化學(xué)檢測(cè)是通過化學(xué)分析方法或儀器對(duì)物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及含量進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)定的過程,廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、環(huán)境、醫(yī)療、食品安全等多個(gè)領(lǐng)域。其分析內(nèi)容可歸納為以下幾個(gè)方面:
一、物質(zhì)成分分析
元素組成
確定物質(zhì)中包含哪些元素(如C、H、O、N、S等),通過原子吸收光譜(AAS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用:礦石成分分析、金屬材料檢測(cè)、環(huán)境污染物溯源。
化合物種類
鑒定物質(zhì)中存在的具體化合物(如有機(jī)酸、酯類、糖類、蛋白質(zhì)等),常用色譜法(GC、HPLC)、紅外光譜(IR)、核磁共振(NMR)等。
應(yīng)用:藥物成分分析、食品添加劑檢測(cè)、石油化工產(chǎn)品鑒定。
官能團(tuán)與結(jié)構(gòu)
分析分子中的特定基團(tuán)(如羥基、羧基、氨基)或化學(xué)鍵類型,通過紅外光譜、拉曼光譜等手段。
應(yīng)用:高分子材料性能研究、藥物分子設(shè)計(jì)、生物大分子結(jié)構(gòu)解析。
二、含量測(cè)定
定量分析
測(cè)定物質(zhì)中各成分的精確含量,常用方法包括:
滴定法:酸堿滴定、絡(luò)合滴定(如EDTA測(cè)金屬離子)。
光譜法:紫外-可見分光光度法(UV-Vis)、原子熒光光譜(AFS)。
色譜法:氣相色譜(GC)、液相色譜(HPLC)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線法。
應(yīng)用:藥品有效成分含量檢測(cè)、食品營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽制定、水質(zhì)污染物濃度測(cè)定。
痕量分析
檢測(cè)極低濃度物質(zhì)(如ppb級(jí)重金屬、農(nóng)藥殘留),需高靈敏度儀器如ICP-MS、石墨爐原子吸收光譜(GFAAS)。
應(yīng)用:環(huán)境監(jiān)測(cè)(土壤重金屬污染)、食品安全(農(nóng)藥殘留限值)、臨床毒物篩查。
三、物質(zhì)性質(zhì)分析
物理化學(xué)性質(zhì)
測(cè)定熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、折射率、溶解度等,輔助物質(zhì)鑒定。
應(yīng)用:有機(jī)化合物純度檢查、晶體結(jié)構(gòu)分析。
化學(xué)性質(zhì)
分析物質(zhì)反應(yīng)活性(如氧化性、還原性)、酸堿性、穩(wěn)定性等,通過化學(xué)滴定或電化學(xué)方法(如pH計(jì)、電位滴定)。
應(yīng)用:電池材料性能評(píng)估、催化劑活性測(cè)試、藥物代謝研究。
四、物質(zhì)形態(tài)與結(jié)構(gòu)分析
晶體結(jié)構(gòu)
通過X射線衍射(XRD)確定晶體結(jié)構(gòu),分析晶格參數(shù)、相組成。
應(yīng)用:材料科學(xué)(半導(dǎo)體、陶瓷)、地質(zhì)學(xué)(礦物鑒定)。
表面與微觀結(jié)構(gòu)
使用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)觀察物質(zhì)表面形貌或內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用:納米材料表征、金屬腐蝕分析、生物細(xì)胞成像。
五、特殊領(lǐng)域應(yīng)用
環(huán)境檢測(cè)
分析大氣(PM2.5、VOCs)、水體(重金屬、有機(jī)污染物)、土壤(農(nóng)藥殘留、放射性物質(zhì))中的有害物質(zhì)。
方法:氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)。
食品安全
檢測(cè)添加劑(防腐劑、色素)、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、微生物毒素等。
標(biāo)準(zhǔn):遵循國(guó)標(biāo)(GB)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(如ISO、AOAC)。
臨床化學(xué)
分析血液、尿液中的代謝物(如葡萄糖、膽固醇)、電解質(zhì)(Na?、K?)、激素等。
技術(shù):生化分析儀、免疫分析法。
法醫(yī)化學(xué)
鑒定毒品、爆炸物、毒物,分析血跡、纖維等物證。
方法:色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、光譜指紋技術(shù)。
六、新興技術(shù)融合
聯(lián)用技術(shù):如GC-MS、LC-MS、ICP-MS,結(jié)合分離與檢測(cè)優(yōu)勢(shì),提高分析精度。
微流控技術(shù):用于高通量篩選、單細(xì)胞分析等前沿領(lǐng)域。
人工智能輔助:通過機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化分析流程、預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)。
化學(xué)檢測(cè)的核心是通過科學(xué)手段揭示物質(zhì)的“化學(xué)身份”,為質(zhì)量控制、安全評(píng)估、科研創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支持。隨著技術(shù)進(jìn)步,其分析范圍正從宏觀成分向微觀結(jié)構(gòu)、從靜態(tài)檢測(cè)向動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)拓展。