分析化学在国民经济和科学研究中起着哪些重要作用

Question

如题所述

Answer 1

我们国家非常重视科学仪器研发和应用方面的工作;“十五”期间国家对仪器拨款总共约一个亿RMB左右;“十二五”期间，国家投资70多亿RMB，有的一个项目就有1.2亿以上(含自筹);“十三五”国家的支持力度更大，有的一个项目1.4亿RMB以上(含自筹)。目前，我国科学仪器及其应用的发展，正在蒸蒸日上。
　　由于科学仪器是“四两拨千斤”的产业，发展前景非常广阔。基于它在国家的科技、经济、国防、民生和社会发展中战略地位的重要性，在“农、轻、重、海、陆、空、吃、穿、用”各行各业，无所不在，无所不有。所以，加速科学仪器产业发展已成为世界各国关注的重点之一。本文简单介绍我国科学仪器和应用发展的有关情况。
　　一、光谱仪器
　　从原理角度讲，光谱仪器可以分为：吸收光谱(紫外吸收、可见吸收、紫外可见吸收、气相分子吸收、红外吸收、原子吸收等)、发射光谱(荧光、拉曼、微波等离子体等)、旋光光谱等;从应用角度讲，可分为分子光谱(红外、紫外、可见、紫外可见、旋光、气相分子、荧光、拉曼等)、原子光谱(原子吸收、原子荧光等)。
　　据作者初步统计，目前国际上的光谱仪器达20多种。但是，使用最多、覆盖面最广、最具有代表性的光谱仪器是紫外光谱、红外光谱、原子吸收光谱等。此外，如今的激光拉曼光谱和近红外光谱的发展也非常火爆。
　1、紫外分光光度计
　　特别值得提出的是，目前在我国的应用领域中，覆盖面最广的紫外光谱仪器市场情况如下：排名居首的是岛津公司，居第二位的是国产的紫外仪器——北京普析通用，其紫外光谱仪器在中国市场上占比高于安捷伦、日立、珀金埃尔默等;可喜的是在我国应用领域，全球的紫外光谱仪器生产商所占市场的前10名中，我国占4名(40%)，这是一个很值得高兴的现象。
　　2、拉曼光谱仪
　　虽说拉曼光谱仪器，目前国内市场还不大，但是目前有近20家在研发生产各类激光拉曼光谱仪器。它在食品药品、环保等领域的测量、质量检验等方面，将很快达到一定规模和水平。
3、近红外光谱仪
　　从近红外光谱仪器的发展情况看;虽说近红外光谱的市场很大。但是，品牌分布比较分散，呈现众多品牌各有一定市场占有率的情况，而且没有任何一家有超过20%的市场占有率。不过，虽说目前近红外的发展还不尽人意，但是，国产近红外产品发展趋势很好。
　4、原子吸收光谱仪
　　目前AAS在水质中的微量重金属(As、Hg、Cd、Cr、Cu等)检测方面非常受用户的青睐。例如：水中Cu大于1.5mg/L会有苦味;Cu对冠心病影响很大;水中Cu超标会抑制藻类生长，影响水产养殖;特别要注意的还有饮用水中的Hg、As等对人类危害特别大，都是致癌的微量元素。
　　为什么AAS在分析检测工作中倍受青睐?一是价格便宜、性价比高;二是操作比较简单;三是灵敏度较高。所以，广大科技工作者应该重视AAS的应用发展情况。很多第三方检测机构都在大量使用AAS，目前发展很快值得大家高度重视。
　　在整个光谱检测仪器的发展和进展方面，特别应该指出的是，近几年来，我国的新型光谱仪器不断涌现。例如：上海安杰公司具有知识产权的气相分子吸收光谱仪;南京简智公司的便携式差分拉曼光谱仪;北京西派特的ExR510激光拉曼光谱仪;还有，常州盛奥华公司的多种新型的水质检测光谱仪等。总之，我国的光谱仪器研发、应用的进展令人骄傲和自豪。
　　二、色谱仪器
　　在国产色谱仪器方面，气相色谱(GC)已经有几十家在生产，并且产品都比较成熟，基本上都能满足使用要求。例如：浙江福立的GC，质量很好，与国外同类产品可以抗衡，他们的HPLC也发展很快;又如：大连的依利特公司，上海的通微、伍丰等公司的产品比较齐全，都能满足使用要求;上海通微的高档色谱仪器(毛细管色谱、电色谱、HPLC等)，主要销往国外，以对研究工作要求很高的国外著名大学为主要对象，他们的液相色谱、电色谱都处于国际领先地位;上海伍丰公司的HPLC，可靠性很好。总之，中国的色谱仪器发展的形势很好。
　1、HPLC仪器及其最新进展
　　液相色谱仪器，近几年发展特别快，令人耳目一新。许多过去用紫外光谱做的分析工作，纷纷改为HPLC，不管是药品、食品、医疗、卫生、农业、环保等各个领域都是如此。因为它可以对复杂体系进行分离、分析、检测，值得大家重视。
　　最近几年，HPLC需求量猛增。我国对各类HPLC的年需求量在10000台以上。全球每年需求约55亿美金以上。目前，在我国的、有一定规模的国外生产厂商及代理商有几十家，国内生产厂商20家左右;国产HPLC受外国人青睐，但是，国人迷信外国产品，令人费解。
　　不过，色谱仪器目前面临三大挑战：高分辨率、高分离速度、高灵敏度。所以，目前新型的HPLC仪器不断涌现。具体体现在：
　　1)二维及多维HPLC大发展：美国和日本生产的纳升级二维HPLC，组合了纳米微柱和二维HPLC色谱技术，可以直接用于蛋白质组学、基因组学研究工作;
　　2)毛细管和纳升HPLC的发展，可进行微柱、毛细管柱和纳升柱三种微柱液相色谱分析工作;
　　3)超高压液相色谱仪(UHPLC )，自从2004年WATERS公司推出 UPLC后，JASCO、AGILENT、THERMO-FISHER SCIENTIFIC、SHIMADZU、HITACHI都先后推出了各自的超高效液相色谱仪。UHPLC每套10万美金左右，去年在我国销售约1000台，共计1亿美金!
　　4)特别值得提出的是：上海通微公司，近几年成功的完成了《加压毛细管色谱仪》国际首创，还完成了《定量毛细管电泳仪》，也是国际首创(一般毛细管电泳仪，定量分析精度很差)。并且，《高效微流电色谱仪器与应用》的研发项目，被国家科技部列为国家十二五重大攻关项目，目前已经通过国家验收。它可以与UHPLC抗衡，其柱效比UHPLC高10倍，5秒钟可以分离5个芳香烃，总体优于UHPLC，又是一个国际首创。我想，这些业绩，值得分析工作者高兴。
2、GC仪器及其应用最新进展
　　长期以来，GC久销不衰。最近几年，GC需求量猛增，我国的需求量达到15000台以上。特别在酒类等挥发性的物质分析检测方面使用非常广泛。另外，在联用仪器发展中，GC也大显身手，如GC-IMS(IMS 离子迁移谱)、GC-MS等。
　　前面讲的浙江福立、上海仪电、北京东西分析等的GC都可以满足使用要求，并且有些完全可以与国外抗衡。
　　特别值得提出的是色谱数据处理系统，上世纪80年代以前，色谱分析“一天操作三天处理数据”，小峰往往只能“视而不见”;90年代起出现色谱数据处理机，大大减轻工作量但功能有限;而目前的色谱工作站不仅处理数据，更能反控仪器的运行，色谱分析开始进入“傻瓜”时代;结合自动进样器，目前色谱仪器已经步入自动化或智能化时代。随后，以HP-6890N为代表的“网络型”色谱仪开始流行，结合数据库技术，色-质联用分析结果也就有了在线联机检索的便利。我国福立公司的GC-9720型仪器打出了“云”的概念，指标与HP-6890几乎一样。鉴定会上得到了专家们的高度赞扬。从此，色谱分析不再高深莫测、繁杂难耐的时代过去了。
　3、薄层扫描色谱仪器及其应用的最新进展
　　上海科哲仪器公司是目前世界上薄层扫描色谱仪器研发生产的三大品牌公司之一;他们生产多种型号的薄层扫描色谱仪器，销往国内外有关应用单位，用户反映质量和可靠性很好;科哲公司最新的、最具代表性的品牌是3500Plus型全功能薄层扫描色谱仪器，是目前国际同类产品中的佼佼者。
三、质谱仪器
　　目前，国内有10多家公司在研发MS、ICP-MS、GC-MS等仪器，不过基本上都与国外同类产品存在一定差距，需要努力赶超。
　　比如，虽然市场上已有不少国内外ICP-MS生产厂家及产品，但目前ICP-MS绝大部分市场份额被安捷伦、赛默飞、珀金埃尔默三家公司瓜分。
　　不过值得一提的是，广州禾信公司的飞行时间质谱表现突出，已经销往美国和德国等发达国家。

Answer 2

　　分析化学是化学学科的一个重要分支，是研究物质化学组成的表征和测量的科学。它所要解决的主要问题是物质中含有哪些组分，这些组分在物质中是如何存在的，以及各个组分的含量是多少，是人们认识物质、了解自然不可缺少的一种科学技术。
　　不仅在化学学科领域的发展上，分析化学起着重大作用,质量守恒定律、定比定律、倍比定律的发现，原子论、分子论的创立，相对原子质量的测定，元素周期律的建立，以及确立近代化学学科体系等等方面，都与分析化学的卓越贡献分不开。
　　分析化学在和化学有关的各类科学领域如矿物学、材料科学、生命科学、医药学、环境科学、天文学、考古学及农业科学等等的发展，无不与分析化学紧密相关。几乎任何科学研究，只要涉及化学现象，都需要分析化学提供各种信息，以解决科学研究中的问题。反过来，各有关科学技术的发展，又给分析化学提出了新的要求，从而促进了分析化学的发展。本回答被提问者和网友采纳