分析化学测试技术分析

分析化学测试技术分析

蒋胜尤

玉林市检验检测研究院 广西壮族自治区玉林市 537000

摘要：分析化学作为基础性的化学类学科，是很多化学类的科研和生产中不可缺少的重要学科。分析化学测试技术随着分析化学的发展而不断革新，出现了很多新的技术和新的仪器设备等。对于当前的分析化学而言，尤为重要的一点就是实现绿色发展。本文主要围绕着分析化学检测技术分析展开研究，对分析化学技术做出简单概述，对该技术常用的方法进行分析，着重突出绿色样品前处理技术和绿色分析技术的重要性，以期促进分析化学检测技术朝着绿色方向发展。

关键词：分析化学；测试技术；检测

引言

如今社会飞速发展，科技正处于新一轮的革命之中，各学科在不断细化中研发出诸多新技术，同时科技和经济发展紧密结合，在行业、产业的生产中，科技实现了优化和革新。而对于环境监测和治理、食品安全检测、医药卫生等领域的生产和实验而言，分析化学这一学科在其中发挥了重要作用，并且由于实际生产和实验的种种需求，分析化学检测技术不断自我革新，与其他新技术融合，并且顺应当前绿色发展潮流，出现了很多绿色技术和绿色方法。

1分析化学概述

化学中较为重要的一项分支就是分析化学，其含义是指研究物质的结构和形态以及组成含量等化学信息理论分析科学，可以对物质中的组成成分进行分析，测定出各项组分的具体含量，研究物质的晶体和结构，分析化学融合了当代科学技术的最新成就，是现阶段具有较高活力的学科之一。化学有非常多的分类方式，按照其不同的分类方式划分为下面几种分法：①按照不同的分析原理可以分为化学分析与仪器分析；②按照不同的分析对象可以分为无机分析与有机分析；③按照不同的分析目的可以分为定量分析和定性分析以及结构分析；④按照不同的用量可以分为常量分析、微量分析和超微量分析等。

2分析化学的任务

分析化学的主要任务就是对该物质的化学组成进行全面分析，包括离子、元素、化合物、官能团等，确定含量以及物质的晶体结构和化学结构以及空间分布，主要是进行能态分析，形态分析和结构分析。

3常用分析化学测试技术

3.1  绿色样品前处理技术

样品前处理技术需要用到一种有机溶剂，这也是污染最严重的分析步骤，此项处理会涉及到提取、分离、过滤、蒸馏、富集、矿化以及一些其他步骤，这类处理技术较为繁琐，所以如果可以还是应该选用不需要进行样品前处理的分析方法。过去的溶剂萃取方法可能会对环境产生污染，现在已经开发出一些更科学完善的萃取技术。①微波辅助萃取（MAE）；又称微波萃取，经过微波的强化后，可以让其萃取的速度和效率以及质量均有所提升，在萃取和分离天然产物中的应用广泛。②固相萃取(SPE)；是将液固萃取柱和液相色谱技术有效结合，多应用于样品的分离、纯化和浓缩方面，和传统的液萃取法相比可以提高分析物的回收率。③液相微萃取(LPME)；液相微萃取可以提供与经典液液萃取相媲美的灵敏度，甚至更佳的富集效果。④浊点萃取(CPE)；是近期出现的一项新兴的液萃取技术，它不使用挥发性有机溶剂，不会对环境产生污染。

3.2 绿色分析方法

3.2.1 无试剂的方法

对没有经过处理的样品进行直接测量，这样的方法是最佳分析法，例如近红外光谱法和化学计量法，这两种均不需要使用溶剂。

3.2.2 近红外光谱法

通过对固体或液体样品进行不同分析物的定量测定，可以减少试剂消耗降低资源浪费，还能够减少样品前处理和实验人员的潜在接触。此类分析法具有操作简洁快速且保持原样测量的优势特点，所以在食品药品和农产品化工产品的检测分析中获得了广泛应用。包括能够有效测定农产品中的脂肪含量，淀粉含量和蛋白质水分含量等，还能够测定样品的聚合度，粒度，密度等。

3.3分析化学检测技术

3.3.1 绿色气相色谱法(GC)

对气相色谱进行分析时可以考虑更加绿色的载气，GC中最常见的载气是氦气（He），其色谱性能极好，具备无毒性且不易燃，使用过程非常安全，但是这类气体并不具备可再生性。氮(N2)可以作为气相载气，其最佳线性速度(uopt)和氦气（He）相比略低，所以分析时间也相对较长。气相色谱中载气的最好的代物似乎是氢气，氢气发生器可以很好的改善氢气钢瓶安全性的困扰。让GC更加绿色的方法还可以用短柱或者更小的内径来降低分析时间，这类方法是毛细管气相色谱法。不过由于窄内径柱的缺点是样本容量减少，容易出现过载现象，所以现阶段GC方面绿色发展较为迟缓。

3.3.2 绿色液相色谱法(LC)

绿色液相色谱法能够通过以下几种途径进行开发：①对相关参数进行修改，将溶剂消耗调整到最小化，例如降低色谱柱内径和将色谱

柱的粒径和长度进行减少，这也是超高效液相色谱法(UPLC)。②在高温环境进行检测。③选择无毒性或者低毒性的溶剂，减少色谱柱内径可降低流速，同时注意溶剂消耗问题，采用UPLC法仪器部件需要匹配色谱柱尺寸，对停留体积和连接管以及检测池体积进行核对。降低色谱柱的粒度能够将色谱效率进行提升，有效降低溶剂消耗。高温环境下的操作是受到溶剂黏度降低的影响使压力减低，但是需要结合色谱柱和待分析物的热稳定性进行考虑，还需要注意进入检测器前的冷却环节。目前为止最常用的溶剂是甲醇和乙腈，但是乙醇和水混合物也是值得考虑的，且这更利于环保，还可以开发其他不使用有机溶剂的方法，更有利于绿色环保。

3.3.3 质谱法(MS)

质谱法(Mass Spectrometry,MS)即用电场和磁场将运动的离子，其可以从痕量分析物中将化学指纹进行提取，和GC、LC以及电感耦合等离子体相互结合提供了常规工具，进而可以做到同时检测和鉴定相对复杂的基质。飞行时间质谱仪是一项较为常用的质谱仪，其能够在相对复杂的基质中对目标物进行分析和测定，因为很少有样品制备，更加节省了时间和试剂。MS和HPLC相结合的其他优势就是在单次运行中可以同时做出鉴定，筛选，确认以及定量多组分测定，有效降低了分析时间和废物，这可以很好的体现出HPLC串联质谱的优势及潜力，当前阶段国内正处于小型质谱仪关键技术创新和突破的时期，努力实现在线原位检测和现场快速检测，有效解决各项化学突发性事件，为公共安全性事件提供更好的解决途径。

4分析化学测试技术发展趋势

实现绿色化学的基础就是绿色分析方法的研发和绿色样品前处理环节，现阶段对于多数检测机构而言，仅可以满足标准检测方法进行分析，缺少对研发方法的投入。以长期发展的角度出发，大型检测机构需要提高对绿色环保的样品前处理技术以及分析方法的投入，更好的降低成本同时提升检测机构的知名度。政府方面也需要对创新科技和绿色技术方面给予一定的支持，有效调动研发单位和检测机构的工作热情。

结束语

综上所述，分析化学测试技术是医药研发、环境监测、食品质量检测等诸多领域的重要技术，其应用关系着群众生活的方方面面。当前常用的分析化学测试技术方法主要有绿色样品前处理技术、无试剂分析方法、近红外光谱法、绿色气相色谱法、绿色液相色谱法、质谱法等等，这些方法各有优劣和适用范围。相关科研工作者除了要对这些技术方法进行熟练掌握之外，还要着重对绿色分析方法的研究，推动分析化学测试技术朝着绿色、无污染的方向发展。

参考文献

[1] 刘广才, 龚晓云, 江游,等. 低能量电子轰击电离源质谱技术的研究及应用测试[J]. 分析化学, 2019, 47(5):9.

[2] 游雪娇, 袁必锋, 冯钰锜. 基于化学衍生-质谱技术的生物与临床样本中核酸修饰分析[J]. 分析测试学报, 2020.

[3] 曾志超. 发光探针检测Ga~(3+)及pH的应用研究[D]. 西北农林科技大学, 2017.