过程分析化学的新发展.pdfVIP

维普资讯 第 29卷 分析化学 (FENXIHUAXUE) 评述与进展 第4期 2001年4月 Chinese umalofAr咄 alChenE-stry 473—477 过程分析化学的新进展 李 华 高 鸿 (西北大学分析科学研究所，西安 710069) 摘 要 综述了国外过程分析化学(PAC)的最新进展 内容包括过程置测、传感器、化学计量学等，并展 望了PAC的发展趋势。引用文献 62篇。 关键词 过程分析化学，在线分析，化学计量学，评述 1 引 言 以计算机应用为主要标志的信息时代的来临，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求．使分析 化学进入了一个崭新的发展阶段。现代分析化学的要求不再局限于测定物质的组成及含量，而是要进 行形态、微区表面、微观结构分析及对化学及生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程 控制。分析化学作为化学量测科学…．在提供信息的能力上已出现新的进展。大量的各种类型的分析 仪器的出现，其中，特别是能产生高维数据的联用仪器的出现，为分析化学家提供了新的机遇。如何从 化学过程及生命和环境过程获取量测数据，并通过对量测数据的解析来控制工业生产，进行新产品开 发，降低成本，减少对环境污染，成为一个很迫切的问题。材料科学的发展，要求对其生产过程和材料结 构及性能进行在线控制分析，生物工程及蛋白质工程产品要求无毒．必须有严格的分析检验和质量控制 系统．才能使生物工程产品进入实用阶段。计算机和微电子技术的发展，进一步推动了过程分析化学的 发展。过程分析化学(plDcessanalyticalchemlshy，PAC)可定义为从化学过程(chemicalprocess)得到定性 或定量的信息来控制或优化化学过程的学科。过程分析化学是 由化学、化工、电子工程、工艺过程及 目 动控制等学科领域相互渗透交叉而形成的一个新的研究领域 ’。过程分析化学的中心任务就是发展 过程分析和控制方法及相关技术，以解决生物工程、新型功能材料、生物化学工业的 自动化和过程质量 控制问题，使分析化学直接进入工业过程，成为生产中实际问题的解决者。过程分析化学的进一步发 展，将对解决在工业化过程中工业 自动化、环境工程和生物工程中出现的质量控制问题提供有效的手段 和技术支撑，在分析仪器小型化、自动化方面的工作．将会带动一个新型学科群的发展 “ 。过程分析 化学主要研究内容包括过程量测科学 (processmeamm~mentscience)、过程分析化学计量学 (ploc~$ chemometrlcs)及开发相关的智能化在线分析仪器 j。通过在线过程监测和控制中新的量测技术、新型 传感器、数据处理和信息分析方法的研究，发展用于过程监测、模型化和控制的微型仪器装置系统。 从 1984年美国国家科学基金会在华盛顿大学建立了 “过程分析化学中心”(theeetltcrforpr~ess analyticalchemistry(CPAC)，anationalsciencefoundationindustrytunlversitycoopemfiveresearchcenter(I／UCRC) attheUniversityofwasI1in鲫 )至今 l5年，CPAC为美国生物工程、新型功能材料、生物化学工业过程的自 动化和过程质量控制分析作出了重要贡献。在CPAC及相关公司的带领下，过程分析化学得到飞速发 展，已从工业控制发展到生化及生态过程控制，甚至生命过程控制 并成为分析化学研究的重要前沿领 域之一 。 2l世纪的过程分析化学将在与物理学、生命科学、材料科学、计算机科学、信息科学、能源、环境、海 洋、空间科学的相互交叉、相互渗透、相互促进中共同发展，多学科和技术的交叉和集成来解决生产和科 研中的实际问题是过程分析化学发展的基本特点。 2 过程量测科学 2000-04-25收稿12000-10-12接受 本文系国家自然科学基盘(∞ 5ozI)陕 省自然科学基金( ¨。s)-陕西省教委重点科研计蝌 ‘强O06)噩教育部高等学校骨干教师 资助课题 维普资讯 474