分析化学概述

1．1．1 什么是分析化学

分析化学 （analytical chemistry）是化学的一个分支学科，是关于测定物质的质和量的科学。鉴定物质的 “质”，就是要确定物质是什么，以什么形态存在，其化学组成和结构如何；而测定物质的 “量”，则是要确定物质有多少。无论是测定物质的质还是量，都涉及相应的方法和技术。通过建立新的分析方法、开发新的分析技术并进行方法学的评价，分析化学能帮助人们掌握认知世界物质的质和量的一般规律。因此它是人们获取物质的化学组成、形态、含量和结构等信息的方法论，并成为科学方法论的一个重要分支。

1．1．2 分析化学与其他学科的关系

建立新的分析方法和开发新的分析技术都需要以化学基本理论和实验技术为基础。其中，化学和生命科学的知识为我们进行分析鉴定提供了根据；而物理学、材料科学、计算机科学、精密仪器制造学和自动化技术等则是开拓新分析方法和新技术强有力的保证；现代分析化学需要进行大量的信息处理和数据分析，因此数学、统计学和信息学等方面的知识也不可或缺。可见，分析化学需要与其他学科交叉融合才能相互促进。

一方面，受益于其他学科的发展成就，分析化学的新原理、新方法、新技术和新仪器层出不穷，并已在实践中获得应用。例如，由于激光技术的发展，激光诱导荧光分析法、共振增强拉曼光谱和共聚焦显微分析法等一系列新的光学分析法得以建立；而扫描隧道显微镜 （STM）技术的问世催生了电化学STM，极大地推动了分析化学的发展。

另一方面，分析化学也为其他学科提供了关于物质组成、形态、结构和含量的必需信息，从而成为这些学科发展的数据源。因为新兴的研究领域和学科 （如生命科学、环境科学、材料科学、能源科学、医药科学以及地球与空间科学等）均需要大量的现代分析数据作为支撑。例如，始于20世纪90年代初期的人类基因组计划被认为是一项像人类登月一样的伟大工程。在计划进行得最艰难的时刻，是分析化学工作者对毛细管电泳分析方法进行了重大革新，使人类基因组计划于2001年完成，并提前5年进入到后基因组时代，因此有人认为是分析化学家 “拯救了人类基因组计划”。目前，蛋白质组计划已经启动，高通量低丰度蛋白质的分离和分析关系到该计划的顺利进行，而解决这一难题还需要分析工作者的不懈努力，并与不同领域的科学家们通力合作。

1．1．3 分析化学的作用

美国化学会在定义分析化学时指出，分析化学家的工作在于改进已有技术的可靠性，以满足社会对更高化学测量的需要。

分析化学的应用十分广泛，遍及社会发展的方方面面，关系到国家经济发展和安全的众多领域，例如地质普查、矿产勘探、海洋调查、航空航天、能源冶金、化学化工、生物生化、农业畜业、医药工业、环境保护、国防科技、食品工业、医疗卫生、公共安全、竞技体育、考古鉴定和商品检验等。一方面，分析化学的任务是制定各种检测方法和标准，进行质量监测和控制，并将其应用到社会的各行各业。另一方面，随着其他学科的发展以及社会对分析化学的需求增加和要求提高，分析化学必须与其他学科相互合作，并在新兴的研究领域如化学信息学、生物信息学和新仪器研制等方面从事开拓性的工作；为相关学科的发展建立新的测试方法；为突发事件提供快速应急监控手段。因此，分析化学的重要性关系到国计民生、科技发展、社会稳定和国家安全。

1999年，布鲁塞尔发生的二噁英污染中毒事件引起了全球消费者的恐慌，最后是根特大学 （Ghent University）的分析化学家Sandra P教授弄清了事件中二噁英与多氯联苯的关系并提出了解决办法，因而有 “分析工作者拯救了比利时”这一说法。又如，在细胞分析化学中，对细胞内容物DNA、蛋白质和糖类等的含量进行检测，可以实现对癌症等疾病的早发现、早诊断和早治疗。这些都是当今分析化学与其他学科合作造福于人类的典型事例。

分析化学在保障人民身体健康、提高生活质量和改善生存环境等方面也发挥了重要作用。食品卫生、医药质量控制、免疫分析、临床检验、法庭证供和仲裁分析等是一些典型的服务领域，而亲子鉴定、刑事侦查、交通肇事和兴奋剂检测等就是具体例证。近年来我国医药与食品行业事故频发，这是分析测试和质量控制水平还没有满足人们日益增长的需求所致。例如2005年的苏丹红事件和孔雀石绿事件，2008年的三聚氰胺事件等，它们的起因和解决都涉及分析测试与质量控制的问题。

随着科学技术尤其是遗传工程和生物战剂施放系统的不断发展，生物战与生物恐怖的可能性与日俱增。生物恐怖具有突发性、隐蔽性、传染性和生物专一性的特点，其危害作用面大、危害时间长并难以消除。因此，面对生物恐怖和新发传染病，社会需要分析工作者实现现场快速准确地检测病原。