原位、在体、实时、在线分析方法研究

汪尔康

中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室

吉林 长春 邮编：130022 

分析化学是关于测量和表征的科学，它帮助人们获取物质组成和结构信息。分析化学被誉为现代科学技术的“眼睛”，是进行科学研究的基础。分析化学与科学技术和国民经济的发展水平息息相关。我国科学技术的进步和国民经济的发展离不开分析化学的发展。分析化学在化学学科中有着不可或缺的作用和地位，推动了化学学科的极大发展；化学学科的发展反过来也推动了分析化学的进步。

目前信息科学、能源科学、环境科学和生命科学的发展，对分析化学提出了更高的要求，使得分析化学的未来发展趋势具有如下特点：高灵敏度（一些检测限甚至需要达到原子和分子水平）、高选择性（适应复杂样品的分析）、高信息量（用化学计量学来处理大量甚至海量的数据以获取有效信息）、快速、自动化、简单和经济等特点。而分析仪器的发展则面临着微型化、自动化、数字化和计算机化并向智能化、信息化发展的挑战。迫切需要原位、在体、实时、在线分析。

分析仪器的发展与分析化学的发展紧密相关，分析仪器是分析化学中重要的分支。我国的分析仪器制造业与先进国家的水平差距甚大，大部分高级、大型的分析测试仪器完全依赖于进口。这种局面说明：一方面我国制造高级、大型分析测试仪器的能力依然非常薄弱，另一方面在仪器新方法、新原理的基础研究领域也与先进国家有很大差距。

生命体系自身的各种复杂过程―化学过程、物理过程，迫切需要高灵敏度、选择性、在线动态跟踪、单细胞实时分析、单分子检测技术等有效的分析方法，以提供高通量的生物信息和数据。

生命科学要求分析化学能实现灵敏、选择、无损探测、活体－实时－动态跟踪；能发现、分离、提纯和表征新的生物活性分子；能实现微量和超微量生物活性物质原位、在体、实时、在线分析。

然而，迄今各类先进方法、仪器进行的仍然是离线（off line）分析检测，其所报结果绝大多数都是静态的、非直接的现场数据，不能瞬时直接准确地反映生产实际和生命环境的情景实况，以致控制生产、生态和生物过程也不能及时。现在迫切要求在生命、环境和生产的动态过程中能瞬时反映实情，随时采取措施地提高效率，降低成本，改善产品质量，保障环境安全；改善人口与健康，提高其素质，减少疾病，延长寿命。因此，运用先进的科学技术发展新的分析原理并研究建立有效而实用的原位 (in situ)、在体 (in vivo)、实时 (real time)、在线(on line)和高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和无损探测方法及多元参数的检测监视方法，从而研制出相应的新型分析仪器已势在必行，也将是21世纪分析化学发展的主流，也是分析化学第三次改革的主要内容。国家的重视，“产学研”三结合共同努力，使我国分析科学对科学发展、对国家和人民做出更大的贡献，跻身国际先进行列。

在分析化学领域，我们已经从基础和应用研究两方面取得了长足进展。而今我们面临着更大的机遇和挑战，这就要求我们以高度创新的思维来发展新方法、新技术以推动分析化学学科取得更大发展。