化學分析和儀器分析技術研究
時間:2022-10-09 03:38:31
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摘要:隨著我國經濟實力的不斷提升,現代化建設處在蓬勃發(fā)展的階段,越來越多的先進設備和技術被應用在工業(yè)生產和民用消費等行業(yè)。在化學分析和儀器分析技術方面,也逐漸的應用先進的理念和思路與,提高化學分析和儀器分析技術的實用性和準確性。本文主要對化學分析和儀器分析技術的應用與發(fā)展進行分析和闡述,結合現階段化學分析與儀器分析技術的特點與局限性,提出對應的改革方式,并對提出針對性的發(fā)展趨勢,促進化學分析與儀器分析技術的改革和創(chuàng)新。
關鍵詞:化學分析;儀器分析技術;應用;發(fā)展
1前言
人們在對自然界物質內存結構和組成的分析主要采用的技術方式為化學分析,儀器分析技術主要通過利用物質內部的性質結合對應的變化規(guī)律得到準確的化學成分。隨著我國科學技術水平的不斷提高,越來越多的先進技術被應用到化學分析工作中去?;瘜W分析與儀器分析技術的應用能夠提高化學分析的工作效率,確保分析數據的準確性。
2化學分析和儀器分析技術的特點與局限性
2.1化學分析和儀器分析技術的特點。在化學分析工作中應用化學分析和儀器分析技術,在處理相同的工作量時,不僅能夠提高處理工作效率,還能實現批量化處理化學結構,在化學分析與儀器分析技術應用中,結合計算機技術,能夠在同一時間內完成對不同性質的物質進行分析。除此之外,分析設備得到充分的優(yōu)化和更新,提高化學分析靈敏度,測量化學物質含量微弱的成分。其次,化學分析與儀器分析技術的應用還能實現實時監(jiān)測分析數據的功能。不僅提高化學分析的工作效率,還能降低化學分析的分析成本,提高企業(yè)的經濟效益。第三,隨著化學分析與儀器分析技術的不斷更新發(fā)展,應用范圍在逐漸地擴大,應用門檻在降低,越來越多的企業(yè)能夠應用化學分析與儀器分析技術;最后,在開展化學分析工作時,不會對樣品產生不良影響,保證分析數據的精準度。2.2化學分析和儀器分析技術的局限性。由于現階段化學分析與儀器分析技術還處在起步階段,與之相匹配的設備在內部結構和操作都較為復雜,難以理解,采購成本較高,后期的保養(yǎng)和維護時,需要專業(yè)的技能知識,在實際應用過程中需要投入大量的資金,提高企業(yè)的分析成本。在儀器分析技術的應用過程中,其得到的分析結果主要是以積累的數據進行分析,不能適應全部的化學分析物質,具有一定的局限性。
3化學分析和儀器分析技術的改革
3.1提高化學分析的靈敏度。先開展化學分析工作時,將現階段最新的分析技術應用到其中,不僅能夠提高分析數據的準確性還能保證儀器分析的精準度達到分析要求。例如,在分析單個原子和分子時,采用激光儀器分析技術,能夠得到準確的原子和分子的分析結果,結合顯色劑、增效試劑等,能夠大幅度提高光譜分析的靈敏度。3.2微環(huán)境與微型化的測定與表征。微環(huán)境與微型化分析主要分由兩種分析模式,分別為宏觀分析模式和微觀分析模式。在微環(huán)境與微型化分析發(fā)展過程中,人們能夠通過分析數據得到物質的最基礎的性質。由于現階段的微量分析技術和顯微技術被廣泛地應用到微觀世界的分析工作中,因此在儀器分析技術的應用中,能夠對單層原子或分子進行檢測,例如,電子能譜分析技術能夠結合顯微技術和化學技術,得到精準的單層分子的數據。3.3狀態(tài)、形態(tài)分析與表征。由于化學分析工作中經常會出現同種化學元素卻呈現出不同的化學價態(tài)、同一元素在不同物質中的分子結構也具有差異、不同元素在組成過程中結構不同可能會出現結構不穩(wěn)定的問題。在對化學元素的狀態(tài)、形態(tài)分析與表征分析過程中,現階段主要應用的儀器分析技術能夠吸收光譜、電子能譜,從而分析出不同化學物質中同一元素的結構。3.4非破壞性遙測與檢測。當前我國化學分析技術體系中應用較為廣泛的技術為非破壞性遙測與檢測。其在應用的過程中,能夠針對化學物質的生產流程進行實時的監(jiān)督,結合激光雷達和激光散射等技術能夠實現對金屬單層原子和分析結構的實時分析,為后期的化學分析工作的開展提供數據支撐。3.5智能化與自動化。隨著我國信息化技術的不斷發(fā)展,化學分析與儀器分析技術逐漸地向智能化與自動化方向發(fā)展。在實際的化學分析工作中配備專業(yè)的新型機柜設備能夠提高分析的自動化操作,在分析過程中,分析人員需要重點關注實驗設計和分析工作,并針對不同階段的物質結構譜圖進行解釋和說明。3.6增強分析方法的選擇性與解決復雜體系的分離問題。隨著新化合物被人們發(fā)現,新化合物的內部結構可能會極其的復雜,在對其進行分析時,需要選擇精準度更高的分析技術,提高復雜體系的測定效率。在實際的應用過程中,結合毛細管電泳、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能夠有效地提高分析準確性。3.7生物活性物質與生物大分子的測定與表征?;瘜W分析工作中生物大分子結構分析是重要工作之一,在生物技術分析領域起著至關重要的作用?,F階段的生物工程和科學的研究中需要生物活性物質與生物大分子的測定數據支持,通過分析數據得到仿生結果,從而促進仿生學的發(fā)展。在化學分析儀器與分析技術的過程中,生物大分子結構分析主要包含免疫分析、化學發(fā)光、磷光、熒光、核磁共振、質譜與色譜等技術,所使用到的分析儀器主要有化學修飾電極、生物傳感器以及化學傳感器等。采用化學分析儀器與分析技術能夠讓人們在細胞水平上研究,從而發(fā)現化學物質的本質。
4化學分析和儀器分析技術的發(fā)展趨勢
4.1化學分析發(fā)展?;瘜W分析主要的作用是獲取化學和物理測量材料的化學成分和結構,針對這些信息研究新型材料,但其工作本質以信息科學為主體。在化學分析發(fā)展過程中,需要加強對化學和物力材料的研究、制造和開發(fā),從而提高化學分析的能力,擴大獲取化學信息的范圍。在化學分析過程中,不僅能夠對身體內的元素、化合物進行深入分析,還能將其周圍的空間環(huán)境、結構、形態(tài)等條件進行分析,還能對動態(tài)的材料信息進行測量和分析;在研究化學樣品成分時,可以對其內部的結構組成、時間分布、動態(tài)、靜態(tài)、瞬態(tài)分析等情況;化學分析還能分析納米級別的材料,能夠對物質的表面進行分析;除此之外,還需要按照實際的需求,進行實時分析開發(fā)線、現場情況和微量分析,微量和常量分析單原子和分子的狀態(tài)。在化學數據處理基礎上,化學分析能夠將基礎信息進行整合,從分析數據中獲取有利的信息,從而解決科學研究中的問題。例如,在二十世紀初期,人類基因組計劃的實施,DNA測序技術的創(chuàng)新和發(fā)展,從凝膠電泳到凝膠毛細管電泳,再到整個基因組技術,最終形成完善的基因工程。4.2儀器分析技術發(fā)展。儀器分析技術主要體現出化學分析的自動化、整體化、網絡化和智能化。隨著現代信息技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,儀器分析技術漸漸地成為常規(guī)化學分析的主要技術分析手段。在儀器分析技術應用中,可以加強軟件的功能以此來提高分析數據能力,還能在網絡中建立虛擬機和虛擬實驗室等分析方式來提高儀器分析的靈敏度。儀器分析技術的發(fā)展主要體現以下幾個方面:應用先進的分析材料和技術,例如,仿生技術、特殊的物理結構和材料,激光、生物制造、納米技術等技術被廣泛地應用在化學分析工作。儀器分析技術能夠進行遠程實時在線分析、通過控制分析設備得到準確的分析結果。在化學物質的生產過程中,生態(tài)靈敏度的選擇等性質都符合現階段化學分析工作的要求。儀器分析技術,將色譜和質譜進行結合,形成完善的色譜分析,將色譜與計算機技術相結合,能夠實現化學分析的自動化處理,避免出現儀器分析出現誤差問題。儀器分析技術能夠解決復雜系統(tǒng)的分析、提高分子間的動力、符合組合化學物質、基因組學、代謝組學等新型的學科的需求。儀器分析技術還能針對現階段生命科學和生物醫(yī)學等領域中遇到的問題進行深入分析,在納米層次解決生命進程、生理變化、病歷進程和藥物代謝等方面的問題。在儀器分析技術發(fā)展中,還能研究多生物分子的結構,從而提高化學分析的精準度。
5結論
綜上所述,隨著現代信息化時代的不斷發(fā)展,化學分析和儀器分析技術的應用與發(fā)展正逐漸向著智能化、自動化方向發(fā)展,通過分析化學分析與儀器分析技術的特點與局限性,針對其中存在的問題,提出針對性的解決對策,闡述化學分析與儀器分析的發(fā)展趨勢,從而提高未來分析結構的準確度,促進我國化學分析領域的發(fā)展。
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作者:王海榮 單位:萊蕪職業(yè)技術學院