第一章绪论现代分析技术

*第一章

绪论一、概述

generalization二、现代分析技术的发展和作用

roleanddevelopmentofmodernanalysis第一节

概述introductiongeneralization*碳纳米管*2008年诺贝尔化学奖

下村修现年80岁的下村修1928年出生于日本京都府，1960年获得名古屋大学理学博士学位后赴美，先后在美国普林斯顿大学、波士顿大学和伍兹霍尔海洋生物实验所工作。他1962年从一种水母中发现了荧光蛋白，被誉为生物发光研究第一人。马丁·沙尔菲马丁·沙尔菲出生于1947年，现年61岁，是美国哥伦比亚大学生物学教授。他获奖的主要贡献在于向人们展示了绿色荧光蛋白作为发光的遗传标签的作用，这一技术被广泛运用于生理学和医学等领域。瑞典皇家科学院8日宣布，美籍华裔科学家钱永健、美国生物学家马丁·沙尔菲和日本有机化学家兼海洋生物学家下村修共同获得2008年度诺贝尔化学奖，将均分1000万瑞典克朗（约合140万美元）奖金。帮助他们获奖的是绿色荧光蛋白。这种蛋白为生物与医学实验带来革命，它发出的荧光像一盏明灯，帮助研究人员照亮生命体在分子层面和细胞层面的诸多反应。

由于绿色荧光蛋白用紫外线一照就发出鲜艳绿光，研究人员将绿色荧光蛋白基因插入动物、细菌或其他细胞的遗传信息之中，让其随着这些需要跟踪的细胞复制，可“照亮”不断长大的癌症肿瘤、跟踪阿尔茨海默氏症对大脑造成的损害、观察有害细菌的生长，或是探究老鼠胚胎中的胰腺如何产生分泌胰岛素的β细胞。*瑞典皇家科学院2009年10月7日宣布，万卡特拉曼-莱马克里斯南(VenkatramanRamakrishnan)、托马斯-施泰茨(ThomasSteitz)和阿达-尤纳斯(AdaYonath)因对“核糖体结构和功能的研究”做出突出贡献而获得2009年诺贝尔化学奖。sidney.altman@

SidneyAltman由于在研究核糖核酸(RNA)具有催化性能方面所作的贡献，奥尔特曼教授和另一位美国科罗拉多大学生物化学家托马斯·R·切赫(ThomasRobertCech)同时荣获1989年诺贝尔化学奖。他们关于核糖核酸(RNA)具有催化活性的发现，使生物学的两大领域发生了根本变化：它不但修正了所有的酶都是蛋白质的长期存在的传统理念，而且对于生命起源的问题也需要从不同的角度来认识了。ThomasRobertCech*2001年度诺贝尔化学奖获得主、名古屋大学教授、日本理化研究所理事长野依良治（R.Noyori）先生指出：化学是现代科学的中心，而合成化学则是化学的中心。

“钯催化的交叉偶联反应”研究领域属于“导向有机合成的金属有机化学”（OrganometallicChemistryDirectedTowardsOrganicSynthesis）2010诺贝尔化学奖：“焊接”碳原子的艺术美国普渡大学化学教授

美国特拉华大学名誉退休教授北海道大学名誉退休教授

试管中的“伟大艺术”*2011年，以色列科学家DanielShech-tman诺贝尔化学奖，获奖理由是“发现准晶体-quasicrystal”。非周期性“镶嵌”，比如在西班牙阿尔罕布拉宫和伊朗Darb-iImam神殿中发现的中世纪伊斯兰镶嵌艺术，帮助科学家理解了准晶体在原子水平的特征。在这些镶嵌中，比如准晶体，模式是规则的——它们遵循数学法则——但它们从不重复自己。在准晶体中，原子间不同距离之比同黄金分割相关。普通晶体只能具有二次、三次、四次或六次旋转对称性，但是准晶的布拉格衍射图具有其他的对称性，例如五次对称性或者更高的如六次以上的对称性。

丹尼尔·谢克特曼

跟随Shechtman的发现，科学家已经在实验室中制造了其它种类的准晶体，并从来源于俄罗斯一条河流中的矿石样本中发现了天然准晶体。一家瑞典公司也从某种形态的铁中发现了准晶体。科学家们目前正在实验于不同产品中使用准晶体，比如煎锅和柴油机。*罗伯特·莱夫科维茨布莱恩·克比尔卡2012年10月10日两位美国科学家杜克大学医学中心罗伯特·莱夫科维茨（RobertJ.Lefkowitz）和斯坦福大学医学院布莱恩·克比尔卡（BrianK.Kobilka）因“G蛋白偶联受体研究”获奖。二人将均分800万瑞典克朗奖金。每个人的身体就是一个数十亿细胞相互作用的精确校准系统。每个细胞都含有微小的受体，可让细胞感知周围环境以适应新状态。罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·克比尔卡因为突破性地揭示G蛋白偶联受体这一重要受体家族的内在工作机制而获得2012年诺贝尔化学奖。2012年诺贝尔化学奖*长期以来，细胞如何感知周围环境一直是一个未解之谜。科学家已经弄清像肾上腺素这样的激素所具有的强大效果：提高血压、让心跳加速。他们猜测，细胞表面可能存在某些激素受体。

莱夫科维茨于1968年开始利用放射学来追踪细胞受体。他将碘同位素附着到各种激素上，借助放射学，成功找到数种受体，其中一种便是肾上腺素的受体：β-肾上腺素受体。1980年代新加入的克比尔卡开始挑战难题，意欲将编码β-肾上腺素受体的基因从浩瀚的人类基因组中分离出来。当研究人员分析该基因时，他们发现该受体与眼中捕获光的受体相类似。他们认识到，存在着一整个家族看起来相似的受体，而且起作用的方式也一样。

今天这一家族被称作“G蛋白偶联受体”。大约一千个基因编码这类受体，适用于光、味道、气味、肾上腺素、组胺、多巴胺以及复合胺等。大约一半的药物通过G蛋白偶联受体起作用。

在2011年，克比尔卡还取得了另一项突破：他和研究团队在一个精确的时刻——β-肾上腺素受体被激素激活并向细胞发送信号——获得了β-肾上腺素受体图像。这一图像是一个分子杰作，可谓几十年辛苦研究的成果。*2013年诺贝尔化学奖马丁·卡普拉斯(MartinKarplus)，迈克尔·莱维特(MichaelLevitt)和亚利耶·瓦谢尔(AriehWarshel)，在“发展复杂化学体系多尺度模型”方面所做的贡献。在上世纪70年代，他们的工作帮助我们加深对化学过程的理解与预测。化学领域所取得的大部分重要进展都离不开,先进计算机模型的帮助如废气的催化净化，或是植物绿叶中发生的光合作用过程。今年的诺贝尔化学奖成果综合了两个不同领域方法的精华，设计出了基于经典物理与量子物理学两大领域的方法。举例而言，为了模拟药物如何在人体内与其靶标蛋白相结合，计算机会利用量子物理方法计算靶标蛋白质原子与药物发生反应的过程。而这一大型蛋白质的其余部分则会被借助基于经典物理学的方法进行模拟。1.目前担任法国斯特拉斯堡大学教授，以及美国哈佛大学教授。马丁·卡普拉斯主要研究是在核磁共振谱学、化学动态学、量子化学和生物大分子的分子动力学模拟方面。提出了有关耦合常数和二面角之间关系的卡普拉斯方程(Karplusequation)。2.美国斯坦福大学医学院教授职位3.美国南加州大学杰出教授计算机——原子世界里你的维吉尔（Virgil）*2006年１２月２７日,３头口、蹄及舌头呈现出绿色荧光的转基因克隆小猪日前在东北农业大学顺利降生。这是中国培育出的首例绿色荧光的转基因猪，也是世界上第四例通过体细胞核移植技术培育的该类转基因猪。在紫外线照射下的转基因克隆猪显示出明显的绿色荧光蛋白的特征*化学九大主题一、资源的生态化利用：为合成与创造新物质提出新方法、新原理二、物化与催化：在新的时空尺度实现物质的化物转换三、现代分析与检测：分离鉴别与在线检测四、化学理论与计算机模拟：从计算化学、信息化学工程到过程系统工程五、与生物学、医学、农业科学结合交叉六、与材料设计制造结合七、大气与环境化学八、未来能源九、国家与人身安全*

Whoofuswouldnotbegladtolifttheveilbehindwhichthefuturelieshidden,tocastaglanceatthenextadvancesofourscienceandatthesecretsofitsdevelopmentduringfuturecenturies.

DavidHilbert

1900,Paris揭开未来的帘幕窥视科学的明天预示新世纪科学发展的奥秘乃是人类众望之所属*一、概述

generalization

分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一；分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学；

分析化学是化学中的信息科学；

分析化学的发展促进了分析科学的建立;分析化学的发展过程是人们从化学的角度认识世界、解释世界的过程；20世纪40年代前：分析化学=化学分析；越来越多的问题化学分析不能解决：快速、实时检测方法？痕量分析方法？结构确定？*分析化学的定义（FECS对分析化学的定义）AnalyticalChemistryisascientificdisciplinethatdevelopsandappliesmethods,instrumentsandstrategiestoobtaininformationonthecompositionandnatureofmatterinspaceandtime.分析化学是一门发展并运用各种方法、仪器及策略以在时空的维度里获得有关物质组成及性质的信息的一门科学。AnalyticalChemistry

——InformationScienceFECS,FederationofEuropeanChemicalSocieties*分析化学内容吸取当代科学技术的最新成就（包括化学、物理、数学、电子学、生物学等），利用物质的一切可以利用的性质，研究新的检测原理，开发新的仪器设备，建立表征测量的新方法和新技术，最大限度地从时间和空间的领域里获取物质的结构信息和质量信息。

In-between-science*分析化学六面体*分析化学（仪器分析）三要素理论对象（问题）技术生产科学技术*成分分析整体分析结构分析信息微区分析样品区域状态分析表面分析法学分析现场分析环境分析野外分析药物分析应用部门临床分析分析场地文物分析遥感分析冶金分析按测的含量、分析性质、分析任务、分析速度、操作手段、总分析手段分类*1991年IUPAC国际分析科学会主席E.NIKI教授所说，21世纪是光明还是黑暗取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。

仪器分析是分析科学最重要的分支*20

贝采里乌斯：原子量的测定；电荷的概念(二元论)；化学符号和化学方程式的创始人；分析化学之父贝采里乌斯测定原子量使用的天平JönsJakobBerzelius*二、仪器分析发展和作用

roleanddevelopmentofinstrumentanalysis

20世纪40年代后：仪器分析的大发展时期，确立了仪器分析的地位；原因：（1）物理学+电子技术+精密仪器制造技术的发展；（2）社会发展的迫切需要（发展动力，连续化大生产的迫切需要）；分析化学=化学分析+仪器分析；

仪器分析：通过最佳的物理方法获取尽可能多的化学信息***第一章

绪论一、仪器分析发展历程developingprocessofinstrumentanalysis二、仪器分析分类classificationofinstrumentanalysis三、仪器分析应用领域applicationrangeofinstrumentanalysis第二节

仪器分析分类与进展introductionclassificationanddevelopmentofinstrumentanalysis*一、仪器分析的发展过程

developingprocessofinstrumentanalysis

分析化学的三个发展阶段，三次变革。阶段一：

16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础。分析化学由一门操作技术变成一门科学；

分析化学的第一次变革；

20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；*阶段二：

20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展；化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低；为什么出现在这一时期？一系列重大科学发现，为仪器分析的建立和发展奠定基础。（1）BlochF和PurcellEM；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年；（2）MartinAJP和SyngeRLM；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖1952年；（3）HeyrovskyJ，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。如半导体材料，有的要求纯度达99.9999999%以上*阶段三：

八十年代初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。

（1）计算机控制的分析数据采集与处理：实现分析过程的连续、快速、实时、智能；促进化学计量学的建立。

（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的化学信息。

化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。

（3）以计算机为基础的新仪器的出现：傅里叶变换红外；色-质联用仪。

*二、仪器分析方法的分类classificationofinstrumentanalyticalmethod仪器分析电化学分析法光分析法色谱分析法热分析法分析仪器联用技术质谱分析法*电化学分析方法的分类classificationofelectrochemicalanalysis电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法*色谱分析方法的分类classificationofchromatographicanalysis色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法*光分析方法的分类classificationofelectrochemicalanalysis光分析法原子吸收法红外法原子发射法核磁法荧光法紫外可见法分子光谱原子光谱*其他分析方法的分类classificationofelectrochemicalanalysis其他分析法质谱分析法联用技术热分析法*HEINRICHROHRERGERDBINNIGShared*the1986NobelprizeinPhysicsfortheirinventionofthescanningtunnelingmicroscope“IBM”spelledinXenonatoms*CarbonMonoxide美国加州IBM研究实验室的访问学者泽彭菲尔德（P.Zeppenfield）利用STM操纵小分子，将28个一氧化碳分子在铂金的表面上排布成了世界上最小的“分子人”*用扫描隧道显向镜观察到的

硅晶体表面的原子排列(Si(m)７×7结构)

*北京大学纳米中心的学者通过AFM针尖对基质Au-Pa合金上的机械刻蚀，书写了世界上最小的唐诗（10微米×10微米）tipholdermotorcontrolSPMtipsamplepiezotranslator*中国科技大学侯建国教授领导的课题组将C60分子组装在单层分子膜的表面，隔绝了金属衬底的影响，在零下268度下，将分子热运动冻结，利用扫描隧道显微镜（STM）在国际上首次“拍下”了能够分辨碳－碳单键和双键的分子图象*中科院原子核所和生化所表征DNA复制过程DNA聚合酶平行双链DNA(P—DNA右手螺旋及链的等距间隔)中国科学院上海原子核所应用自己研制成功的STM与上海细胞生物学所及前苏联科学院分子生物学所合作获得的一种新的DNA构型*STM扫描模式示意图（a）恒电流模式；（b）恒高度模式S为针尖与样品间距，I、Vb为隧道电流和偏置电压，Vz为控制针尖在z方向高度的反馈电压。*焦点：怎样在更加微观的尺度（比如说亚微米、纳米尺度）上原位、活体、实时、快速地获取、分析、处理相关生物化学信息？SystemsCellsMolecules1nanometer10010-110-210-310-510-410-610-710-810-910-101micrometer1meter生命科学的研究已深入到单细胞甚至单分子和核酸的单个碱基这样的层次。*100nm100nm二氧化硅荧光（Ru（BPY）3）纳米颗粒荧光纳米颗粒电镜照片*ab（2）核壳荧光纳米颗粒与活细胞的生物亲和性研究

HNE1细胞与二氧化硅壳荧光纳米颗粒的生物亲和性，连续培养10天，细胞传代四次。（a）没有吞噬纳米颗粒的细胞；（b）吞噬纳米颗粒的细胞。*具有单碱基错配识别能力的分子信标探针，可以用于检测单细胞内基因的表达、突变等分子信标探针Tyagi和Krammer于1996年设计了一种可以特异性识别核酸序列的新型荧光探针,这种荧光探针通过与核酸靶分子进行杂交后发生构象的变化而发出荧光,他们将其命名为分子信标(MolecularBeacon)。*首例分子信标结构示意图环状区茎杆区荧光基团猝灭基团*三、仪器分析应用领域

applicationfieldsofinstrumentanalysis

社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检测）、法庭化学（DNA技术，物证）

化学：新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；

生命科学：DNA测序；活体检测；

环境科学：环境监测；污染物分析；

材料科学：新材料，结构与性能；

药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；

外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。*食品质量安全分析2001年9月半个月发生29起重大中毒事件，其中南京九.一四中毒死亡34人。2003年东北某市8所小学3000余学生豆奶中毒,3人死亡。2001年8月到次年1月，美国罚退了600余批中国出口食品2002年前9月,我国农产品出口间接和直接损失100亿美金(2001年全年170亿),仅欧盟一次退我国蜂蜜达800吨,价值70万美金WTO以来日本对我国的进口蔬菜,果汁的检验指标由原来的6项增至45项和86项。欧盟对进口蜂蜜的标准提高100倍，如氯霉素小于1克/10万吨*2006年，欧盟和美国的绿色食品市场将达580亿和470亿美金要发展例如指示笔、试剂盒/条、传感器、便携式光纤或电化学微传感器，来代替GC或HPLC，GC-MS，AA等HACCP(事故分析与关键点控制）体系转基因食品安全性分析*医学与分析化学1)肉毒杆菌毒素：迄今最毒的致死毒素,据推算,成人致死量仅需一亿分之七克(70ng),有7种不同免疫型体.2)硒与白内障:营养需要范围为1×10-7

～2×10-6;达到3×10-6

～1×10-5将引起慢性中毒;超过1×10-5会引起急性中毒,以致突然死亡.人视网膜含硒量7g正常。动物肝脏、海味、大蒜、蘑菇等含硒丰富。3)碘盐:黑龙江省集贤村,1000多人.约200个傻子,引用水、土壤严重缺碘所致。4)拿破仑死因：头发分析(中子活化、荧光)，As、Pb含量特高，中毒而死。侍者所为。*环境化学所要解决的问题：

环境中有什么有毒物质？它们来自何方？进入环境后有什么变化？可能造成什么危害？应当采取什么措施？新化学产品进入环境前能采取什么方法防止或减少对环境的冲击？**

1952年12月5日至8日英国伦敦全境被浓雾覆盖，这是由于温度逆增，致使燃煤产生的烟雾不断积累，烟雾中的三氧化二铁促使二氧化硫氧化产生硫酸泡沫，凝结在烟尘上面形成的酸雾。四天中死去人数比常年同期约多

人。因患支气管炎、肺炎、肺癌、肺结核、冠心病而死亡的人数成倍增加。接连几次的烟雾，使人因此丧生。这就是震惊世界的“

”。这次事件强烈震撼了人们的心灵，从此引起了人类对环境污染的重视。4000伦敦烟雾事件13000*洛杉矶光化学烟雾*在上海，由于各种机动车排放大量的尾气，1995年6月2首次出现光化学烟雾。上海市中山东一路外滩一带，出现淡蓝色烟雾，许多行人感觉眼鼻受刺激。*

环境

这是最早一份关于环境对生物种群影响的研究

工业化前英国乡村有很多白色蛾子停在布满淡色苔藓的树皮上，不易被鸟发现；工业化后，黑色蛾子逐渐取而代之，因为黑烟污染了环境，黑色蛾子更易藏身。*1872年，英国一家科学杂志首次使用“酸雨”一词，本世纪80年代，“空中死神”酸雨成为全球性问题。酸雨使农作物减产、建筑物腐蚀、树木枯萎、湖泊酸化、鱼类死亡，还会刺激人的皮肤，诱发皮肤病，引起肺水肿、肺硬化。*保护地球生物免受太阳有害紫外线照射的臭氧层因遭受破坏日益稀薄。1985年英国科学家发现南极上空出现臭氧层空洞，并证实这同氟里昂分解产生的氯原子有直接关系。1987年北极臭氧层也出现空洞。此后科学家发现在其它地区也有臭氧层变薄现象。

过量营养物导致藻类大量生长，赤潮频繁发生，近海鱼虾锐减。

*50年代初，在日本九州岛南部熊本县的一个叫水俣镇的地方，出现了一些患口齿不清、面部发呆、手脚发抖、神经失常的病人，这些病人经久治不愈，就会全身弯曲，悲惨死去。这个镇有4万居民，几年中先后有1万人不同程度的患有此种病状，其后附近其他地方也发现此类症状。经数年调查研究，于1956年8月由日本熊本国立大学医学院研究报告证实，这是由于居民长期食用了八代海水俣湾中含有汞的海产品科学试验证实，人体血液中汞的安全浓度为1微克／10毫升，当到达5-10微克／10毫升时，就会出现明显中毒症状。经计算，如果一个人每天食用200克含汞0．5毫克／公斤的鱼，人体所摄入的汞量恰好在此安全范围内。然而，经测定水俣湾的海产品汞的含量高达每公斤几十毫克，已大大超标*Birthdefects,braindamage,weakeningofimmunesystemsandmanyothersevereproblemsweretracedtoafactorythatdumpedmercurycontaminatedwaste

intothebayatMinamata,Japan.Themercurybecamereconcentratedasitworkeditswaythroughthefoodchainbacktopeople.Mercuryisreleasedingaseousformwhencoalisburned.Itfallstoearthandentersthefoodchain.

Mosthumanshavealreadyaccumulatedmercuryintheirbodieswhilebreathing,drinking,andeating.*水俣镇有一个合成醋酸工厂，在生产中采用氯化汞和硫酸汞两种化学物质作催化剂。催化剂在生产过程中仅仅起促进化学反应的作用，最后全部随废水排入临近的水俣湾内，并且大部分沉淀在湾底的泥里。工厂所选的催化剂氯化汞和硫酸汞本身虽然也有毒，但毒性不很强。然而它们在海底泥里能够通过一种叫甲基钴氨素的细菌作用变成毒性十分强烈的甲基汞。甲基汞进入人体就会迅速溶解在人的脂肪里，并且大部分聚集在人的脑部，粘着在神经细胞上，使细胞中的核糖酸减少，引起细胞分裂死亡。

*1955年日本富山县神川通发生“骨痛病”，经长期跟踪调查研究，最终确认这是一种重金属镉污染所致,又称“公害病”*70年代日本和美国客机前风挡玻璃在万米高空出现裂纹(由暗褐色烟雾(700ug/m3煤尘,As,Pb,Mn,V氯仿,氟里昂)造成的)*PCB多氯联苯1962*二恶英是一种致癌物质，积聚过量会使人的面部长出氯痤疮，引起多种健康问题。在越南战争中，美军曾使用一种强力落叶剂，名为“橙剂”，有不少退伍军人被验出体内积存过量的二恶英。1976年，位于意大利萨浮索(Seveso)的依米沙(Icmesa)化工厂发生爆炸事故，大量二恶英被释出。乌克兰2004年年度总统候选人尤先科，他于9月开始出现身体不适，至11月被证实中毒，体内被验出含量大量二恶英，接近致命的水平，也是首宗人体摄取大量二恶英中毒的个案。1999年5月比利时*有机污染物常用的环境分析方法污染物名称方法挥发性芳香烃类丙烯醛、丙烯氰亚硝胺类多环芳烃类挥发性优先检测污染物挥发物…

…GC/PIDGC/FIDGC/NPDLC/UV，荧光，GC-FIDGC/MS同位素稀释法GC/MS…

…EPA优先检测有机污染物分析方法EnvironmentalProtectionAgency

*20世纪著名公害事件

*环境分析的一些发展动向

环境分析的发展与整个痕量分析化学经历的发展是分不开的。具有以下特点：各种新技术，尤其是微处理计算机技术与原有仪器分析手段的结合与其它学科互相渗透*1.前处理预分离是关键环节之一2.各种色谱技术的发展推动环境分析的发展（1）毛细管色谱技术的不断发展和应用（2）高效液相色谱法(HPLC)的广泛应用（3）超临界流体色谱(SFC)的发展（4）离子色谱(IC)的应用3.联用技术4.与生物学科的结合多方面促进环境分析的发展（1）优先检测污染物的筛选（2）生物实验指导的分离分析（3）生物检测—免疫分析5.计算机的推广应用使环境分析化学不断出现新的成果6.环境分析的质量保证体系（1）分析方法的标准化（2）标准（参考）物质*仪器分析的发展方向：微型高效自动智能*国际学术界新世纪目标提出新方法新手段目标：即使极微量非晶态样品也可以提供详尽的检测与结构参量发展新概念

a.高灵敏高准确度能够三维空间分辨或专一高效仪器，含分子或量子电路器件

b.价廉耐用、需样少、可用于实时过程控制或无需直接接触样品进行遥测（如生物毒剂）

*高通量测定:大量样品的数据采集与处理，现场实时极复杂和非均一复合体系（化、生）的分离分析非晶化学物系中原子的检测与结构的确定，及其随时间的动态的变化*3.改善现有仪器性能目标：可测很微小体积（或量）样品中很低浓度（含量）物质4.发展危险、有害物质的高效检测方法，即使隐处、远处也可测出5.星际空间的化学与测定（光学法为主）6.在线过程控制*☆总体分析为主(bulkanalysis)☆定性分析(qualitativeanalysis)☆定量分析(quantitativeanalysis)Current/FutureAnalyticalChemistry

3)状态解析1)按构成要素分离2)确定组成和存在状态SpeciationCharacterizationRecognitionChemicalDiagnosis

MaterialDiagnosis

CurrentTrends化学分析到仪器分析ClassicalAnalyticalChemistry*

“量”--浓度；所需要的量；检测限；定量范围主要成分(majorconstituents):100-1%少量成分(minor):1-0.01%微量成分(trace):10-2-10-4%痕量成分(ultratrace):10-4%(1ppm)以下CurrentTrends常量分析到微量分析*1）空气中CO2的含量：1960年315ppm1970年340ppm2030年450ppm2）大规模集成电路(LSI)中U、Th的含量：ppb-ppt3）海水中U的含量：3ppb4）二恶英（dioxin）的允许暴露量：1-20pptCurrentTrends常量分析到微量分析*超微粒、分子簇(cluster)、中介相(mesophase)、层间物质的测定等扫描隧道显微镜(STM):原子层次俄歇电子能谱(AES):约50nm(0.05m)显微拉曼光谱:约1m显微红外光谱:约10mCurrentTrends

总体分析到表面、局部和深度分析*时间分辨测定(ps,fs)—

动态过程解析新的分析法(获得“质”的信息)

原子间力显微镜，邻近场(nearfield)显微镜，生物模拟检测(响应、判断等的多样性及特异性)无损分析(生物体内检测，利用生物反应的检测法)CurrentTrends静态到动态分析*提高解析力、判断力、速度模拟(simulation)CAC(ComputerAidedChemistry)AI(ArtificialIntelligence人工智能)积分变换(富里叶，拉扑拉斯等)分子动力学(MolecularDynamics)CurrentTrends新的解析法*CurrentTrends状态解析到物质体系的诊断物质：含有信息情报集合了能量具有功能的物种分析：给物质体系以刺激，利用响应进行解析、判断和预测*第一章

绪论一、课程主要内容maincontentof

thecourse二、课程的性质与目标propertyandgoalofthecourse三、课程的学习方法learningmethodofthecourse四、参考资料references

第三节

课程主要内容与学习方法introductionmaincontentandlearningmethodsofthecourse*一、课程主要内容maincontentof

thecourse高效液相色谱毛细管电泳分离分析技术超临界色谱

振动光谱光谱技术荧光光谱联用技术简介

质谱其它技术

核磁共振*二、课程性质与目标

proper