化學(xué)分析和儀器分析技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

劉禮林(東莞市大成環(huán)境檢測有限公司，廣東 東莞 523000)

化學(xué)分析和儀器分析技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

劉禮林(東莞市大成環(huán)境檢測有限公司，廣東 東莞 523000)

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，各種先進(jìn)的現(xiàn)代科技與工業(yè)生產(chǎn)、民用消費等領(lǐng)域的關(guān)系越來越密切。在化學(xué)儀器分析和各項分析技術(shù)方面，也整合了越來越多的新理論與新思路，化學(xué)分析技術(shù)自身也得到了相關(guān)的發(fā)展并且更加準(zhǔn)確、更加靈活。本文對化學(xué)儀器分析與具體分析技術(shù)的特點進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與分析，從優(yōu)勢與局限性兩個方面來探索儀器分析與分析技術(shù)的改革與創(chuàng)新。

技術(shù)研究；儀器分析；分析技術(shù)；化學(xué)

化學(xué)分析是人們用來了解自然物質(zhì)內(nèi)存結(jié)構(gòu)與組成的重要手段。而儀器分析技術(shù)則能夠利用物質(zhì)的內(nèi)在的變化規(guī)律與具體參數(shù)來對其化學(xué)成分進(jìn)行判斷。在我國技術(shù)水平不斷提高的過程中，許多其他學(xué)科的知識與理論也逐漸融合化學(xué)分析工作中，在推動領(lǐng)域發(fā)展的過程中，在自然物質(zhì)研究方面也取得了許多新的進(jìn)展。分析儀器的聯(lián)用技術(shù)向測試速度超高速化、分析試樣超微量化、分析儀器超小型化的方向發(fā)展。高通量分析；在單位時間內(nèi)分析大量樣品。極端條件分析;實現(xiàn)單分子單細(xì)胞分析。

1 化學(xué)儀器分析與分析技術(shù)的特點與局限性

1.1 化學(xué)儀器分析與分析技術(shù)的特點

化學(xué)儀器分析與分析技術(shù)能夠在更短內(nèi)里內(nèi)將物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與組成顯示出來，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)分析的批量化處理，在計算機(jī)技術(shù)的支持下，可以更加快速地對多個不同性質(zhì)的物質(zhì)進(jìn)行分析。其次，在相關(guān)儀器與技術(shù)的支持下，化學(xué)分析的靈敏度也相對較高，可以對物質(zhì)內(nèi)部各種微量成分進(jìn)行測量。第三，可以實現(xiàn)受控監(jiān)測與在線分析，大幅提高了化學(xué)分析工作的效率，進(jìn)而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價值；第四，在分析儀器與分析技術(shù)不斷進(jìn)步的過程中，各種儀器與技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣闊，技術(shù)應(yīng)用的門檻也越來越低；第五，可以在分析過程中不對樣品造成損壞，東路滿足更加復(fù)雜的樣本分析工作需求。

1.2 化學(xué)儀器分析與分析技術(shù)的局限性

應(yīng)用于化學(xué)分析的各種儀器與技術(shù)在具體的應(yīng)用過程中，無論是儀器還是技術(shù)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)與操作上都比較復(fù)雜，儀器價格也比較昂貴，在設(shè)備的維護(hù)與調(diào)適方面本身就有著比較高的技術(shù)要求，在運用各種技術(shù)與成本的過程中也需要投入比較高的成本。另外，儀器分析本質(zhì)上屬于一種相對性特點比較突出的分析手段，所得到的各項分析結(jié)果是建立在已有數(shù)據(jù)與知識基礎(chǔ)之上的，在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的化學(xué)分析方面，技術(shù)與儀器的應(yīng)用也有著十分明顯的局限性。另外，利用化學(xué)分析與分析技術(shù)所得到的分析結(jié)果也有著比較大的誤差，無法滿足高含量組成與學(xué)量組成的分析工作需求。

2 化學(xué)分析儀器與分析技術(shù)的改革

2.1 提高化學(xué)分析的靈敏度

在化學(xué)分析工作方面，許多新型的分析技術(shù)都可以應(yīng)用于具體的分析環(huán)節(jié)中，在提高分析結(jié)果精確度的同時也能夠提高儀器分析的靈敏度水平。比如利用激光技術(shù)可以得到更加精細(xì)的分析結(jié)果，同時也能夠?qū)蝹€原子與分子進(jìn)行檢測。同時，在多元配合物、增效試劑與顯色劑的支持下，能夠進(jìn)一步提升光譜分析的靈敏度與各方面的性能。

2.2 微環(huán)境與微型化的測定與表征

微環(huán)境與微型化分析能夠使宏觀與微觀兩方面的分析更加深入。在微型化不斷發(fā)展的過程中，人們可以更加清楚地了解生物的功能。為這分析工作的微觀層面發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)前各種微量分析技術(shù)與顯微技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微觀世界的分析工作中。在表面分析方面，一部分諸如電子能譜等先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)可以對單原子層進(jìn)行檢測。電子能譜在物理與化學(xué)分析中的地位也越來越突出。另一方面，一些光譜電化學(xué)、聯(lián)用技術(shù)與超微電極技術(shù)對于電極表征與表面的作用可以為分子設(shè)計與新體系的開發(fā)提供更多新的思路，這些新的思路能夠有效推動化學(xué)體系的改革。

2.3 狀態(tài)、形態(tài)分析與表征

在化學(xué)分析過程中，同一種元素會體現(xiàn)出不同的價態(tài)，單一元素由于在不同分子中的離子組成存在差異，所形成的化合物可能會存在一定的毒性。化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合太與晶態(tài)對于材料的性能也有著比較大的影響。當(dāng)前我國普遍采用的儀器分析技術(shù)在自然物質(zhì)的分析方面投入了更大的力度，物質(zhì)的狀態(tài)與形態(tài)也可以在吸收光譜、電子能譜與伏安法等技術(shù)與理論的支持下發(fā)生變化。

2.4 非破壞性遙測與檢測

非破壞性檢測已經(jīng)成為當(dāng)前我國化學(xué)分析技術(shù)體系中十分重要的組成部分之一。這對于生產(chǎn)流程控制與自動分析有著關(guān)鍵性的作用。同時，激光雷達(dá)與激光散射等遙測技術(shù)也可以對金屬分子與原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，為反制導(dǎo)與紅外制導(dǎo)提供更多的理論依據(jù)。

2.5 智能化與自動化

在微型化得到快速發(fā)展的今天，儀器分析與化學(xué)分析也更加趨向智能化與自動化。在各種新型機(jī)柜設(shè)備的支持下可以實現(xiàn)自動化的分析操作。在具體的分析環(huán)節(jié)中，研究人員需要重點做好實驗過程設(shè)計與分析方法開發(fā)兩方面的工作，對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與譜圖進(jìn)行解釋與說明。實際上，早在上世紀(jì)八十年代，化學(xué)家就已經(jīng)將化學(xué)分析與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合起來。而當(dāng)前計算機(jī)程序與機(jī)器人的應(yīng)用大幅提升了儀器與分析技術(shù)的智能化與自動化水平。

2.6 增強(qiáng)分析方法的選擇性與解決復(fù)雜體系的分離問題

當(dāng)前許多新的化合物為人們所發(fā)現(xiàn)，新發(fā)現(xiàn)的化合物在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上可能會十分復(fù)雜，這就需要進(jìn)一步提高復(fù)雜體系的測定與分離效率，由毛細(xì)管電泳、超臨界流體色譜、氣相色譜與液相色譜所組成的色譜分析技術(shù)對于現(xiàn)代分離分析技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推動作用。以質(zhì)譜、光譜與色譜技術(shù)為基礎(chǔ)的樣品引入技術(shù)與各種聯(lián)用接口也成為當(dāng)前化學(xué)分析技術(shù)體系中非常有發(fā)展前景的技術(shù)手段之一。

2.7 擴(kuò)展時空多給信息

現(xiàn)代分析化學(xué)一方面能夠?qū)崿F(xiàn)分離行測組的測量與表征，另一方面也能夠在物質(zhì)化學(xué)組成層面為人們提供更加多的有用信息，比如質(zhì)譜、紅外光譜與核磁共振波譜等技術(shù)的發(fā)展，能夠?qū)⒂袡C(jī)物分子的內(nèi)在結(jié)構(gòu)更加精確地展現(xiàn)出來，為人們提供瞬態(tài)與空間排列結(jié)構(gòu)等重要信息，幫助人們了解生命形成的過程中與化學(xué)反應(yīng)歷程，在新知識與新理論的支持下，人們也可以對來自各方面的化學(xué)信息進(jìn)行更高層次的分析。

2.8 生物活性物質(zhì)與生物大分子的測定與表征

生物大分子結(jié)構(gòu)分析是化學(xué)分析工作中十分重要的組成部分之一，是我國重點的生物技術(shù)分析領(lǐng)域。生物工程與生命科學(xué)的發(fā)展離不開生物大分子分析結(jié)果的支持，同時通過這方面的分析結(jié)果也能夠進(jìn)行一些對于仿生過程中進(jìn)行更加高水平的模擬。在分析技術(shù)方面，廣泛應(yīng)用于特征大分子的分析技術(shù)主要包含免疫分析、化學(xué)發(fā)光、磷光、熒光、核磁共振、質(zhì)譜與色譜等技術(shù)，相關(guān)的分析儀器主要包含化學(xué)修飾電極、生物傳感器以及化學(xué)傳感器等。以上儀器與技術(shù)的應(yīng)用能夠向人們展現(xiàn)細(xì)胞水平上、有機(jī)組織上與生命體層面上的生物活動物質(zhì)與生物大分子的生物本質(zhì)與化學(xué)本質(zhì)。

3 結(jié)語

在新技術(shù)與新理論不斷涌現(xiàn)的新形勢下，兩分化學(xué)分析儀器與分析技術(shù)與其他學(xué)科之間的融合越來越深入，新的理論與新的研究結(jié)果對于我國的工業(yè)生產(chǎn)與民用消費起到了巨大的推動作用，儀器設(shè)備與技術(shù)手段也發(fā)展了比較大的變化，這就需要對相關(guān)研究人員對新儀器與新技術(shù)的應(yīng)用方法與應(yīng)用特點進(jìn)行深入的研究與分析綜合運用各種手段提高化學(xué)檢測的靈敏度水平，進(jìn)而實現(xiàn)分析結(jié)構(gòu)精確度的提升，為我國化學(xué)分析領(lǐng)域的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

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