有机分析最新进展

2026/1/12 12:15:13

学科的发展经历了三次重大变革:第一次变革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。

从现今有机化学的发展来看,主要是新的分析仪器的应用,以及与计算机联用技术的发展,使的分析样品量日趋微量、分析速度日趋迅速、分析的准确性和精确性也日益增加。

2.2化学分析法在有机分析中仍然占据一定的地位并也取得了一些进展

在前面我们提到由于新的化学分析仪器的发明与应用使得仪器分析方法在有机分析发展的过程中占据了越来越最要的作用,但这并不能说明化学分析方法从此就退出了有机分析这一舞台,相反化学分方法以其悠久的历史和成熟的技术仍然在许多领域有着重要的应用。这里我们就来详细地讲一讲化学分析方法这些年来取得的一些进展和成就。

化学分析方法的原理 是通过化学的分子识别,再将这种相互作用转变成物理的可视信号。化学分析方法的发展包括新型分析试剂、拮抗剂、螯合剂、荧光显色剂以及超分子受体。分析化学中,灵敏度、选择性、准确性和精度都至关重要,其中,以高选择性尤为重要。高选择性的试剂可以降低对分离的要求,而高选择性的化学基础是分子识别。过去30年中,以碱金属离子、无机离子、有机离子、中性分子为识别对象的分子识别试剂不断出现,但是对具有复杂形状的多原子、离子、分子的识别试剂还很少。

近年来,超分子化学发展出了多种利用分子间作用力

进行了多目标点的分子识别试剂,如环糊精与有机分子形成包合物。目前,人工酶的研究也是化学分析的另一重要方面,人们通过合成不同取代基的金属卟啉衍生物,实现了对过氧化物酶的模拟,这些仿生试剂不仅克服了天然酶不稳定、易失活的缺点,而且还拥有天然酶没有的分子识别特性,可广泛地应用化学分析。

2.3近年来仪器分析技术取得了一系列新的进展 仪器分析主要向微型化、全分析和芯片实验室的发展。并且能够进行在体、在线、实时和原位分析的仪器。如近红外光谱辐射穿透深度大而背景干扰小,样品可不必制备,是一种无试剂、非破坏、非侵入式的快速分析方法。最近由于二极管激光器、阵列检测器、声光可调滤光片和液晶可调滤光片等技术的配合,仪器已实现完全无可动部件,适宜于作现场实时或在线检测,如病人血糖和药品质量的检测与监控。

多种分析技术联用的分析仪器方兴未艾。各种进行分离分析的色谱技术与进行结构分析的波谱技术的联用已流行多年。

并且随着计算机技术、网络和信息技术的发展并且成功应用于有机分析领域,使得有机分析技术取得空前的发展.

以下主要以超临界液体色谱法(SFC)为例谈谈仪器分析方法的发展。

2.3.1 超临界流体色谱法(SFC)在有机分析中的进展

超临界流体色谱技术是一种非常重要的有机分析方法, 它较H P LC、G C技术而言,有分离效率高、分离时问短、产品质量好等优点, 因而在食品、药物、农药、香料和聚合物等的分离方面有良好的应用前景将SFC用于色谱技术中便发展形成了超临界流体色谱(Superceitical F1uid Chromatography, SFC),它揉合了气相色谱(GC)的高速度、高效和高效液相色谱(PLC)的选择性强、分离效能高等特点, 为分析有机化合物开辟了新的途径,成为适合于分析难挥发、易热解高分子物质的有效快速方法。在SFC分析中使用的流动相有N2O、NH3、CO2 、乙烷、戊烷、二氯二氟甲烷等, 其中以CO2和戊烷作流动相的最为广泛。

超临界流体色谱(SFC)最常用的流体是CO2,但CO2 在分离分析中强极性化合物时效果很差。为此,人们常常改用CO2 以外的流体或在超临界CO2中添加改性剂。Oudsema等研究了用甲酸与甲酰胺作改性剂分离测定C-C、醇、萘衍生物及叔胺。结果表明, 选择适当改性剂对改善峰形有较好效果。陆峰等发展了一种采用单泵在线添加改性剂的新方法。改性剂种类、体积分数皆可调, 稳定性好,持续时问长(足以分析完一批样品)且不污染注射泵 目前在GC和HPLC中广泛使用的手性选择剂也可用于SFC,而SFC的高传质速率和低毒使它比GC、HPLC更有应用潜力。

近年来, 对SFC检测技术的研究不断发展。SFC除


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