现代有机分析化学研究的新进展

  • 来源:学习导刊
  • 关键字:化学,研究,新进展
  • 发布时间:2014-10-31 08:29

  摘要】在21 世纪的今天,人类对现代有机分析化学寄予了越来越高的厚望。伴随着科学技术的不断发展创新,现代有机分析化学的研究也有了较为可观的发展前景,并且在许多领域都有了新的突破。本文介绍现代有机分析化学的发展应用并在传感器方面的应用和大环化合物等新的方法和应用成果。

  【关键词】现代有机分析化学;研究;新进展

  分析化学是关于研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学,是化学的一个重要分支。随着现代科学仪器以及新的分析方法和新的技术被不断应用,现代有机分析化学的研究正在不断超出化学学科领域的涵盖范围,而是把物理、数学、生物、医学、计算机科学等学科结合起来,如今已经发展成为一门具有相当广泛应用前景的学科。

  一、在传感器方面的应用

  1.1基于铜-锌纳米复合材料表面催化发光的乙酸传感器研究乙酸(CH3COOH),也叫醋酸(36%-38%),广泛存在与自然界,是一种常见的挥发性有机一元酸,被认为是食醋内酸味及刺激性气味的来源。乙酸通常以食物、化工生产等方式与人体接触。现代催化发光气体传感器已经在挥发性有机物的测定中被广泛的应用,夏卉等科学家不仅成功地合成了铜-锌纳米符合材料,还观察到了乙酸在其表面的催化发光现象,而且他们在载气流速、温度以及波长等条件下进行了优化调试,还对其分析特性进行了简要评估,并在最终成功的构建了灵敏的乙酸传感方法。

  1.2络氨酸酶-金纳米颗粒-石墨烯的可抛式生物传感器的制备酚类化合物,phenoliccompound,指的是芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物,是芳烃的含羟基衍生物,依据其分子所具有的羟基数目可分为一元酚和多元酚、依据其挥发性又可分为挥发性酚和不挥发性酚。环境中的酚污染主要指酚类化合物对水体的污染,含酚废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一,是环境中水污染的重要来源,所以能够准确的鉴定酚类化合物对于环保具有极其重要的意义。而基于络氨酸酶的传感器是一种较为方便的方法,其中的性能相对稳定的固定酶分子是关键性因素,因而作为一种全新的纳米材料—石墨烯便成了固定酶分子的理想介质;由于金纳米颗粒独特的物理化学性质,可以为电子传递进行加速,从而能为生物分子的固定提供较为理想的微观环境。由此,华东理工大学的李原婷等人成功的制备了可抛式电化学生物传感器。

  1.3基于紫外光诱导n-Si/TiO2/TiO2:Eu表面光电压及荧光的二维传感器的研究模式识别是人类的一项基本智能,在日常生活中,人们经常在进行“模式识别”。模式识别的应用包括文字识别,语音识别,指纹识别等。多模式识别传感器则指的是通过传感材料性能的多样性如电、光、热等开发的具有多个传感原理的传感模式,它可以为传感器的传感材料提供丰富的信息,从而能够识别不同类分析物或者多组分同时分析。四川大学的胡静等科学家成功设计了一款基于紫外光诱导n-Si/TiO2/TiO2:Eu表面光电压及荧光的二维传感器,可以区分超过20种的挥发性物质,以及市面上销售的5种饮品。这也成功的验证了二维传感器的稳定性及其准确的识别能力。

  二、现代有机分析中的大环化合物

  2.1二茂铁双内酯环蕃化合物红外光谱分析环蕃是大环化合物的一种,而二茂铁环蕃具有不同的种类,为了达到模拟酶特性的目的,人类将他们进行选择性的客体络合,这样不仅能使生物应用得到更好的发展,同时也能更好的发挥环蕃的特性。不久前,西北大学成功的合成了多种具有新特性的二茂铁双内置环蕃化合物,同时还显著研究了它的晶体结构以及红外吸收特征,从中发现了如果二茂铁双内酯环蕃的苯胺环与不同的取代基相连,亦或是将其连到了苯胺环的不同位置,会出现化合物分子结构变化以及红外吸收的特征。在对这种大环化合物的红外光谱构效关系进行研究的同时,也对位阻效应的不同给二茂铁双内酯环带来的结构上的影响进行了深入探究。

  2.2β-环糊精自组装膜修饰金电极的电化学分子识别无论在生物、化学、药物科学,还是在医药科学、生命科学等许多不同的领域,手性识别都有着不可替代的作用。现如今,手性识别已经拥有许多方法,例如毛细管电泳、色谱、传感器等。尤其是其中的手性传感器更是引起适时、快速、简单、在线等诸多有点而被广泛应用。现代有机分析是现代分析化学的主要组成部分,是有机化学和分析相互融合、相互渗透的一种新兴的边缘科学,是人类对有机世界进行了解的一个重要途径。

  环糊精(Cyclodextrin,简称是CD)是直链淀粉在有芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称,通常含有6至12个D-吡喃葡萄糖单元。环糊精在环保上的应用是基于其能与污染物形成稳定的包络物,从而减少环境污染。因为β-环糊精的结构特点是外亲水、内疏水,所以常被作为超分子主体。同时,也因为它安全无毒,所以常常被用于食品、医疗等诸多领域。中国科学院在金点击上修饰了β-CD,成功的研制出了电化学传感器。该研究为分子识别提供了更为快捷有效的方法,也为传感器的发展做出了不可磨灭的贡献。

  三、结论

  随着科学技术的不断进步发展,以及众多科学家的不懈努力,现代有机分析化学正如同雨后春笋般的蓬勃发展,这对于造福人类起到了很好的促进作用。同时,现代有机分析化学也在不断的危害人类的生存环境。因此,如果人类想要长久的生存下去,就不能一味的向大自然索取,而是要保护自然,这样才能保证人类的可持续发展。如今,现代分析化学具有可观的发展前景,但是同时也存在许多盲区,如环境中的微量、超微粒有机污染物的检测等等。但是,我坚信,随着科学家的辛勤努力,随着科技的不断创新,现代有机分析化学必将迎来新世纪的曙光。

  参考文献:

  [1]邵利民,虞正亮.面向过程的分析化学酸碱平衡体系定量解析策略[J].化学通报.2012(02)

  [2]高振洪.离子液体在分析化学中的应用与发展[J].科技创新导报.2012(03)

  [3]《化学工程师》投稿指南[J].化学工程师.2012(02)

  刘晓玲

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