分析化学的前沿领域和其中的关键问题　

上一篇 / 下一篇 2010-05-26 11:31:11

　　1) 生命科学中的分析化学

　　分析科学要与解决生命科学的核心科学问题相结合，建立各种分析化学平台、信息的加工与整合系统。生命体系自身的各种复杂过程棗化学过程、物理过程，迫切需要超高灵敏度、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，提供高通量的生物信息和数据。更确切地说，生命科学要求分析化学：

　　a. 灵敏、选择、无损探测;

　　b. 活体-实时-动态跟踪，单细胞、单分子分析;

　　新的生物活性分子的发现、分离、提纯和表征技术;

　　微量和超微量生物活性物质的原位、实时、在体和在线分析。

　　以下几点是当前生命科学研究的热点，其中有大量的分析化学问题需要解决，分析化学问题已成了研究工作进展的瓶颈。这些热点是：

　　后基因组学棗基因诊断、基因疗法、基因药物开发棗疾病预警;反基因武器、生物分子电子技术、仿生技术棗未来战争与防卫的战略

　　蛋白组学棗如小分子与蛋白质、核酸等大分子作用引起其构象的变化并影响其功能;糖-蛋白化合物结构多样性如何决定其功能的多样性;真核细胞周期调控中的蛋白质磷酸化作用等。

　　微流控芯片全分析系统(Lab on a chip)

　　生物芯片、生物传感器和生物信息学

　　生物分子电子器件

　　细胞分析化学

　　单分子、单细胞分析以及实时活体分析

　　重大疾病的预警与临床快速检测

　　膜分离技术

　　中草药有效成份分析棗指纹图谱

　　化学计量学在生命科学中的应用

　　高分辨的成像和结构、形貌分析棗AFM、SECM、STM、X-衍射技术、NMR以及计算机信息分析技术，很大程度上促进了生物大分子三维结构研究的发展。

　　SARS等传染性疾病的快速鉴定

　　滥用药物的监控及分析

　　生命体系复杂过程中的分析化学研究

　　化学生物学及其相关问题：药物作用靶点的识别研究;组合化学药物合成的筛选;高通量的药物分析化学

　　各类大小生化分析仪器、临床分析仪器

　　生命科学的发展，提出的问题和挑战，为分析化学的发展提供前所未有的机遇。我们要充分认识自然、学习自然，利用自然变化和变迁规律棗生物科学的成果，克服传统分析化学中的不足与弱点，发展分析化学的新概念和新思想。如基因检测研究带动了20世纪整个生命科学的迅速发展，可以预计，在21世纪相当长的时期内，基因研究仍将继续推动生命科学研究向纵深发展，基因检测不仅对生物学研究至关重要，而且对临床医学、环境监控、法学鉴定等领域具有极其重要的意义。这里要特别强调一下纳米技术在生命科学中的作用与价值。最近由美国的Deamer(加州大学)和Branton(哈佛大学)等研究小组首先提出的纳米通道(Nanopore)技术引起了世界各国科学家的关注。这种纳米通道技术可以对基因快速测序，并且能多组分(高通量)快速检测。将它用于单分子、单细胞的研究，可以克服AFM的缺陷棗分子需要固定化，可以直接在溶液中测试。这种技术刚刚起步，有待进一步研发。纳米技术还用于人工器官、介入性治疗、药物载体、血液净化、生物大分子分离等方面，其中有大量化学和分析化学的问题有待解决。

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　　-- 作者：yanjie

　　-- 发布时间：2005-5-7 17:30:26

　　(2) 环境科学中的分析化学

　　世界各国都极为关注可持续发展的问题，而首当其冲的就是环境保护，绿色化学亦应运而生。分析化学介入环境化学与绿色化学的核心问题，特别要关注以下各项：

　　环境分析化学

　　环境过程化学与分析化学

　　环境生化分析

　　绿色化学中分析测试问题

　　环境分析测试仪器

　　(3) 材料与信息科学中的分析化学

　　纳米材料的结构分析

　　纳米材料的可控组装及表征

　　纳米材料的谱学分析、界面表征

　　纳米材料及其成像技术在分析检测中的应用

　　纳米材料在生命科学研究中的应用

　　以上这些研究方向今后应得到加强。

　　信息科学与分析科学交叉而产生的“多传感器信息融合技术”需要引起特别的重视，它源自军事科学中的电子对抗，可以从复杂的体系中识别和检测特定的微弱信号，目前在许多领域已得到应用。如它能在生命科学中生物信息流的研究，对细胞内信号的传导、电信息流的整合、检测的研究中成功的应用，必将能获得高通量的生物信息。

　　(4) 过程化学中的分析化学

　　化学学科应是由化学和化学工程两大部分构成。可是长期以来，这两大领域有许多脱节。化学过程中分析化学问题的研究是今后必须得到加强的领域，尤其是石油化工工程的质控及在线分析以及酶生产工程中的分析问题。

　　(5) 发展分析化学的新原理、新技术和新方法

　　分析化学的源头创新和拥有自主知识产权必然基于新原理、新方法和新技术的应用，尤其是新理念的产生和实行。因此，下面的研究内容应是中、长期规划中的重要方面：

　　发展基于新原理的分析方法和相应的仪器

　　分子自组装及其分子器件

　　仿生催化与纳米分子电子器件

　　极端条件下的分析测试

　　分析仪器的小型化、微型化和智能化

　　联机技术智能化

　　各种传感器和超微电极的研究

　　新分离和富集方法的研究