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[摘 要]目前我国正处于高速发展时期,国家面貌日新月异,科技水平日益提高,人民的生活水平蒸蒸日上。本世纪初,我国在“人类基因组计划”中取得傲人的成绩,这标示着我国在生命科学领域已经取得很大成就。当今社会,生产和科技的发展,特别是生命科学、环境科学和材料科学的发展,对现代分析仪器的依赖程度大大提高。
[关键词]仪器分析、发展趋势、现代仪器
中图分类号:O65-4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0134-01
引言:器分析的方法主要是通过测定物质的物理或化学性质,从而对物质进行定性、定量和结构的分析。仪器分析方法的种类非常多,包括吸光光度分析法和电化学分析法等。如今的仪器分析技术还吸收数学、物理学、计算机科学和生物学等所包含的新思想、新理念、新方法以及新技术。本文对仪器分析的内容及分类,仪器分析的特点和它的局限性,仪器分析及现代仪器分析技术的发展趋势,进行了深入的研究和阐述。
一、现代分析技术在高科技领域中的作用
高科技是以新技术为基础,并具备较大的科技效益、经济效益和社会效益的一个特定的新技术群。它并不单指新型技术或者高端技术,在这一点理解上很多人并不十分透彻。
生物技术、新能源技术、海洋技术、信息技术、航天技术、新材料技术、和“绿色”高技术等七大高技术领域是我国高技术发展的重点,这七大高技术也形成了我国的高技术群体。然而,这些高技术的发展若没有现代分析仪器作为研究基础是很难实现的。正如诺贝尔奖获得者恩斯特所说:“现代科学的进步越来越多越来越多地依靠尖端仪器的发展。”这里简单地举两个例子:
1、生物技术的发展
生物技术指的是利用生物的有机体或器官、细胞、细胞器等组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系。二十一世纪,生物科技的发展成为世界高科技发展的主流,由于生物技术地发展直接关系到民生发展和社会经济发展,所以各个国家都对其产生极大兴趣。然而生物工程技术的发展使无法独立于现代仪器分析技术之外的。例如基因工程产物的分析,众所周知,基因工程就是利用基因重组的原理来生产对人类有用的蛋白质产品。而DNA的顺序分析则是基因工程发展的重中之重。DNA顺序的分析自然离不开DNA自动合成仪、多肽自动合成仪和多肽自动顺序分析等,也就是说基因工程中大部分的操作都需要现代分析技术的参与,离开现代分析技术,基因工程将寸步难行。
2、材料科学的发展
材料科学是国民经济发展的重要组成部分,所有材料自身结构的分析,以及材料中助剂的分析,材料合成过程中的动力学分析以及关于材料合成的过程监控等都对现代分析仪器十分依赖。例如现阶段测定和鉴别高分子复合材料几乎已经离不开MS法。再如PFT-NMR对高分子材料的定性和结构的测定发挥了不可忽视的作用。
综上所述,我们可以发现现代分析技术对科学的发展和社会经济的发展的作用是巨大的,现代分析技术已经成为高科技领域发展中不可或缺的部分,也是一个国家综合国力和科技水平的重要标志。
二、仪器分析的特点及局限性
1、仪器分析的特点
仪器分析之所以如此受用于现代社会和高科技领域,是因为它在很多方面具有良好的特性。第一点,仪器分析具有速度快的特点,它十分适用于分析大批量试样。很多分析仪器采用数字显示和电子计算机技术,并且装配有连续自动进样的装置,科以在很短时间内完成大批量试样的分析,并输出详细的分析数据。第二点,现代分析仪器的灵敏度十分高,对于测量试样的组成成分十分十分有帮助,经过近几年的大力发展,分析仪器的灵敏度已经可以达到万亿分之一,不论进行微量分析还是痕量分析都没有问题。第三点,可以实现在线分析和遥控监测。在线分析具有独特的技术特点和十分显著的经济效益,因此得到各界人士的普遍重视,通过多年的研究与发展,已经研制出多种适用于不同生产的在线分析仪器,使得社会经济的发展与科学技术的进步大大受益。
2、仪器分析的局限性
虽然仪器分析在许多方面都具有难以比拟的优势,但同时它也不可避免地具有自己的缺点和局限性。首先,现代分析仪器的结构复杂,价格比较高昂,后期的维护保养费用也比较高,工作环境的要求苛刻。其次,仪器分析并不是万能的,它是一种相对的分析手段,经常需要提供已知组成成分的物质作为它的对照。对于缺少对照的标准物质的分析不力,是仪器分析被广泛使用的阻碍之一。最后,仪器分析的相对误差相对来说比较大,有时能达到百分之几甚至百分之几十。因此它并不适用于常量以及高含量组成的分析。现阶段解决仪器分析法局限性的主要方法是将仪器分析法和化学分析法结合使用,使它们取长补短,互相配合,以达到可以解决各种实际问题的的水平。
三、当前仪器分析的发展趋势
智能化和数字化是当高科技领域的发展主题,现代仪器分析也不例外,正在向智能化和数字化迈进。现代仪器分析技术的智能化、数字化发展主要体现在:分析仪器在计算机技术与微电子技术的参与下逐渐形成自动化体系。计算机控制器通过对数据的采集和分析,做出相应判断,并控制分析仪器的工作。以提高分析仪器的工作效率和数据处理的准确性。分析仪器目前已经开始向测试速度超高速化、分析试样超微量化、分析仪器超小型化的方向发展,并已经在诸多领域取得质的进步。当前仪器分析的发展主要有三个方向:
第一,提高灵敏度。提高灵敏度是迄今为止大部分分析方法长期以来所追求的目标。目前,很多高新科技被引入分析化学,这些高新科技的引入基本都与提高提高仪器灵敏度有关,例如激光技术的引入就大大增加了分析仪器的灵敏度,让检测单个的分子或原子由不可能变成可能。再例如使用多元配合物、有机显色剂和各种增效剂等,可以是吸收光谱、电化学和色谱等的分析方法的灵敏度得到大幅提高。
第二,解决复杂体系的分离问题和提高分析方法的选择性。截止目前,人类所知道的化合物已经超过一千万种,而且这个数字还在飞速增加。复杂体系的分离及鉴定已经成为分析化学家所必须面临的巨大挑战。色谱学(包括液相色谱、气相色谱、超临界体色谱和毛细管电泳等)是现代分离、分析的重要组成部分之一,色谱学也在近年来取得了很大的发展。逐渐的,色谱学成为解决复杂体系的分离问题的主力军。对于提高方法的选择性,现在的主要方法是对各种试剂进行选择。例如萃取剂、离子交换剂、吸附剂等的选择。
第三,拓展时空多维空间。现代分析化学已经不再是简单地将待测组分分离出来进行表征和测量,而是要为一种物质提供尽可能多的化学信息。一些过去我们并不熟悉的领域(例如多维、不稳态和边界条件等)也逐渐被引入分析化学,这些领域的引入,使得仪器分析进入了一个新的时代。
结语
现代仪器分析技术正在实践中发展,随着高新科技的不断引入,现代仪器分析的水平也在不断进步,相信有一天,现代仪器分析定能成为一门快速、准确、自动、灵敏而且适应特殊分析的成熟技术。综上所述,仪器分析是一门利于民生、利于社会经济发展的新兴技术,只有加大对其发展力度,才能紧跟世界科技与社会发展的潮流。
参考文献
[1]李赞忠,乔子荣.现代仪器分析及其发展趋势[J]内蒙古化工职业学院.2011
[2]王学琳.现代分析仪器发展趋势[J]北京民族大学.2008
[3]李满.仪器分析的发展趋势[J]仪器分析研究者.2013
[4]李成仙,张扬.仪器分析的发展趋势及其在生物科学中的应用[J]安康学院,四川农业大学.2012
[关键词]仪器分析、发展趋势、现代仪器
中图分类号:O65-4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0134-01
引言:器分析的方法主要是通过测定物质的物理或化学性质,从而对物质进行定性、定量和结构的分析。仪器分析方法的种类非常多,包括吸光光度分析法和电化学分析法等。如今的仪器分析技术还吸收数学、物理学、计算机科学和生物学等所包含的新思想、新理念、新方法以及新技术。本文对仪器分析的内容及分类,仪器分析的特点和它的局限性,仪器分析及现代仪器分析技术的发展趋势,进行了深入的研究和阐述。
一、现代分析技术在高科技领域中的作用
高科技是以新技术为基础,并具备较大的科技效益、经济效益和社会效益的一个特定的新技术群。它并不单指新型技术或者高端技术,在这一点理解上很多人并不十分透彻。
生物技术、新能源技术、海洋技术、信息技术、航天技术、新材料技术、和“绿色”高技术等七大高技术领域是我国高技术发展的重点,这七大高技术也形成了我国的高技术群体。然而,这些高技术的发展若没有现代分析仪器作为研究基础是很难实现的。正如诺贝尔奖获得者恩斯特所说:“现代科学的进步越来越多越来越多地依靠尖端仪器的发展。”这里简单地举两个例子:
1、生物技术的发展
生物技术指的是利用生物的有机体或器官、细胞、细胞器等组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系。二十一世纪,生物科技的发展成为世界高科技发展的主流,由于生物技术地发展直接关系到民生发展和社会经济发展,所以各个国家都对其产生极大兴趣。然而生物工程技术的发展使无法独立于现代仪器分析技术之外的。例如基因工程产物的分析,众所周知,基因工程就是利用基因重组的原理来生产对人类有用的蛋白质产品。而DNA的顺序分析则是基因工程发展的重中之重。DNA顺序的分析自然离不开DNA自动合成仪、多肽自动合成仪和多肽自动顺序分析等,也就是说基因工程中大部分的操作都需要现代分析技术的参与,离开现代分析技术,基因工程将寸步难行。
2、材料科学的发展
材料科学是国民经济发展的重要组成部分,所有材料自身结构的分析,以及材料中助剂的分析,材料合成过程中的动力学分析以及关于材料合成的过程监控等都对现代分析仪器十分依赖。例如现阶段测定和鉴别高分子复合材料几乎已经离不开MS法。再如PFT-NMR对高分子材料的定性和结构的测定发挥了不可忽视的作用。
综上所述,我们可以发现现代分析技术对科学的发展和社会经济的发展的作用是巨大的,现代分析技术已经成为高科技领域发展中不可或缺的部分,也是一个国家综合国力和科技水平的重要标志。
二、仪器分析的特点及局限性
1、仪器分析的特点
仪器分析之所以如此受用于现代社会和高科技领域,是因为它在很多方面具有良好的特性。第一点,仪器分析具有速度快的特点,它十分适用于分析大批量试样。很多分析仪器采用数字显示和电子计算机技术,并且装配有连续自动进样的装置,科以在很短时间内完成大批量试样的分析,并输出详细的分析数据。第二点,现代分析仪器的灵敏度十分高,对于测量试样的组成成分十分十分有帮助,经过近几年的大力发展,分析仪器的灵敏度已经可以达到万亿分之一,不论进行微量分析还是痕量分析都没有问题。第三点,可以实现在线分析和遥控监测。在线分析具有独特的技术特点和十分显著的经济效益,因此得到各界人士的普遍重视,通过多年的研究与发展,已经研制出多种适用于不同生产的在线分析仪器,使得社会经济的发展与科学技术的进步大大受益。
2、仪器分析的局限性
虽然仪器分析在许多方面都具有难以比拟的优势,但同时它也不可避免地具有自己的缺点和局限性。首先,现代分析仪器的结构复杂,价格比较高昂,后期的维护保养费用也比较高,工作环境的要求苛刻。其次,仪器分析并不是万能的,它是一种相对的分析手段,经常需要提供已知组成成分的物质作为它的对照。对于缺少对照的标准物质的分析不力,是仪器分析被广泛使用的阻碍之一。最后,仪器分析的相对误差相对来说比较大,有时能达到百分之几甚至百分之几十。因此它并不适用于常量以及高含量组成的分析。现阶段解决仪器分析法局限性的主要方法是将仪器分析法和化学分析法结合使用,使它们取长补短,互相配合,以达到可以解决各种实际问题的的水平。
三、当前仪器分析的发展趋势
智能化和数字化是当高科技领域的发展主题,现代仪器分析也不例外,正在向智能化和数字化迈进。现代仪器分析技术的智能化、数字化发展主要体现在:分析仪器在计算机技术与微电子技术的参与下逐渐形成自动化体系。计算机控制器通过对数据的采集和分析,做出相应判断,并控制分析仪器的工作。以提高分析仪器的工作效率和数据处理的准确性。分析仪器目前已经开始向测试速度超高速化、分析试样超微量化、分析仪器超小型化的方向发展,并已经在诸多领域取得质的进步。当前仪器分析的发展主要有三个方向:
第一,提高灵敏度。提高灵敏度是迄今为止大部分分析方法长期以来所追求的目标。目前,很多高新科技被引入分析化学,这些高新科技的引入基本都与提高提高仪器灵敏度有关,例如激光技术的引入就大大增加了分析仪器的灵敏度,让检测单个的分子或原子由不可能变成可能。再例如使用多元配合物、有机显色剂和各种增效剂等,可以是吸收光谱、电化学和色谱等的分析方法的灵敏度得到大幅提高。
第二,解决复杂体系的分离问题和提高分析方法的选择性。截止目前,人类所知道的化合物已经超过一千万种,而且这个数字还在飞速增加。复杂体系的分离及鉴定已经成为分析化学家所必须面临的巨大挑战。色谱学(包括液相色谱、气相色谱、超临界体色谱和毛细管电泳等)是现代分离、分析的重要组成部分之一,色谱学也在近年来取得了很大的发展。逐渐的,色谱学成为解决复杂体系的分离问题的主力军。对于提高方法的选择性,现在的主要方法是对各种试剂进行选择。例如萃取剂、离子交换剂、吸附剂等的选择。
第三,拓展时空多维空间。现代分析化学已经不再是简单地将待测组分分离出来进行表征和测量,而是要为一种物质提供尽可能多的化学信息。一些过去我们并不熟悉的领域(例如多维、不稳态和边界条件等)也逐渐被引入分析化学,这些领域的引入,使得仪器分析进入了一个新的时代。
结语
现代仪器分析技术正在实践中发展,随着高新科技的不断引入,现代仪器分析的水平也在不断进步,相信有一天,现代仪器分析定能成为一门快速、准确、自动、灵敏而且适应特殊分析的成熟技术。综上所述,仪器分析是一门利于民生、利于社会经济发展的新兴技术,只有加大对其发展力度,才能紧跟世界科技与社会发展的潮流。
参考文献
[1]李赞忠,乔子荣.现代仪器分析及其发展趋势[J]内蒙古化工职业学院.2011
[2]王学琳.现代分析仪器发展趋势[J]北京民族大学.2008
[3]李满.仪器分析的发展趋势[J]仪器分析研究者.2013
[4]李成仙,张扬.仪器分析的发展趋势及其在生物科学中的应用[J]安康学院,四川农业大学.2012