Cr)
GC-MS
普遍应用(挥发性，半挥发性化合物,衍生物)
GC-FTIR
柴油机尾气颗粒物中硝基多环芳烃
GC-MS-FTIR
GX-TEA
亚硝胺
HPLC-AAS
四烷基铅，有机锡
HPLC-ICP-AES
VB12中CO,蛋白质中金属，Fe,As,Hg,Cu;螯合物状态分析，同位素稀释
HPLC-ICP/MS;HPLC-FTIR;HPLC-TEA
HPLC-MS
Thermospray,Particle Beam/MAGIC
HPLC-NMR
10-4g,多组分电喷雾中半挥发性及非挥发性物质
HPLC-FTIR/MS
MS/MS(可与GC或HPLC联用)
10-11-10-12g(PCDD,PCDF)
SFC-FID,UV等
偶氮，蒽醌,苯胺类染料，PAH
SFC-MS,FTIR或NMR
农药等
IC-ICP
1-100×10-9级地表水
ICP-MS
0.1-10×10-9级(检测下限可达0.01)海洋生物中Al,Mn,Cu,Ni,Co,Zn,Sn,Cd,Ba,La,Ce,Th,U
GC-QSIL-FPD(气相色谱表面发射火焰光度检测)
水中有机锡，铅,汞，锗,硒等形态分析以及生物样品等，灵敏度达0.7-2.3pg(检出限)有机锡
在无机物的分析方面,IC与检测仪器的联用，尤其是各种进样方式的ICP与MS的联用在痕量元素分析中已成为重要的分析技术前沿。由于后者的高灵敏度(检出限达l0—60pg/mL),高选择性，线性范围宽,以及多种元素的同时测定，和可进行在线分析等已使USEPA将ICP-MS列为可行的常规分析手段.
与生物学科的结合的环境分析化学
1,生物试验指导的分离分析
生物试验指导的分离分析发展于80年代初，是有机污染物分析的重要发展方向之一。现环境样品中的致癌,致畸变，致突变性成份是人们主要关心的对象,由于医学还不能完全控制和治愈严重威胁人类生命的癌症，而流行病学又指出,人类70%—90%的癌症是由于环境中的致癌物所引起，短期生物试验的发展(如Ames试验)提供了在短期内初步评价研究对象三致特性的可能,且费用较为低廉，灵敏度高,选择性好，结合化学分离和鉴定,就有可能从复杂的环境试样中有效地筛选出活性组分，获得新的结果,环境中潜在致癌物硝基多环芳烃的发现即是一例.较近的研究表明大气飘尘中不但存在硝基多环芳烃，而且有羟基硝基多环芳烃,后者的致突变性有时比前者为高。在气体研究中也得到相应的结果，这些结果促进了环境污染活性的研究.生物指导的活性发现是生物学科与分析学科结合的产物,它将在环境科学研究中发挥更大的作用。
2,新的分析方法——生物监测:免疫分析
常规的环境分析有时对大批复杂试样不能及时迅速报出结果，在这方面某些生物监测方法却能起到很好的作用.免疫试验就是一个很好的例子,后者近几年在环境方面的应用有很大的成就，并已在区域性环境质量评价中得到应用。免疫试验优点很多：价格便宜,灵敏度高(如1ng),前处理方法简便.有利于大量监测某种确定的对象，还有可能进行实时分析,因此前景诱人。在《分析化学前沿》有关环境分析若干进展中已报道免疫分析在农药，致癌物,甚至DNA加合物方面试验的一些数据.由此得知其灵敏度甚高。美国EPA,AOAC,IUPAC已组织过多次专业会议，今后有希望在环境监测中得到更多应用.
此外,各种类型的生物传感器和生物标记物的开发与应用亦将有广泛的前途。

Ⅸ 现代分析化学的发展趋势

分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念（如溶液理论）的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学；从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态（氧化-还原态、络合态、结晶态）、结构（空间分布）、微区、薄层及化学和生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程控制。随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学”、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。
（一）提高灵敏度

这是各种分析方法长期以来所追求的目标。当代许多新的技术引入分析化学，都是与提高分析方法的灵敏度有关，如激光技术的引入，促进了诸如激光共振电离光谱、激光拉曼光谱、激光诱导荧光光谱、激光光热光谱、激光光声光谱和激光质谱的开展，大大提高了分析方法的灵敏度，使得检测单个原子或单个分子成为可能。又如多元配合物、有机显色剂和各种增效试剂的研究与应用，使吸收光谱、荧光光谱、发光光谱、电化学及色谱等分析方法的灵敏度和分析性能得到大幅度地提高。

（二）解决复杂体系的分离问题及

提高分析方法的选择性

迄今，人们所认识的化合物已超过1000万种，而且新的化合物仍在快速增长。复杂体系的分离和测定已成为分析化学家所面临的艰巨任务。由液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱和毛细管电泳等所组成的色谱学是现代分离、分析的主要组成部分并获得了很快的发展。以色谱、光谱和质谱技术为基础所开展的各种联用、接口及样品引入技术已成为当今分析化学发展中的热点之一。在提高方法选择性方面，各种选择性试剂、萃取剂、离子交换剂、吸附剂、表面活性剂、各种传感器的接着剂、各种选择检测技术和化学计量学方法等是当前研究工作的重要课题。

（三）扩展时空多维信息

现代分析化学的发展已不再局限于将待测组分分离出来进行表征和测量，而是成为一门为物质提供尽可能多的化学信息的科学。随着人们对客观物质的认识的深入，某些过去所不甚熟悉的领域，如多维、不稳态和边界条件等也逐渐提到分析化学家的日程上来。例如现代核磁共振波谱、红外光谱、质谱等的发展，可提供有机物分子的精细结构、空间排列构型及瞬态等变化的信息，为人们对化学反应历程及生命过程的认识展现了光辉的前景。化学计量学的发展，更为处理和解析各种化学信息提供了重要基础。

（四）微型化及微环境的表征与测定

微型化及微环境分析是现代分析化学认识自然从宏观到微观的延伸。电子学、光学和工程学向微型化发展、人们对生物功能的了解，促进了分析化学深入微观世界的进程。电子显微技术、电子探针X射线微量分析、激光微探针质谱等微束技术已成为进行微区分析的重要手段。在表面分析方面，电子能谱、次级离子质谱、脉冲激光原子探针等的发展，可检测和表征一个单原子层，因而在材料科学、催化剂、生物学、物理学和理论化学研究中占据重要的位置。此外，对于电极表面修饰行为和表征过程的研究，各种分离科学理论、联用技术、超微电极和光谱电化学等的应用，为揭示反应机理，开发新体系，进行分子设计等开辟了新的途径。

（五）形态、状态分析及表征

在环境科学中，同一元素的不同价态和所生成的不同的有机化合物分子的不同形态都可能存在毒性上的极大差异。在材料科学中物质的晶态、结合态更是影响材料性能的重要因素。目前已报道利用诸如阳极溶出伏安法、X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、X射线衍射、热分析、各种吸收光谱方法和各种联用技术来解决物质存在的形态和状态问题。

（六）生物大分子及生物活性物质的表征与测定

70年代以来，世界各发达国家都将生命科学及其有关的生物工程列为科学研究中最优先发展的领域，在欧、美、日等地区和国家具有战略意义的宏大研究规划“尤利卡计划”，“人类基因图”及“人体研究新前沿”中，生物大分子的结构分析研究都占据重要的位置。我国在2000年前发展高技术战略的规划中，也把生物技术列为七个重点领域之一。一方面生命科学及生物工程的发展向分析化学提出了新的挑战。另一方面仿生过程的模拟，又成为现代分析化学取之不尽的源泉。当前采用以色谱、质谱、核磁共振、荧光、磷光、化学发光和免疫分析以及化学传感器、生物传感器、化学修饰电极和生物电分析化学等为主体的各种分析手段，不但在生命体和有机组织的整体水平上，而且在分子和细胞水平上来认识和研究生命过程中某些大分子及生物活性物质的化学和生物本质方面，已日益显示出十分重要的作用。

（七）非破坏性检测及遥测

它是分析方法的又一重要外延。当今的许多物理和物理化学分析方法都已发展为非破坏性检测。这对于生产流程控制，自动分析及难于取样的诸如生命过程等的分析是极端重要的。遥测技术应用较多的是激光雷达、激光散射和共振荧光、傅里叶变换红外光谱等，已成功地用于测定几十公里距离内的气体、某些金属的原子和分子、飞机尾气组成，炼油厂周围大气组成等，并为红外制导和反制导系统的设计提供理论和实验根据。

（八）自动化及智能化

微电子工业、大规模集成电路、微处理器和微型计算机的发展，使分析化学和其它科学与技术一样进入了自动化和智能化的阶段。机器人是实现基本化学操作自动化的重要工具。专家系统是人工智能的最前沿。在分析化学中，专家系统主要用作设计实验和开发分析方法，进行谱图说明和结构解释。80年代兴起的过程分析已使分析化学家摆脱传统的实验室操作，进入到生产过程、甚至生态过程控制的行列。分析化学机器人和现代分析仪器作为“硬件”，化学计量学和各种计算机程序作为“软件”，其对分析化学所带来的影响将会是十分深远的。