【纺织新科编者注】要说化学是一门“研究物质、创造物质”的科学。那末，分析测试是用来打开物质知识大门的钥匙。如何区分元素、原子、分子；如何检测物质的存在、分离、分析，确定结构；如何筛选化学合成路线和条件……，分析测试是化学工作者不可或缺的手段，决定成败。
分析测试方法和手段，因物而异，大多需要自行设计、甚至是创新设置，来适应和完成目标要求。
郭保章教授著作中有关分析化学的记述，充分展示了分析测试学科内容的丰富和灵活性，供读者参考。
分析化学
《20世纪化学史》郭保章著，江西教育出版社，1998，7；245-293
20世纪以来，分析化学的发展，经历了三次巨大的变革。第一次在20世纪初，物理化学的发展(溶液理论)为分析方法提供了理论基础，使分析化学从一门技术变成一门科学。第二次在第二次世界大战以后，特点是仪器分析方法的大发展，物理学和电子学的发展促进了分析化学的发展。从70年代末到现在，分析化学正处在第三次发展时期，这一时期的特征是：分析化学正走向信息时代、计算机时代：生命科学的发展、计算机的发展促进了分析化学的发展。分析化学吸收了当代科学技术的最新成就(包括化学、物理、电子学、生物学等)，利用物质可以利用的性质，建立表征测量的新技术，不断开拓新领域，正在走向一个更新的境界。
一、传统定量分析化学的发展
20世纪初定量分析的最重要的方面也许是重量分析及容量分析技术精心改进，这些技术是理论概念应用于分析化学问题的结果，当然这一工作在19世纪就着手进行了，但并没有意识到物理化学在20世纪初取得这些进展方面的重要作用。
平衡原理的新知识——同离子效应、溶度积、pH、缓冲作用和络离子的形成——有助于分析家更好地理解他们的方法。比如，W·F·希尔德布兰德(Hillebrand)和G·伦德尔(hmdell)认真研究了氢氧化物和碳酸盐的沉淀作用，他们提出了细心控制氢离子浓度的重要性。
理论的更新结果使得人们更有效地应用各种指示剂。1881年，龙格(Lumge)完全是凭经验而采用了甲基橙作指示剂来滴定碱式碳酸盐的。三年后，P·T·汤姆逊也在经验基础上研究了常使用的一些指示剂。然而他给指示剂提供了一套实用的辨色标准。1891年，奥斯特瓦尔德提出了他的指示剂理论，即使不十分完善，但却为A·汉奇(Hantzsch)提出的指示剂是假酸和假碱的概念铺平了道路。E·萨尔姆(Saim)、J·蒂勒(Thiele)和其他研究者检验了氢离子浓度与颜色变化的关系。萨尔姆在各种不同溶液中研究了28种指示剂。他的工作为索伦森(Sorensen)在1909年提出OH概念奠定了基础。1911年，H·T·蒂泽德(1885-1959)研究了指示剂的灵敏度。三年后，N·比约鲁姆发表了有关指示剂理论的专著，对盐的水解作了很好的论述，并强调滴定到某一特定pH的重要性；这一目的通过利用指示剂在适当pH点发生的变化和采用电势滴定而最终达到了。细菌学家们发现pH指示剂在制备培养基方面很有价值。1915年左右，美国农业部的化学家Wm·M·克拉克(Clark)和H·A·勒布斯(Lubs)非常细心地研究了各种适于作指示剂的染料。
采用磺酞类指示剂大多是通过F·S·艾克里在1916年及其以后的工作，百里酚蓝被证实特别有用，因为它能产生两种颜色变化，这后来被解释为它能起二元酸的作用所致。
研究者们还很重视酸和碱的电离常数。1921年，蒂泽德和博伊利指出了怎样去控制二元酸的滴定。
氨基酸的滴定很重要，引起了相当大的注意。1907年，索伦森证实，如果先用甲醛把碱性的氨基保护起来，那么就可满意地进行氨基酸的滴定。20年代，F·W·福尔曼以及R·维尔施泰特和E·阿尔德施米特一莱茨在观察到乙醇能够将氨基的碱性强度减弱到比羧基的酸性强度弱得多的程度后，各自独立地提出了另一种氨基酸滴定法。沉淀滴定法的一个关键进展是1923年K·法扬斯(Fajans)采用的吸附指示剂。法扬斯发现，荧光黄及其衍生物能清楚地指示银离子溶液滴定卤化物样品的终点。后来证实酒石黄和酚藏花红对酸溶液中的滴定很有效。他还证实，如果使用两种指示剂，碘化物和氯化物则可同时在一个溶液中进行滴定。
氧化-还原滴定法方面也有新试剂出现；普林斯顿的N·H·富尔曼和密执安的H·威拉德发明的硫酸铈法特别重要。氧化电势的研究也导致了新的指示剂。比如，克诺普曾提出二苯胺作为重铬酸钾法中滴定铁的内指示剂，但到了1931年，I·M·柯尔托夫(Kolthoff)和L·A·萨弗(Sarver)证实使用二苯磺酸还更为有效。
有许多研究项目着重处理不大常见元素，它们对这些元素的专门操作程序作出了贡献。在这些研究中，象酒石酸和草酸那样一些二元酸很有用处，因为它们能够与各种离子形成络合物，到了20年代，舍伦及其同事发现丹宁是一种有用的试剂，它可以从这些络合物中沉淀出钽和铌。1905年，L·丘加也夫(1873-1922)观察到，二甲基乙二肟能与镍盐的氨溶液发生反应，H·克劳特(Kraut)把这个试剂应用到定性分析中。1907年，O·布龙克(Brunck)提出了重量分析操作法。
然而20世纪以来，容量分析中最大的成就则莫过于氨羧络合剂滴定法的发明。在30年代，人们已知氨三乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)等氨基多羧酸在碱性介质中能与钙、镁离子生成极稳定的络合物，用于水的软化和皮革脱钙。瑞士苏黎世工业大学化学家施瓦岑巴赫(Gerold Sehwarzenbach，1904-)对这类化合物的物理化学性质进行广泛的研究，提出以EDTA.滴定水的硬度，以紫尿酸铵为指示剂，获得了很大的成功。随后在1946年又提出以铬黑T作为这项滴定的指示剂，奠定了EDTA滴定法的基础。由于EDTA在水溶液中几乎和所有金属阳离子都可以形成络合物。但稳定性差别很大。因此可以借调节变换溶液中的pH或利用适当的掩蔽剂来提高EDTA滴定的选择性。例如，1948年施瓦岑巴赫提出以KCN为掩蔽剂，用来掩藏Cd2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、C02+，用NH4F来掩蔽Al3+。又如1956年捷克斯洛伐克科学院的蒲希比(Rudolf Pribil，1910-)等提出用二甲酚橙为指示剂在不同pH条件下滴定Bi3+1(pH=5～6)，Sc3+、La3+、Pb2+、Zn2+、Cd2+和Hg2+(pH=5～6)，并找到了三乙醇胺出色地解决了掩蔽Fe3+的问题。及至60年代，近50个元素都已能用EDTA直接滴定(包括回滴法)，其他还有16个元素能间接滴定，特别是它能直接滴定碱土金属、铝及稀土元素，弥补了过去容量分析的一大缺陷。于是利用氨羧络合剂的滴定法受到了普遍的欢迎，很快在黑色金属、有色金属、硬质合金、耐火材料、硅酸盐、炉渣、矿石、化工材料、水质、电镀液等部门得到推广应用。
尽管仪器分析方法具有明显的优越性，但时至今日，对常量组分的测定仍是沿用传统的化学分析法，因为对含量较高的组分能取得较高的测定准确度仍是这种方法的优点。因此传统分析方法并未成为昔日黄花。对比起来，仪器分析法设备复杂，价格昂贵，调试维修任务重，难于普及一般，对传统分析方法仍有研究发展之必要。因此20世纪以来这方面的研究论文仍不断涌现。
天平
传统的化学天平由天平和砝码组成；天平是根据杠杆原理制作的计量器具；砝码是质量的标准。质量和重量在物理学上是两个不同的概念，但由于历史和习惯上的原因，质量和重量都使用同样的单位，使两者的使用产生混淆。化学上习惯使用“重量"这一名词，但准确地说，天平衡量的结果是物体的质量值。
质量计量具有悠久的历史，中国出土的古代文物中，就有战国时代(公元前475-前221)楚国制作的天平和砝码，工艺精致，表明当时质量计量技术已达到相当水平。由于天平的计量原理可靠，结构简单，误差因素小，在19世纪中叶以后，质量计量基本达到今天所具有的精度水平。在国际单位制的七个基本单位的计量中，质量计量的精度一直保持领先地位。近代化学科学的发展与质量计量技术的进度密切相关，准确的质量计量使化学成为精密的定量的科学。
20世纪以来，分析天平一直是一种标准仪器。对称量时节省时间方面的改革——比如，使横梁迅速停止的阻尼装置，代替游码和小砝码的镀金链以及加减砝码的电动杠杆系统——长时期受到化学家们的抵制，他们怕这种改革会降低天平的精密度。由于对天平操作既要快速又要方便的需求。这种改革的障碍逐渐被扫除了。到了1950年，仪器制作商们试制了许多电动直读天平，甚至在更先进的仪器里还把天平盘也省去了。
二、微量分析
适用于极少量物质的分析方法已经应用了许多年了——比如，马尔施的砷检验法和奈斯勒的氨检验法——而作为一种标准分析操作法的微量分析则是20世纪发展起来的。它主要是奥地利格拉茨大学的普列格尔和埃米希两人工作的结果。定量微量分析方法在很大程度上是对传统常量方法的高度改进和提高，尽管在某些情况下，也提出过一些新的操作法。
F·埃米希(Emich，1860-1940)在某种意义上来说，是在格拉茨长期任职期间创立定量微量分析法的，他的贡献既包括有机方法也包括无机方法，但后者更主要。埃米希的最有名的学生之一A·A·本德蒂一皮乞勒(Bendetti-Pichler生于1894年)，不论是在格拉茨大学与埃米希合作期间，还是1929年后在纽约大学和纽约市的奎因斯学院期间，都对微量分析作出过许多贡献。
F·普列格尔(Pregl，1869-1930)曾在格拉茨大学学医，后因对生理化学很感兴趣，被派往生理学研究院作罗利特的助手，他一直在那儿工作。这期间他只是曾与奥斯特瓦尔德和艾米尔·费歇尔一起工作过一年。另外在1910年至1913年间在因斯布鲁克学院工作过一段时间。
普列格尔在研究胆汁酸时，他只得到一种极少量的需要分析的化合物。而传统方法至少需要几十毫克的量才能进行分析——同时要花长达几个月的时间。普列格尔对传统方法作了改进，使得只要有几毫克的量就足以进行分析了。按照埃米希提出的模型模式，他通过仔细的按比例缩小他的分析仪器，并采用许多创新办法来加以实现，作为一名熟练的玻璃工和技工，他有能力为自己装配各种所需的设备。
汉堡仪器制造商W·H·库尔曼制出了一台灵敏度达O.01毫克的微量天平。埃米希已证实，用这种天平可以进行令人满意的分析操作。库尔曼受到普列格尔工作的鼓舞，对这种天平作了改进，使天平最大称量重量为20克时灵敏度提高了10倍。
普列格尔对有机分析做了三年多切实有效的改进。他将李比希的碳氢燃烧法缩小到微量范围，原装苛性钾的玻璃管用装有碱石灰的小管代替，把水吸收在含五氧化二磷的一个类似小管里。1910年他在维也纳自然研究会上对此法作了公开演示。同样地他还把杜马的氮分析法、蔡泽尔的甲氧基分析法和卡利乌斯的硫和卤素分析法缩小到微量范围。他研制了用于微量熔点测定及微量测定凝固点降低和沸点升高的仪器。
普列格尔可以对少到几毫克的物质进行全面分析。这些方法一经公开很快就被用于痕量物质以及大量物质的分析中，因为它们具有省时、省地、省料的明显优点。普列格尔在格拉茨的实验室成了化学家们极力寻求获得微量分析操作经验的场所。1916年，普列格尔为满足人们的要求，发表了一篇文章，详细阐述了他所改进和完善了的那些方法。
普列格尔发明的技术在有机化学中具有极大的重要性，由于这项工作他获得了1923年诺贝尔化学奖。
其他人也曾对改进微量化学分析作出过贡献，著名的有纽约大学的J·B·尼德尔(Niederl生于1899年)。他出生在格拉茨，曾在普列格尔手下从事过研究。他的教学工作，教科书和研究工作对于微量方法在美国的应用起过重要的作用。
美籍华裔化学家马祖圣(1911-)对有机官能团微量分析法作了系统研究；从毫克到微毫克级的有机物的合成技术；微量化学技术在天然产物研究中的应用；如何在普通化学和有机化学及实验中引入简单仪器及微量技术；制作微量技术用的仪器等方面皆作出了贡献。
时至今日，由于谱学在分析化学中的应用，微量化学技术已失去了光彩，然而它的历史地位不容磨灭，它是分析化学发展的一个重要阶段。试想当初如果没有微量化学的出现，甾族化合物的研究便不可能实现。
点滴试验
点滴试验在定性微量分析中起着重要的作用。因为有机试剂对鉴别有机化合物和无机化合物都有着广泛的用途。尽管人们普遍忽视这方面的正规训练，但点滴试验还是广泛地用在了教学和工业实验室中。许多年来这些试验断断续续地已经被人们采用，有几个实验，如铁的没食子试验，可一直追溯到古代。
埃米希对这种试验的系统化作出过重要贡献。而F·费格尔(Feigl)则主要使这种试验变得方便易行了。费格尔曾在维也纳的W·施伦克(Schlenk)手下获得过分析化学博士学位。他在博士学位研究期间，丢开施伦克指定给他的磷酸盐问题，而去从事点滴试验。他对戈佩尔斯莱德在该领域的工作很感兴趣，后来还发表了有关论文，他在维也纳一直呆到1938年，那年德国合并了奥地利，他到根特去进行研究工作。他在那儿解决了制造抗砷化三氢的防毒面罩的问题。他在所著的书里叙述了许多反应。并用其中一个反应证实，通过使用硅胶上的二氧化镁，可把砷化三氢毒气氧化成可被吸附的形式。在德国入侵比利时时，费格尔逃到了巴西，并在巴西农业部谋取到一个研究职位。
三、电分析化学的发展
电化学方法在20世纪初引起了相当大的注意，不过除了几种电镀操作法外，并没有找到什么特别有效的方法。到了1925年，电化学仪器普遍被搁置在顶楼上或展览馆里，无人过问。电势滴定法要求可随时进行调节的仪器，而且在大多数滴定中，这种方法也并不比指示剂优越。电导滴定法也需要特殊的仪器，在大多数情况下，还得描绘电导率变化曲线，判定溶液的电导率显示突变的位置。然而，在电极材料和电流测定装置得到改进后，并对适合测定特殊试样的方法有了需求后，这些操作法才开始在某些方面重新受到欢迎。
电势滴定法获得成功靠的是一种应用方便的测量电势系统，这一系统自然与pH测定法的发展联系着的。氢电极作为一种参考电极，尽管测试范围很广并具有抗盐误差的性质，但也不是日常分析工作的一种方便易用的电极。氢醌电极测试范围狭窄，并与氢电极一样不能用于有氧化剂和还原剂存在的场合。锑电极足够耐蚀，适于工业应用，并有其它某些优点，但仍不能用于氧化剂存在的地方，且很易受某些离子的侵蚀。1909年，哈伯和克莱门西维兹提出了一种玻璃电极，这种电极30年后最终发展成为一种实用电极。
由于玻璃电极的出现，有可能制造出实验室和工业上都应用方便的轻型pH计。这种电极又重新引起了人们对电势滴定法的注意。这种测试技术非常适用于测定混浊溶液和有色溶液的酸碱性，比如测定脂油的酸值和在丹宁酸存在下锅炉用水的酸度。它还能用来滴定两种酸的混合物，假如这两种酸的浓度近似相等，而且电离常数相差104以上。在某些情况下，比如，测定有色液体中的维生素C以及用银导线作指示电极用银离子来滴定氯化物时，电势滴定法也有可能应用到氧化还原反应及沉淀反应里。
极谱分析法
极谱分析法是布拉格的J·海洛夫斯基(Heyrovsky，1890-1967)的研究成果。海洛夫斯基给一个滴汞阴极和一个汞池形成的阳极加以一个连续增加的负电势。他观察到，如果与电极接触的溶液含有还原性离子或离子团的话，电流就会按等级地而不是连续地增加。
海洛夫斯基因发现和发展了他在1922年描述的极谱法而知名。这是所有分析技术中最能应付多方面的技术之一。它的根据是：在电解时离子在电极放电，如果电极小，则电流能为离子移动到电极表面的速度所限制。在极谱法中阴极是一小滴汞(恒定地形成和滴下以保持表面清洁)。缓慢地增高电压，并绘制电流对电压的曲线。电流以台阶形增加，每一台阶相当于溶液中一种特有类型的正离子。台阶的高度表明该离子的浓度。由于他的成就，海洛夫斯基被授予1959年诺贝尔化学奖。
尽管海洛夫斯基在1925年就阐述了极谱仪的原理，但过了许多年它才开始具有实用价值。赫恩、海洛夫斯基、柯尔托夫和林根发表的有关该方面的书也有助于引起人们的注意。当时市面上可买到的极谱仪被用来测定混合物中低浓度的物质，即经初步分离含量已达最小的物质。极谱仪可用于测定阳离子，像铬酸根、硝酸根和溴酸根那样的阴离子以及含有电还原基因的有机化合物。它还可用于物理化学方面来研究有关溶质的性质和溶液反应的机理。虽然极谱仪难得应用到不定期的分析中，但它在解决已做了必要研究的特殊问题方面却是非常有用的。
自此以后，极谱分析很快成为电分析化学中最重要和最成功的一种分析方法。各国电化学家和分析化学家积极开展极谱学的研究，从理论到应用，长盛不衰，并且派生出许多新的方法和新的技术。
四、光学分析方法的发展
光学分析法是利用待测定组分所显示出的吸收光谱或发射光谱，既包括原子光谱也包括分子光谱。利用被测定组分中的分子所产生的吸收光谱的分析方法，即通常所说的可见与紫外分光光度法、红外光谱法；利用其发射光谱的分析方法，常见的有荧光光度法。利用被测定组分中的原子吸收光谱的分析方法，即原子吸收法；利用被测定组分的发射光谱的分析方法，包括发射光谱分析法、原子荧光法、X射线原子荧光法、质子荧光法等。
(一)比色法
分光光度法的前身是比色法。比色分析法有着很长的历史。1830年左右，四氨络铜离子的深蓝色就被用于铜的测定。奈斯勒的氨测定法起源于1852年，大约在同一年，硫氰酸盐被用来分析铁。1869年，舍恩报道说钛盐与过氧化氢反应会产生黄色，1882年，韦勒(Weller)将此黄色反应改进成一种钛的比色法。钒也能与过氧化物发生类似的反应，生成一种橙色络合物。1912年，梅勒一方面利用1908年芬顿发现的一个反应(二羟基马来酸与钛反应呈橙黄色，与钒反应无此色)，另一方面利用与过氧化物的反应，得出了一种钛和钒这两种元素的比色测定法。
吸收光度分析法提供了非化学计量法的一个很好例子。有色合物的光吸收强弱随着所用辐射波长的大小而变化。因此早期的色法主要凭经验将未知物与浓度近似相等的标准溶液进行对比。比如象奈斯勒在氨测定法中所作的比较。比色剂，如杜波斯克比色计，是通过改变透光溶液的厚度和利用比尔定律，来对未知物的颜色与标准液的浓度进行对比的，这种仪器并不适用于所有的有色物质，它充其量也不过经验程度很高罢了。
1729年，P·布古厄(Bouguer)观察到入射光被介质吸收的多少与介质的厚度成正比。这后来又被J·H·兰贝特(Lamben，1728-1777)所发现，他对单色光吸收所作的论述得到了下列关系式：
|
-dI |
= a·dx |
|
I |
上式中I是通过厚度为x的介质的光密度，a是吸收系数。利用边界条件x=O时，I=10，积分得到：
I=Ig e-ax
1852年，A·比尔(Beer)证实，许多溶液的吸收系数a是与溶质的浓度C成正比的。尽管比尔本人没有建立那个指数吸收定律公式，但下列关系式
I=Ig e-acx
仍被叫做比尔定律，式中浓度和厚度是作为对称变数出现的。这个名称似乎是在1889年就开始使用了。
1940年以前，比色法一直是最直观的分析法，往往是以高度经验为根据的——实际上依靠了奈斯勒管、杜波斯克比色计和拉维邦色调计。色调计利用可叠加有色玻璃盘作为颜色比较的载片。某些测定甚至是将颜色与彩纸和有色玻璃作比较来进行的。T·W·理查兹在有关卤化银的测定方面，发明了一种散射浊度计，用通过微浊溶液来测量光散射。
1940年初左右，分光光度计开始广泛使用，几种高质量、应用简便的工业仪器使比色法更加普及，最著名的仪器，如蔡斯-普尔费利希、希尔格、斯佩克尔、贝克曼和科尔曼分光光度计，采用滤波器、棱镜和光栅，使光的波长限制在一个很窄的范围内。光吸收一般是用光电管测量的。
典型的比色试剂是二苯基硫卡巴腙(dipllenyl-thioearbazone)通常叫做双硫腙dithizone，是艾米尔·费歇尔在1882年发现的，他观察到双硫腙很容易和金属离子形成有色化合物，但他没有继续这项研究。 1926年，海尔穆特·费歇尔研究了这个化合物，并报道了把它用于分析的可能性，这种可能性在30年代得到了最充分的利用。这种试剂与大量阳离子所形成的有色螯合物极易溶解于氯仿那样的有机溶剂中。于是，这种络合物就可从大量的水溶液中萃取到少量的溶剂中，从而使这种方法对痕量物质也非常灵敏。
比色法借助仪器可用于波长短到2000Å的紫外区。向紫外区的进一步扩展是不可能的。因为容器、棱镜及空气本身也会吸收光。记录方法(起初主要是照相记录)，随着实用光电管的发展得到了明显的改进。紫外分光光度法在测定芳香化合物，如苯酚、蒽和苯乙烯方面特别有价值。
紫外吸收在研究有机化合物的结构时也很有用，它同束缚松散的电子缔合，如出现在双键中的电子。乙烯、乙炔、羰基化合物和氰化物中的不饱和键吸收2000Å以下的光，因此处于紫外分光光度计可测范围之外。不饱和键周围有取代基时，会使光的吸收向长波方向移动，但仍远离实际可测的范围。偶氮基、硝基、亚硝酸盐、硝酸盐和亚硝基的吸收光范围在2500～3000Å之间。不饱和键发生共轭现象会使吸收增强。引起光向长波方向移动。芳香环具有一个特征吸收本领，可用于鉴定。
(二)红外光谱法
辐射能吸收用作一种分析工具的最大进展也许是在红外光谱领域。1920年以前，利用波长在8000Å到几十分之一毫米光谱区的仪器就已经有了，但红外光谱研究的真正进展却发生在1940年以后。这个光谱区含有象分子振动所包括的那样一些频率的光。原子质量、键强和分子构型这样一些重要因素与所吸收的能量有联系。因此某些波段易与OH、NH、C=C和C=O那样一些基团相对应。
红外光谱的兴起靠的是发展热电堆以及辐射计、放大器和记录器方面所取得的进展。许多年来，这些仪器的光学部分比检测和记录机构要令人满意得多。
红外光谱主要是作为一种定性工具使用的。同时如果大量的日常分析工作——比如，工业实践中常常必需的分析工作——证明红外光谱有利于这种工作的操作的话，那么它也可用于定量分析。定量红外光谱法已经用于分析硝基烷混合物。甲酚混合物和六氯化苯异构体方面。六氯化苯的γ-异构体可用作杀虫剂。红外光谱法已经是测定混杂有相关异构体的γ-六氯化苯的有用工具。红外光谱法在定性分析中极有价值，因为吸收位置和吸收强度能提供大量数据。过去人们曾做了大量的工作，绘制了许多键和基的光吸收性质图，使得有可能利用这种数据迅速确定出新化合物的结构。工业方面，红外光谱也有助于研究聚合作用方面的进展，因为单体和聚合体的红外吸收带相互间是有区别的。
目前红外光谱(IR)是给出丰富的结构信息的重要方法之一，能在较宽的温度范围内快速记录固态、液态、溶液和蒸气相的图谱。红外光谱经历了从棱镜红外、光栅红外，目前已进入傅里叶变换红外(FT-IR)时期，积累了十几万张标准物质的图谱。FT-IR具有光通量大、信噪比高、分辨率好、波长范围宽、扫描速度快等特点。利用IR显微技术和基本分离技术(matrixisolation，MI-IR)可对低达ng量和pg量级的试样进行记录，FT-IR和色谱的结合，被称为鉴定有机结构的“指纹"，这些优点是其他方法所难于比拟的。红外光谱近年来发展十分迅速，在生物化学高聚物、环境、染料、食品、医药等方面得到广泛应用。
(三)荧光分析
当紫外光照射到某些物质的时候，这些物质会发射出各种颜色和不同强度的可见光，而当紫外光停止照射时，这种光线也随之很快地消失，这种光线称为荧光。
第一次记录荧光现象的是16世纪西班牙的内科医生和植物学家N.Monardes，1575年他提到在含有一种称为“Lignum Nephriticum”的木头切片的水溶液中，呈现了极为可爱的天蓝色，在17世纪，Boyle(1626-1691)和Newton(1624-1727)等著名科学家再次观察到荧光现象，并且给予更详细的描述。尽管在17世纪和18世纪中还发现了其它一些发荧光的材料和溶液，然而在解释荧光现象方面却几乎没有什么进展。直到1852年Stokes在考察奎宁和叶绿素的荧光时，用分光计观察到其荧光的波长比入射光的波长稍为长些，才判明这种现象是这些物质在吸收光能后重新发射不同波长的光，而不是由光的漫射作用所引起的，从而导入了荧光是光发射的概念，他还由发荧光的矿物“萤石”推演而提出“荧光”这一术语。Stokes还对荧光强度与浓度之间的关系进行了研究，描述了在高浓度时以及外来物质存在时的荧光猝灭现象。此外，他似乎还是第一个(1864年)提出应用荧光作为分析手段的人。1867年，Goppelsrfider进行了历史上首次的荧光分析工作，应用铝一桑色素配合物的荧光进行铝的测定。1880年，Liebeman提出了最早的关于荧光与化学结构关系的经验法则，到19世纪末，人们已经知道了包括荧光素、曙红、多环芳烃等600种以上的荧光化合物。
20世纪以来，荧光现象被研究得更多了。例如，1905年Wood发现了共振荧光；1914年Frank和：Hertz利用电子冲击发光进行定量研究；1922年Frank和Cario发现了增感荧光；1924年Wawillous进行了荧光产率的绝对测定；1926年Gaviola进行了荧光寿命的直接测定等等。
荧光分析方法的发展，与仪器应用的发展是分不开的。19世纪以前，荧光的观察是靠肉眼进行的，直到1928年，才由Jette和West提出了第一台光电荧光计。早期的光电荧光计的灵敏度是有限的，1939年Zworvkin和Raichman发明光电倍增管以后，在增加灵敏度和容许使用分辨率更高的单色器等方面，是一个非常重要的阶段。1943年Dutton和Bailey提出了一种荧光光谱的手工校正步骤，1948年由Studer推出了第一台自动光谱校正装置，到1952年才出现商品化的校正光谱仪器。
近十几年来，在其它学科迅速发展的影响下，随着激光、微处理机和电子学的新成就等一些新的科学技术的引入，大大推动了荧光分析法在理论方面的进展，促进了诸如同步荧光测定、导数荧光测定、时间分辨荧光测定、相分辨荧光测定、荧光偏振测定、荧光免疫测定、低温荧光测定、固体表面荧光测定、荧光反应速率法、三维荧光光谱技术和荧光光纤化学传感器等荧光分析方面的某些新方法、新技术的发展，并且相应地加速了各式各样新型的荧光分析仪器的问世，使荧光分析法不断朝着高效、痕量、微观和自动化的方向发展，方法的灵敏度、准确度和选择性日益提高，方法的应用范围大大扩展，遍及于工业、农业、医药卫生、环境保护、公安情报和科学研究等各个领域中。如今，荧光分析法已经发展成为一种重要且有效的光谱化学分析手段。
在我国，50年代初期仅有极少数的分析化学工作者从事荧光分析方面的研究工作，但到了70年代后期，荧光分析法已引起国内分析界的广泛重视，在全国众多的分析化学工作者中，已逐步形成一支从事这一领域工作的队伍。近年来，国内发表的有关荧光分析方面的论文数量增长较快，所涉及的内容也已从经典的荧光分析法逐步扩展到新近发展起来的一些新方法和新技术，在仪器应用方面也陆续有几种类型的国产的荧光分析光度计问世，为这一分析方法的发展和普及提供了一定的物质条件。
(四)原子吸收光度法
20世纪50年代初又发展出了原子吸收光度法。这是吸收光度法的又一次重大突破。这种方法的初始形式是将试样溶液雾化，喷人火焰，使雾滴溶剂迅速蒸发，形成溶质固体微粒。它很快熔化、挥发，并被热解为组成原子。这时利用一束锐线辐射穿过一定厚度的待测试样蒸气，辐射的一部分便被蒸气中待测元素的基态原子所吸收。对透过的辐射，经单色器后，测定其减弱的程度。这样利用在一定条件下消光度与火焰中原子浓度成正比的关系，求得待测元素的含量。
原子吸收共振光谱线的性质很早就被观察到。1802年，英国化学家武拉斯顿就曾观察到太阳光谱中存在着许多暗线。对这种现象，英国光学家布鲁斯特(David Brewster，1781-1868)对此作出了科学解释。但是对此现象付诸应用，则是20世纪的事情。
1953年，澳大利亚物理学家沃尔什(A.Walsh)正式提出利用原子吸收光谱建立新的吸收光度法，并于1954年在墨尔本物理研究所展示出了第一台简单的原子吸收分光光度计。次年，他发表了专题论文《原子吸收光谱在化学分析中的应用》，从理论上探讨了这种方法。在此同时，荷兰化学家阿克马德(J.T.J.Alkemade)也报导了采用原子火焰的吸收实验，指出原子吸收可以做为一个普遍应用的分析方法。到1958年，这种方法便有了实际应用，例如，这年化学家德威得(D.J.Dvid)发表了他用原子吸收法测定植物中锌、镁、铜、铁等元素的实验报告。但在50年代，这种方法主要还仅在澳大利亚进行研究。
作为原子吸收法的一个关键性问题是如何使待分析物质充分原子化，并形成稳定的原子蒸气。这就需要提高原子化装置的温度。在最初时，沃尔什是将试样作成圆筒状空心阴极，通过放电和阴极溅射而原子化。当时也有人利用火焰光度法中所常用的煤气-空气和丙烷-空气的低温火焰。其后又有人利用氢-空气或乙炔-空气。但对耐高温化合物，这些火焰的温度都嫌不足。到1965年，化学家维利斯(J.B.Willis)提出用乙炔-氧化亚氮火焰；曼宁(D.C.Maning)提出用乙炔-氧化氮火焰，它们的温度皆可高达近3000℃，这样就使测定Be、Al、Si、Ti、Zr、V、Sc、稀土等元素有了可能。 1968年和1969年马斯曼(H.Massmann)和苏联科学家吕沃夫(Б.В.Лвoв)分别研究了石墨管原子化法(非火焰法)。他们将试样放于密闭的石墨管中(两端装石英窗)，充以惰性气体，用交流电加热产生原子蒸气，这样既可达到较高的温度，又可使吸收层中没有氧(有利于氧化物试样热解)，并且这种装置可以使试样中待测元素都进入吸收光路中，因而提高了分析的绝对灵敏度。1969年威斯特(T.S.West)则提出采用电加热炭丝而使试样原子化的方法，效果也很好。
作为原子吸收法的另一个关键问题是光源设计。它既需要有高稳定性和强辐射能力，又能发出强烈的待测元素共振线辐射，并且没有自吸收和连续背影。至今原子吸收光度计中最常用的光源是空心阴极灯。在20世纪初，这种光源就被用来研究原子光谱。1955年，克劳斯怀特(H.M.Crosswhite)等发展了这种光源。制造阴极内壁用的材料一般就是高纯的待测元素，对低熔点金属元素，则采用其合金。管中充以氩或氖气。当两极施加电压后，引起阴极溅射，溅射出来的原子再与氩、氖原子或离子碰撞而被激发发光。另外一种光源是充以某些元素蒸气的放电灯。这类元素都是较易挥发的，例如碱金属和汞。
原子吸收光度法因为具有灵敏、快速、简便、准确、经济、适应普遍等诸多优点，所以发展极快，只在十几年中就几乎在冶金、化工、地球化学、农业、生化和药物研究各实验室中得到普及。
(五)发射光谱
发射光谱的发展比其它任何领域都要迅速。早在1920年，它的应用就达到了很高的水平。用于鉴定金属和非金属的实际操作法已获得了发展，这表明除了单质气体、硫和卤素之外所有物质都可以进行普通分析操作。这种技术的灵敏度达到百万分之几，对鉴定痕量杂质非常有用。
定量分析随着底片、仪器和操作手续的规格化变得实际可行了，每种元素的含量都可通过比较不同元素的某些发射谱线的密度来确定。这种比较起初是目视进行的。后来出现了显微光度计，银在底片上沉积的密度就可以精确测量了。定量和定性发射光谱很适合大规模的日常分析操作。小规模的临时光谱操作在解释问题上存在着困难，要花很大的费用；而使用其它某些分析技术却较付钱雇几位解释者要好些，合算些。
大型工业光谱实验室正越来越倾向于完全自动化地去解释和记录结果。在高分辨率的光谱仪中，光电管安置在待测元素的重要谱线会出现的位置，当发射光通过仪器后，经过适当的放大、计算和记录，几秒钟后就可得到复印的结果记录。这种自动化程度自然需要大量的投资和精心的保养，并且还要限制待分析元素的数目和种类，不能任意改变。然而，在每天都能生产出许多批相似合金的工业操作中，工时和劳力的节省会使这种大型投资较为合算。
主要由中性原子的谱线组成的电弧光谱和主要由离子的谱线组成的火花光谱很久以来就是分析工作的实用光谱。火焰光谱尽管是由较少量的低能跃迁谱线组成，但它完全适用于许多分析工作，特别是碱金属和碱土金属的分析，不过因为他们的谱线又弱又不稳定，所以一般不用于定量分析。
1929年以后，产生了两种操作法，使火焰光谱的应用得到了扩展。拉梅奇介绍过一种火焰法，用来分析土壤提取物和植物灰分，分析中利用了石英喷灯中的氧煤气焰，这种喷灯设计成可使吸饱样品的滤纸卷送入火焰。大约与此同时，伦德加德也发明了一种仪器，把呈细流的溶液引到乙炔-压缩空气火焰里，他自称成功地对32种金属作了定量测定。以上两种方法对铅、锌和汞那样一些金属却不敏感。基于伦德加德原理的火焰光谱仪已有商品出售，它们对钠和钾的日常分析测定特别有用。60年代以后，利用光电倍增管为接受器的多道光谱仪问世，使光谱定量分析的速度和自动化程度大为提高。
五、色谱分析法的崛起
色谱法又叫色层法、层析法。初时是作为一种分离手段而研究的。其原理是混合物中不同组分在流动相和固定相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些组分在两相间的分配反复多次，从而产生很大的分离效果，使它们得以充分分离。只是到了20世纪50年代，才开始把这种分离手段与检测系统连接起来，从而构成了一种独特的分析方法。然而这种方法发展极快，成为分析化学中最富活力的一个领域，也成为生物化学和有机化学中广泛应用的一种手段。特别是在有机天然产物的分离和分析中显示了独特作用。
(一)色层分离法的产生
化学家们很早就知道，许多物质能从气体和溶液中吸附到固体的表面上。1773年，舍勒描述了气体在木炭上的吸附，1800年以前，这个原理被应用到工业上——利用木炭来澄清糖溶液。有机化学家使用骨炭来漂白他们的制品，这至少已经有150年的历史了。在染料工业方面，工人们常常通过把一滴溶液点滴到纸上或布上，然后观察作为溶剂的染料组分所形成的圆形环，借助毛细作用向外移动的情况。以此来检验染色浴的质量。德国染料化学家F·F·龙格(Runge)认识到，吸附作用不仅普遍可用于分离染料，而且可用于分离一般有色物质。他证实，无机阳离子可以借它们通过纸和其它多孔物质的不同迁移速度进行分离。他的方法和结果在19世纪50年代发表的两本书中作了叙述。他的后一本书附有实际的纸上色层谱作为说明。
龙格的工作对申拜恩和他的学生F·高佩尔斯莱德(Gopperstr6der)发生了影响，1861年左右他们开始从事毛细分离的研究。高佩尔斯莱德写过几本有关毛细作用的书，并对溶解物在多孔物上扩散的速度进行了广泛研究。他试验了几种吸附剂，发现用纸和织物效果更好些。他用硅藻土吸附柱和其它细粒吸附做实验，并观察到像意大利的马泰乌奇所观察到的某种分离作用一样。大约同一时期，英国土壤化学家H·S·汤姆逊和J·T·威伊观察到，当把矿物液顺泥土吸附柱从上向下倒入时，各种矿物质就会聚集在柱的不同高度上。1886年，C·恩格勒(Engler)和M·伯姆(Boehm)注意到，当烃类通过活性炭吸附柱时，其中的不饱和烃被挡住了，而饱和烃却随流出液移动，这一观察结果在德国被用来生产石油冻。尽管还有几位研究者报道了有关染料、矿物和其它材料的同样观察情况，但在19世纪期间，对该项技术的注意并不广泛和普遍。
l897年，美国地质勘探局的一位石油化学家D·T·德伊(Day)假定，世界不同地区的石油组成不同，因为岩石被石油渗过后会吸附各种物质成分。德伊使石油通过填有硅藻土和其它吸附剂的吸附柱时，观察到物质组成在通过吸附柱时会发生改变，石油的不同组分出现在柱的不同高度位置。他于1900年在巴黎举行的第一次国际石油会议上报道了这一结果。德伊观察到，柱吸附不仅在石油研究方面，而且在普通化学分析方面都是很重要的。这种方法不久就被美国、俄国和德国的石油化学家开始采用。恩格勒和E·阿布雷希特(Albrecht)进行了广泛的研究，他们用一个在不同高度安有许多出口的吸附柱，由出口排出样品，可研究物质的沸点、密度和粘性的变化。1900年，俄国的K·克维特卡(Kvitka)发明了一种包括吸附法的分馏操作法，并因此获得巴库技术委员会的证书。
M·茨维持(Tswett，1872-1919)在用色层法分离植物颜料方面作出过贡献。他出生在意大利，母亲是意大利人，父亲是俄国人。他曾在瑞士学习，并在华沙和俄国教育中心城市从事过研究和教学工作。作为一名植物学工作者，他对植物颜料很感兴趣，但他所受的物理化学训练却使得他把吸附作用用作了一种分离技术。他深刻地感到石油醚很不适用于由植物细胞组织中萃取颜料。尽管植物颜料易于溶解在这种溶剂里，他在1903年发表了一篇很少有人知道的论文，文中推断，植物细胞组织对颜料有很强的吸附作用，因而不易被石油醚萃取。他确信，这种萃取可以用醇或甚至用加有醇的石油醚来进行。
茨维特证实，萃取后的颜料在石油醚中会受到滤纸的强烈吸附，这就支持了他的吸附假说。当往里面加入少量醇后，石油醚才能从滤纸中萃取出相当数量的颜料。于是，滤纸与植物细胞组织一样也对颜料有吸附作用。接着茨维特试验了一百多种化学物质对叶绿素萃取物的吸附能力，他还研究了某些天然和合成染料以及卵磷脂的吸附作用。茨维特研究看来已受到戈佩尔斯莱德的影响，但并没受到他的同代人工作的影响。
1906年至1914年间，茨维特进行了有关叶绿素及伴生的叶黄素和叶红素的广泛研究。他在1906年发表的著名论文里谈到，当这种溶液通过一个碳酸钙吸附柱时，会将石油醚萃取液中的颜料分离出来。叶红素和叶黄素是作为有色带出现的，这些带可以用醇分离出来。茨维特极热心于柱色层法，但却没能引起人们多大注意。1916年，德雷(Dhéré)和韦吉齐(Vegizzi)把柱色层法用于叶绿素研究中。1920年左右，明尼苏达的L·S·帕尔默(Palmer)在他的类叶红素的广泛研究中利用了一些这方面的技术。
到了1931年，吸附色层法的真正价值由于柏林的威廉皇帝研究所的C·库恩(Kuhn)及其同事的工作成果而得到了公认。他们在有关叶红素和叶黄素的研究中利用了这种工具，使它在一段时期里受到人们的普遍注意。这个时期正是对维生素和其它生物活性物质发生浓厚兴趣的时期。他们证实，活性铝土是一种用途广泛的吸附剂。30年代期间，几位有机和生物化学家，如卡勒尔、文道斯、鲁济卡、温特斯坦、海尔布伦、崔斯曼斯特和维尔施泰特，在把色层法发展成为一种有用的分离工具方面作出了突出的贡献。它在处理有色化合物时很快就显示出有效性。它还被应用到混合物的分离、痕量物质的提浓和均匀性的检验方面。化学家们终于掌握了处理无色物质的各种技术。
(二)正面分析和置换展开
正面分析和置换展开是A·蒂萨留斯(Tiselius)及其同事，特别是S·克雷森(Claesson)，在40年代初介绍的色层法技术。正面分析就是连续测定流出柱的液体的折射率。然后以折射率对体积绘制曲线，记录组分通过柱的移动情况。一开始测出的是溶剂的折射率，因为柱上的固体足够多，可将全部溶质吸附住。后来折射率发生了改变，吸附的最不牢固的溶质就开始与吸附剂分开，穿流过去，接着各种溶质相继流过去。这种方法不仅已经用于分离，而且用到了脂肪酸及其酯和脂肪醇那样一些混合物的定量分析中，蒂萨留斯及其同事原先是用此法来分离碳柱上的糖和蛋白质分裂产物的。
置换展开在原理上类似于正面分析，它利用二种溶液进行展开，这种溶液含有一种比柱上已吸附的物质更易被吸附的溶质，层带随着柱的展开同时向下移动。排出的溶液如正面分析一样进行分析。这个技术的优点是，连续层带随着前后带流过去后，所含的杂质比正面分析所含的要少。
(三)离子交换
离子交换物质很早就以绿砂那样一些天然硅酸盐形式为人们所知了，它们最早被用作再生水软化剂。自1930年以来，化学家们已经成功地制出了具有离子交换性质的合成树脂。这种树脂常被用在离子交换柱上，在进行某些分离时极其有效。
在第二次世界大战期间，离子交换树脂被很有效的用于从核反应堆中分离裂变产物。其中许多裂变产物处在周期表的稀土金属区，它们的分离极其费时费事。在使用了阳离子交换树脂后，才使得这些分离工作大有进展。1947年，E·R·汤普金斯(Tompkins)、F·H·斯佩丁(Spedding)、G·E·博伊德(Boyd)、L·S·迈尔斯(Myers)、J·A·艾尔斯(Ayres)及其合作者发表了一系列论文，介绍这一工作的成果。他们使用能与稀土元素离子络合的柠檬酸盐，并细心地控制pH值，从而得到很好的分离效果。衣阿华州立学院核研究所的斯佩丁等人采用离子交换方法对稀土元素进行了大规模的分离实验。芝加哥附近的林德赛化学公司利用类似的方法进行了商品生产。对无机化学作出了杰出贡献。
1947年，蒂萨留斯、德雷克(Drake)和哈格达尔(Hagdahl)在离子交换树脂上将氨基酸分离成碱性、中性和酸性几种不同类型。甚至更早时，布络克(Block)就成功地在磺酚阳离子交换树脂(一种进行阳离子交换的磺化酚醛树脂)上进行了类似的分离操作。
40年代末，由于原子能工业需要分离裂变产物给离子交换树脂工业以极大推动，各种型号的树脂研制出来。1947年，美国克林顿(Clinton)研究室的凯特尔(B.H.Ketelle)等在强酸型Dowex-50(美国Dow化学公司商品型号)树脂上分离了稀土。众所周知锆铪分离曾是化学上的难题。1948年美国加州大学的西博格(G.T.Seaborg)和斯特里特(K.Street Jr)在Dowex-50型树脂上分离锆-铪，回收了66％的铪，其中锆含量小于O.1％；1949年，美国橡树岭实验室的克劳斯(K.A.Kraus)和赫夫曼(E.H.Huffman)也分别用其他类型的树脂和介质条件分离锆-铪成功。这是离子交换技术对无机化学的又一重大贡献。
1950年，美国科学家维尔纳(L.B.Wemer)等利用pH为3.5的柠檬酸缓冲液在Dowex-50树脂上分离了Am和Cm；同年，斯特里特也用这种树脂以3.3摩／升盐酸为洗提剂使Am和Cm与稀土的混合物分离；同年，美国加州大学的汤普森(S.G.Thompson)等则将Bk与Cm、Am、Pu分开。 Nb、Ta和Pa的分离也是长期以来困扰人们的难题，1948年K·A·克劳斯和G·E·摩尔(Moore)在Dower-1型树脂上分离了Nb与Ta，Zr与Nb的氟络合物。1953年他们又用这种方法使Zr、Pa和Nb、Ta得以分离。
由于离子交换树脂在一系列疑难的分离课题中显示出了非凡的功能，从而促使科学家们对离子交换机制和交换平衡的理论开展研究。1940年美国加州理工学院的化学家J·N·威尔逊(Wilson)和德·沃尔特(D.De Vault)分别推导出层析吸附的数学式。1941年，英国里兹的化学家马丁(A.J.P.Martin)和辛格(R.L.M.Synge)提出了与分馏类似的柱体理论，并进行“理想塔板"数的计算。1947年，美国克林顿实验室的S·W·迈厄尔(Meyer)等计算了在溶解的与被吸收的溶质之间达到平衡过程所需的柱长。1955年，英国哈韦尔(Harwell)原子能研究所的格留考夫(E.Gluckauf)对他们的计算加以修正，列表指出分离产物的纯度是分离因数的函数。
(四)分配色层法
分配色层法是A·J·P·马丁(生于1910年)和R·L·米林顿·辛格在1941年采用的。1938年，辛格在研究乙酰氨基酸时观察到，这些氨基酸在氯仿和水之间的分配系数明显不同。马丁曾在那以前研制出一种用于维生素纯化的逆流萃取器。他们进行合作尝试在两种逆向流动的溶剂间分配氨基酸以便分离它们，但这没有成功。后来他们发现，如果使水吸附在硅胶上保持水相不动，只许氯仿相流动的话，分配过程就可顺利进行。他们还发现，如果使用甲基橙那样的不溶于氯仿的指示剂，就有可能检测到乙酰氨基酸在柱上的层带。
这项技术不久就被伊舍伍德用来分离富马酸、琥珀酸、草酸、苹果酸、柠檬酸和酒石酸。在分离过程中使用了氯仿-丁醇作为流动相，稀硫酸作为固定相。列维和他的同事们则利用这一技术来分离青霉素。美国食物药品局的拉姆赛和帕特逊将分配色层法用于分离六氯环己烷和C5-C10脂肪酸。他们开辟了非水体系分配色层法，一方面在硅胶和正己烷上使用硝基甲烷进行分离，另一方面在硅胶和三甲基戊烷上使用甲醇进行分离。
1943年，A·H·戈登、马丁和辛格在硅胶上进行某些氨基酸的分离时遇到了困难。他们转而研究其它像淀粉和纤维素那样一些吸水物质。他们使用外围被水蒸气饱和了的滤纸，分离了各种氨基酸混合物，并通过用茚满三酮喷射和加热检测了这些氨基酸的位置。
纸条层析法从此迅速发展起来。1944年，R·康斯登与戈登和马丁一起提出了一种二维技术，用来实现难结合物的分离。依此法先在一张方形滤纸的一个角上点滴试验物质，如蛋白质水解产物，然后用适当的溶剂展开。这样各种组分就沿着滤纸的边缘扩散，待干后，将滤纸转九十度弯。改用第二种溶剂展开。结果，第一种溶剂不能分离的组分经第二种溶剂就被分开了。康斯登及其同事先用苯酚和水，接着再用可力丁和水，对二十多种氨基酸进行展开。从而确定了他们的位置。
帕特里奇采用纸条层析法鉴定还原糖，并用硝酸银的氨溶液来显露色带。古达尔和列维利用纸上层析法分离青霉素，通过把滤纸放在接种有枯草杆菌(B.Subtilis)的琼脂培养基上，确定了每种活性化合物的位置。这种方法借助观察青霉素点邻近的抑制生长程度而改进成一种定量试验。纸上层析法也有了其它各种用途，包括无机阴、阳离子混合物的分析，但它主要用于定性分析工作中。
马丁和辛格因在1941年发明了分配色层法特别是纸上色层分析法而共享了1952年诺贝尔化学奖。这种方法在生物化学和分子生物学革命中将成为一种基本的分析工具。用这种方法辛格弄清了简单的蛋白质短杆菌肽(Gramicidins)的结构，找出了几种氨基酸在这种分子中的次序。很快就证明，这项工作对于F·桑格阐明在胰岛素分子中氨基酸的排列次序有巨大作用。但是马丁本人对他们贡献的评价却不那么高，他指出：“整个思想都很简单，如果人们的思想都能指引到这一思路上的话，大概早在一个世纪以前这个方法就盛行了。”
(五)气相色谱
气相色谱或蒸气相色谱自从1952年英国的A·T·詹姆斯(James)和A·J·P·马丁提出以来已经获得了非常迅速的发展。它实际是分配色层法的变种，不过其中有一相改为气相罢了。德国的G·黑塞(Hesse)早在1941年就采用过气态组分的色层吸附法，然而把蒸气相色谱发展成为一种有效的分析工具的则当推詹姆斯和马丁。他俩用硅酮油和硬脂酸作为液相，硅藻土作为液相的载体，分离和分析了挥发性脂肪酸，使乙酸、丙酸、异丁酸、正丁酸、β-甲基戊酸、X-甲基戊酸和正戊酸依次与作为载体的氮气分离。而流动气带走的各种酸的量可由自动记录滴定管来测定。
詹姆斯和马丁把这一方法推广到氨、甲胺、挥发性脂肪胺和吡啶的同系物的测定中。这种技术很快就被其他实验工作者采用。它在分析挥发性高的烃混合物时极为有用，并已成为石油工业中一种重要的分析工具。随着高温色谱柱的发展，这种技术被推广到挥发性低的混合物，如脂肪酸酯类的分析中。
气相色谱应用范围的扩大是随着新的检测装置的采用而来的。匈牙利的J·詹纳克(Janak)采用了测氮管。热导管获得了最广泛的应用。匈牙利的S·克雷森(Claesson)使用了气体密度天平，并由詹姆斯和马丁对它作了进一步的改进。A·E·马丁和J·斯马特采用红外气体检测器。其他技术包括氢焰离子化、表面电势、放射性、流动阻抗和比热的检测，其中流出气体的变化都自动记录的。
气相色谱的发展是高效分离的突破口。所谓高效是指既有高度分离能力，又能在较短的时间内完成分析，是分离能力和分析时间的统一。气相色谱理论和实践的发展，充分认识了物质在色谱过程中的迁移规律(扩散过程)，根据对保留值和对柱效率的热力学和动力学过程的描述，提出了柱效率、分离度、峰容量和选择性等的表达关系式，从而提出了最佳色谱条件和最佳分析时间影响参数的选择依据。
根据气相色谱的理论，早在50年代末(1957)，Colay就指出以开口空心柱(毛细管柱)为基础结构的高效气相色谱系统，并获得了实践证明。但经过了10余年的不断探索，才有了较快的发展和广泛的应用，成为气相色谱的一个重要成员。
毛细管柱气相色谱的总柱效(以柱长为30m计算)可达到十几万理论塔片，与填充柱气相色谱的差别主要是渗透性的差别。
高效液相色谱是在70年代初，在气相色谱的理论发展基础上发展起来的一种高效分离方法。其高效的来源是采用了粒径小而均匀的填料，其柱效率至少要比经典法高出3个数量级。物质在液体中的扩散系数比在气体中小4个数量级，因此在液相色谱中这个影响柱效的参数可忽略不计，这也是对高效的一个贡献。在气相色谱中，流动相和固定相之间的相互作用可以忽略，但在液相色谱中却是很重要的因素，是获得高选择性分离的重要依据。从这个意义上来讲，液相色谱的应用范围远广于气相色谱。
高效气相色谱和高效液相色谱的发展奠定了现代高效分离技术的基础。
(六)高效色谱分析进展
高效色谱分析。一般认为，气相色谱已处于“成熟"阶段。但是对毛细管柱的制备，特别是新型高选择性耐高温固定相仍是值得注意的发展动向，例如固定化固定相(immobilzed stationary phase)的研究可使气相色谱发挥更大的威力，目前已报道可分析100个碳原子的烷烃和三甘油酯类化合物。
特别要指出，当前在实际分离分析中，气相色谱是应用面最广和最普及的一种分离技术。除了大分子量(＞2000)化合物以外，其它如环境中的有害有机污染物，生理过程中医药及其代谢物，超纯物的杂质等，气相色谱的应用研究仍有值得重视的动向。由于气相色谱易于与其它样品预处理技术结合，使它在痕量物质的分离分析中仍具有举足轻重的作用。
在我国，近年来，气相色谱仪的增长量是3000台／年，其中约1／3属进口；这个数目远远超过其它分离分析工具。
高效液相色谱的蓬勃发展高峰期似乎也已成过去，现正处于深入巩固、扩大战果的阶段。充分利用流动相的选择性相互作用已经发展出了反相色谱、反相离子对色谱、胶束色谱等。离子型物质和大分子物质的分离是液相色谱应用研究的热点。手性固定相的合成(包括气相色谱手性固定相)和流动相中手性试剂的添加使光学异构体在色谱柱上的拆分成为可能，这方面的发展正在方兴未艾之中。可以预计，选择性色谱柱和选择性流动相的应用和发展仍是今后若干年里高效液相色谱的一个主攻方面。
细径柱(microbore column)是高效液相色谱的一个新发展，目前1mm-2mm内径者已有商品，前几年还发展了3μm颗粒的高效填充，近来还报道了1.5μm填充的高效柱，但由于流动相的低扩散系数，限制了柱径和分析时间。近年来，毛细管柱液相色谱的研究正在逐步深入中，不久将来，将有所突破。此外，在细径柱上，只允许很小的样品进样量，使得要求有更高的检测灵敏度以及更小的死体积。要使HPLC能用更细的柱子，以更短的分析时间完成高效的分离分析尚需有一系列突破性的发展。细柱径的合理开发使LC／MS联机分析较易实现。
尽管高效色谱技术，可以对付不少复杂系统的需要，但仍有很多场合，单靠一根色谱柱和一只检测器难以解决问题。多维色谱(polydimensional chromatography)为解决这个难题提供了一个新的途径。多维色谱实际上是色谱本身的联机，结合不同色谱操作形式、不同检测系统，并附加反应、捕集、反冲、循环等辅助系统大大提高了色谱分析的选择性和峰容量，GC-GC，LC-LC的联机已有一定的研究，LC-GC技术则正在发展阶段。LC-GC的开发并由此而组成的色谱系统分析网络将对复杂系统有机痕量物质的分离和分析迈出新的一步。
多维色谱与MS，FTIR或其它结构分析手段联机将可形成更完整的有机物系统分析体系。
在实际分析工作中，样品的前处理包括富集是非常重要的一个环节，在痕量分析中尤为如此。加强这方面的研究已为今日分析化学家们所共识。
六、质谱分析
质谱分析本是一种物理方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。第一台质谱仪是英国科学家阿斯顿(F.W.Aston，1877-1945)于1919年制成的。出手不凡，阿斯顿用这台装置发现了多种元素同位素，研究了53个非放射性元素，发现了天然存在的287种核素中的212种，第一次证明原子质量亏损。他为此荣获1922年诺贝尔化学奖。
质谱仪开始主要是作为一种研究仪器使用的，这样用了20年后才被真正当作一种分析工具。它最初作为高度灵敏的仪器用于实验中，供设计者找寻十分可靠的结果。早期的研究者们忙着测定精确的原子量和同位素分布，不能积极地去探索这种仪器的新用途。
由于同位素示踪物研究的出现，质谱仪对分析工作的用处就越发变得明显了。氮在植物中发生代谢作用的生物化学研究要求用15N作为一种示踪物。但它是一种稳定的同位素，不能通过密度测量来精确测定，所以质谱仪就成了必要的分析仪器。这种仪器在使用稳定的13C示踪物的研究中以及在基于稳定同位素鉴定的工作中也是很有用的。标准型的质谱仪到现在已经使用了大约45年。
40年代期间，石油工业在烃混合物的分析中开始采用质谱仪。尽管这种质谱图在定量解释时存在着难以克服的计算麻烦，但在有了高速计算机后，这种仪器就能在工业方面获得重大的成功。
(1)近20年来质谱技术随着新颖电离技术，质量分析技术，与各种分离手段的联用技术以及二维分析方法的发展，质谱已发展成为最广泛应用的分析手段之一。其最突出的技术进步有以下几个方面：
新的解吸电离技术不断涌现，日趋成熟，可测分子量范围越来越高，并逐步适用于难挥发、热敏感物质的分析，例如海洋天然产物、微生物代谢产物，动植物二次代谢产物以及生物大分子的结构研究。最有发展前景的电离方法有：
①离子解吸采用252Cf的裂介碎片作为离子源，使多肽和蛋白质等生物大分子不必衍生化而直接电离进行质量分析。它与飞行时间质谱相配合，已成功地用于许多合成多肽的质谱分析，并已在一些实验室中作为常规分析方法来鉴定多肽和蛋白质。目前它的可分析的质量极限大约是50000D。
②快原子轰击，把样品分子放入低挥发性液体中，用高速中性原子来进行轰击，可使低挥发性的，热敏感的分子电离，得到质子化或碱金属离子化的分子离子。由于很容易在磁质谱或四极杆质谱上安装使用，因此得到广泛应用，分子量很容易达到3000-4000。如果与带有后加速的多次反射阵列检测器的高性能磁质谱配合使用，可测分子量可达到10000amn以上，最高记录可达25000amn。
③激光解吸，利用C02激光(10.6μm)，N(L／YAG激光(1.06μm)的快速加热作用使难挥发的分子解吸电离，与飞行时间质谱或离子回旋共振质谱相配合成功地分析了一系列蛋白质和酶的复合物，并创造了蛋白质分子质量分析的最高记录(Jack Bean Urease Mr～27万)。
④电喷雾(electro spray，electrostatic spray，ion spray)把分析样品通
过常压电离源，使分子多重质子化而电离。由于生成多重质子化的
分子离子可缩小质荷比，因此一个分子量为数万的生物大分子，如果带上几十个，上百个质子，质荷比可降低到2000以下，可以用普通的四极杆质谱仪分析，其次由于得到一组质荷比连续变化的分子离子峰，通过对这些多电荷分子离子峰的质量计算可以得到高度准确的平均分子量。第三是这种多重质子化的分子离子峰可进一步诱导碰撞活化，进行串联质谱分析。第四是这种电离技术的样品制备要求极低，溶于生物体液的样品分子或HPLC，CZE的流出液都可直接引入常压电离源进行联机检测。
(2)各种联用技术。色谱、电泳等分离方法与质谱分析相结合为复杂混合物的在线分离分析提供了有力的手段，GC-MS联用技术的应用已得到充分的证明。近年来把液相色谱、毛细管电泳等高效分离手段与质谱连接已在分析强极性、低挥发性样品的混合物方面也取得了进步。主要的接口技术有：
①粒子束(particle beam)，它能把液相色谱与质谱连接起来，其优点是得到的质谱与普通的EIMS谱十分接近，因此可以用标准谱库的数据去检索。缺点是要耗用大量的氦气，并且只能分析中等极性和中等分子量(2000以下)的分子。
②热喷雾(thermospray)，是目前与HPI上连接最广泛使用的接口技术。它是一种软电离技术，可测的分子量上限大约为8000amn，缺点是流速需要0.12ml/min，对于质谱分析来说仍嫌太大。
③连续流快原子轰击(CF-FAB)，利用适当孔径的石英毛细管把液相色谱的流出液直接引入FAB电离源，进行连续的FAB-MS分析。由于它的流速小于5pd／min，与质谱仪更为匹配，因此具有更大的应用潜力。
④电喷雾。由于采用常压电离源，因此很容易把微细径柱液相色谱，甚至普通液相色谱(只要有适当的分流装置)通过它与质谱连接起来。最近藉此把毛细管区带电泳与质谱连接起来也取得了成功，实现了高灵敏度(10-15mol)，高分离效力(25万理论塔板数)的联用分析。这是一种极有希望，并很有发展前途的联用技术。
(3)串联质谱等二维质谱分析方法。如果把二台质谱仪串联起来，把第一台用作分离装置，第二台用作分析装置，这样不仅能把混合物的分离和分析集积在一个系统中完成，而且由于把电离过程和断裂过程分离开来，从而提供多种多样的扫描方式发展二维质谱分析方法来得到特定的结构信息。
本法使样品的预处理减少到最低限度，而且可以抑制干扰，特别化学噪音，从而大大提高检测极限。
串联质谱技术对于利用上述各种解吸电离技术分析难挥发、热敏感的生物分子也具有重要的意义。首先解吸电离技术一般都使用底物，因此造成强的化学噪音，用串联质谱可以避免底物分子产生的干扰，大大降低背景噪音，其次解吸电离技术一般都是软电离技术，它们的质谱主要显示分子离子峰，缺少分子断裂产生的碎片信息。如果采用串联质谱技术，可使分子离子通过与反应气体的碰撞来产生断裂，因此能提供更多的结构信息。
近年来把质谱分析过程中的电离和碰撞断裂过程分离开来的二维测定方法发展很快，主要的仪器方法有以下几种。
①联质谱法(tandem
MS)，常见的形式有串联(多级)四极杆质谱，四极杆和磁质谱混合式(hybride)串联质谱和采用多个扇形磁铁的串联磁质谱。
②傅里叶变换质谱(FT-MS)，又叫离子回旋共振谱，它利用电离生成的离子在磁场中回旋共振，通过傅里叶变换得到这些离子的质量谱，这种谱仪过去由于电离造成真空降低与回旋共振要求高真空条件相矛盾，性能不能过关。近年来由于分离电离源技术日趋成熟，这种分析方法得到较大发展，它的优点是很容易做到多级串联质谱分析，目前可分析质量范围已达5万左右，分辨力也可达l万。
③整分子气化和多光子电离技术(LEIM-MUPI)，它是在微激光解吸电离技术的发展中最近出现的一种新方法。它把解吸和电离二个环节在时间和空间上分离开来，分别用二个激光器进行解吸和电离。使用红外激光器来实现整分子气化，使用可调谐的紫外激光器对电离过程实行宽范围的能量控制，从而得到从电离(只显示分子离子)到各种程度不同的硬电离质谱，并成功地用于生物大分子的序列分析。
七、核磁共振
磁矩是由许多原子核所具有的内部角动量或自旋引起的，自1940年以来研究磁矩的技术已得到了发展。物理学家正在从事的核理论的基础研究为这一工作奠定了基础。1933年，G·O·斯特恩(Stem)和I·艾斯特曼(Estermann)对核粒子的磁矩进行了第一次粗略测定。美国哥伦比亚的I·I·拉比(Rabi生于1898年)的实验室在这个领域的研究中获得了进展。这些研究对核理论的发展起了很大的作用。
当受到强磁场加速的原子束加以一个已知频率的弱振荡磁场时原子核就要吸收某些频率的能量，同时跃迁到较高的磁场亚层中。通过测定原子束在频率逐渐变化的磁场中的强度，就可测定原子核吸收频率的大小。这种技术起初被用于气体物质，后来通过斯坦福的F·布络赫(Bloch生于1905年)和哈佛大学的E·M·珀塞尔(Puccell生于1912年)的工作扩大应用到液体和固体。布络赫小组第一次测定了水中质子的共振吸收，而珀塞尔小组第一次测定了固态链烷烃中质子的共振吸收。自从1946年进行这些研究以来，这个领域已经迅速得到了发展。物理学家利用这门技术研究原子核的性质，同时化学家利用它进行化学反应过程中的鉴定和分析工作，以及研究络合物、受阻转动和固体缺陷等方面。1949年，W·D·奈特证实，在外加磁场中某个原子核的共振频率有时由该原子的化学形式决定。比如，可看到乙醇中的质子显示三个独立的峰，分别对应于CH3、CH2和OH键中的几个质子。这种所谓化学位移是与价电子对外加磁场所起的屏蔽效应有关。
(1)70年代以来核磁共振技术在有机物的结构，特别是天然产物结构的阐明中起着极为重要的作用。目前，利用化学位移、裂分常数、H-HCosy谱等来获得有机物的结构信息已成为常规测试手段。近20年来核磁共振技术在谱仪性能和测量方法上有了巨大的进步。在谱仪硬件方面，由于超导技术的发展，磁体的磁场强度平均每5年提高1.5倍，到80年代末600兆周的谱仪已开始实用，由于各种先进而复杂的射频技术的发展，核磁共振的激励和检测技术有了很大的提高。此外，随着计算机技术的发展，不仅能对激发核共振的脉冲序列和数据采集作严格而精细的控制，而且能对得到的大量的数据作各种复杂的变换和处理。在谱仪的软件方面最突出的技术进步就是二维核磁共振(2D-NMR)方法的发展。它从根本上改变了NMR技术用于解决复杂结构问题的方式，大大提高了NMR技术所提供的关于分子结构信息的质和量，使NMR技术成为解决复杂结构问题的最重要的物理方法。
①2D-NMR技术能提供分子中各种核之间的多种多样的相关信息，如核之间通过化学键的自旋偶合相关，通过空间的偶极偶合(NOE)相关，同种核之间的偶合相关，异种核之间的偶合相关，核与核之间直接的相关和远程的相关等。根据这些相关信息，就可以把分子中的原子通过化学键或空间关系相互连接，这不仅大大简化了分子结构的解析过程，并且使之成为直接可靠的逻辑推理方法。
②2D-NMR的发展，不仅大大提高了大量共振信号的分离能力，减少了共振信号间的重叠，并且能提供许多1D-NMR波谱无法提供的结构信息，如互相重叠的共振信号中每一组信号的精细裂分形态，准确的耦合常数，确定耦合常数的符号和区分直接和远程耦合等。
③运用2D-NMR技术解析分子结构的过程就是NMR信号的归属过程，解析过程的完成也就同时完成了NMR信号的归属。完整而准确的数据归属不仅为分子结构测定的可靠性提供了依据，而且为复杂生物大分子的溶液高次构造的测定奠定了基础。
④2D-NMR的发展导致了杂核(X-NMR)，特别是13C-NMR谱的广泛研究和利用。杂核大多是低丰度，低灵敏度核种，由于灵敏度低和难以信号归属，以往利用不多。但X-NMR谱包含有大量的有用结构信息，新颖的异核相关谱(HET-Cosy)提供的异核之间的相关信息(如H—C，C—C，H一P，H—N)不仅为这些杂核的信号归属提供了依据，而且能提供H-NMR所不能提供的重要结构信息。
⑤2D-NMR技术的发展也促进了NOE的研究和应用的发展。NOE反映了核与核在空间的相互接近关系，因此它不仅能提供核与核之间(或质子自旋耦合链之间)通过空间的连接关系，而且能用来研究核在空间的相互排布即分子的构型和构象问题。
2D-NMR技术由于其突出的优点和巨大的潜力，在谱仪硬件能够满足2D-NMR实验(即进入80年代)以后的短短几年时间内，已有1000余篇论文和数十种评论和专著出现。
(2)NMR中新的实验和应用几乎每天都在出现，NMR技术本身今后将继续就如何得到更多的相关信息，简化图谱，改善和提高检测灵敏度等几方面进行发展，其中最富有发展前景的新技术有：
①选择和多重选择激励技术，进一步发展多量子技术，通过采用先进的射频技术激发那些在通常情况下禁阻的，极其微弱的多量子跃迁。选择性地探测分子内核与核之间的特定相关关系。或通过特形脉冲(shaped pulse)和软脉冲选择性地激发某些特定的核，集中研究某些感兴趣的结构问题。
②“反向”和“接力”的检测技术，在异核相关谱方面，采用反向检测(称之为inverse
NMR，即通过H检测来替代以往的用杂核检测的测试方法)可大大提高异核相关谱的检测灵敏度(约1个数量级)。在同核相关谱方面，通过接力相干转移(RCT-1)，多重接力相干迁移(RCT-2)和各向同性混合的相干转移技术(如HOHAHA)可用来解决复杂分子(包括生物大分子)的自旋偶合解析和信号归属问题。
③发展并应用谱的编辑技术，利用NMR本身在激发和接收方面的多种多样的选择和压制技术，可对十分复杂的NMR信号进行分类编辑。
④发展三维核磁共振(3D-NMR)技术，随着NMR的研究对象向生物大分子转移，NMR技术所提供的结构信息的数量和复杂性呈几何级数增加，近来已出现3D-NMR技术来替代2D-NMR方法，用于生物大分子的结构测定。初步探索的结果表明3D-NMR方法不仅进一步提高了信号的分离能力，并且能提供许多2D-NMR方法所不能提供的结构信息，大大简化结构解析过程。3D-NMR测定方法的广泛使用还有待于测定方法进一步改进和计算机技术的进步。
⑤与分子力学计算相结合，发展分子模型技术。在NNR信号完全归属的基础上，利用NOE所提供的分子中质子间的距离信息、计算分子三维立体构造的技术近年来在多肽和小蛋白质分子的研究中取得了巨大的成功。以距离几何算法和分子动力学为基础的分子模型技术(molecular modelling)正在逐步应用于其它各种生物分子的溶液构象问题。但在大分子与小分子或小分子与小分子相互作用的体系还有许多问题有待解决，例如在运动条件不利的体系中如何得到距离信息和距离信息的精度等。
(3)NMR波谱技术今后最富有前景的应用领域有以下几个方面：
①继续帮助有机化学家从自然界寻找具有生物活性的新颖有机化合物，今后这方面的研究重点是结构与活性的关系。即研究这些物质在参与生命过程时与生物大分子(如受体)或其它小分子相互作用的结构特征和动态特征。
②更多地用于多肽和蛋白质在溶液中高次构造的解析，成为蛋白质工程和分子生物学中研究蛋白质结构与功能关系的重要工具。并朝着采用稳定同位素标记光学CIDNP法与2D-NMR，3D-NMR技术相结合的方向发展。
③NMR技术将广泛用于核酸化学，确定DNA的螺旋结构的类型和它的序列特异性。研究课题将集中在核酸与配体的相互作用，其中核酸与蛋白质分子、核酸与小分子药物的相互作用是最重要的方面。
④NMR技术对于糖化学的应用将显示出越来越大的潜力，采用NMR技术来测定寡糖的序列，连接方式和连接位置，确定糖的构型和寡糖在溶液中的立体化学以及与蛋白质相互作用的结构特征和动态特征将是重要的研究领域。
⑤NMR技术将更多地用于研究动态的分子结构和在快速平衡中的变化。以深层理解分子的结构，描示结构的动态特征，了解化学反应的中间态及相互匹配时能量的变化。
⑥NMR技术将进一步深入生命科学和生物医学的研究领域，研究生物细胞和活组织的各种生理过程的生物化学变化。
以上都是与溶液NMR研究有关的领域，近年来固体NMR研究的NMR成象(imaging)技术也取得了巨大的进步，并在材料科学和生物医学研究方面继续发挥重要的作用。
八、放射化学分析法的兴起
早在1913年，德国的G·赫维西和E·A·潘内特(Paneth)就将镭D(210Pb)作为分析手段用于测定铅盐的溶解度。那时可得到的放射性元素的数目极其有限，因而严重妨碍了这门技术的进一步应用。目前已有许多同位素可供应用。因此在分析化学中利用同位素作为示踪物已经很广泛了。这方面的应用分为三类：同位素稀释分析，活化分析和同位素衍生物分析，人们在应用中既使用了稳定同位素，又使用了放射性同位素，后者因无需用质谱仪就可进行测定，故人们更乐于使用。
经典分析方法传统上是用来分离高纯度、高产率的被探索物质的，然后通过称重、滴定和测定一个适当的物理性质就可完成整个测定工作。但同时要求高产率和高纯度自古以来就是定量分析的绊脚石。假如不强调产率，要获得一种高纯度的物质一般并不太困难。然而反过来，产率高但纯度很差的物质却通常易于得到，同位素示踪技术使得有可能重点对准某一目标而无需过多地注意其它目标。这一事实的优点是示踪同位素的化学性质与样品中的同种元素相同，但因其有放射性，故易于检测。
赫维西(Hevesy，Gytirgy，1885-1966)，匈牙利-丹麦-瑞典化学家。生于布达佩斯，在匈牙利和德国求学，获弗赖堡大学博士学位，然后旅居英国与卢瑟福一起工作。赫维西的两项重大贡献都在l923年做成的，其中戏剧性不太大的工作至为重要。
1923年赫维西与D·科斯特(Dirk Coster)合作发现了新元素铪，同年他第一次用含有放射性212Pb的溶液来浇灌植物，这样他就能够很详细地观察铅在植物中的吸收和分布情况。这种技术的缺点是铅对大多数生物体系的高度毒性，以至于在开始使用放射示踪原子时，并未引起人们的重视。但是当约里奥夫妇于1934年发现人工放射性之后，赫维西的放射性示踪法才发展成为研究生命体系最广泛使用和最有力的技术之一。由于他在发展放射性示踪原子方面的成就，赫维西被授予1943年诺贝尔化学奖。
(一)同位素稀释分析
1932-1933年赫维西和霍比(R.Hobbie)又首先提出同位素稀释分析法。同位素稀释分析特别适用于某些样品，这些样品所含的被探索物质的浓度很高，足以进行化学测定，不过由于某些干扰物质的存在，使得高产率的分离变得困难了。这种分析先将一定量的示踪同位素以一种适当的化合物形式加到样品中，对样品进行操作使被探索物质以高纯度的可测形式复原出来。然后对这个被探索物质的产物进行化学测定和计算。由此所得的量与所加的全部示踪物的量进行比较，分析化学家就可算出产物的化学产率。这样复原产物的量就可看作是原来样品中的总量。即使被探索物质在操作中会损失百分之九十，精密分析仍可进行——这真是粗心化学家所渴望祈求的事情!这种技术已有效地用在不能进行定量分离的有机混合物的分析方面，比如，维生素、抗生素、杀虫剂、除草剂和甾族化合物的分析中。
(二)活化分析
活化分析常用于下列场合的分析，在这些场合中待测元素的浓度很低，实际上不可能以高纯度的可测形式进行化学分离。样品用反应器中的热中子照射，随后就可对活化同位素进行计数。此法既可用于定性分析，也可用于定量分析。因为通过鉴定半衰期和能量就可检测所含的特定同位素。由于中子照射一般会激活样品中的不只一种元素，所以通常需要先把待分析元素分离出来。这种分离可通过反向同位素稀释进行，其中加入一种未活化的含待测元素的适当化合物，随后进行操作使该元素在不掺其它活化元素的情况下复原出来。复原不必是定量的，因为所加元素的量与复原的量之差等于被活化的复原同位素的量。活化分析已被用于测定海水的含砷量(2毫克／升)，半导体和生物中的含砷量；分析陨石中的含金、镓、钯和铼的含量(0.1ppm-0.01ppm)；测定高纯物质中的杂质；测定锆中的含铪量，稀土混合物中的稀土元素(用普通化学方法很困难)和生物中的痕量元素(比如，关节炎组织中的金)。大约三分之二的元素只要有一微克或更少一点就可以进行测定。有几种元素低于100微克的量也可以进行测定。
(三)同位素衍生物分析
典型的有机化合物不适于用活化分析，因为碳、氢、氮和氧所产生的放射性同位素半衰期太短，不能进行实际分析。而含硫、卤素或磷的分子在活化中会发生变化，因而也不适于采用这种分析。在这种情况下，同位素衍生物分析有时就适用了。使用一种示踪试剂把探索物转变成一种合适的衍生物。然后除去过量的试剂，接着加入作为载体的一种稳定衍生物，对此样品进行操作使这种衍生物以纯的形式复原出来。此操作法经凯斯顿、安登弗伦德和他们的同事已非常有效地把这种操作方法用于分析蛋白质水解产物方面。通过制备对碘苯磺酰衍生物，他们还成功地测定了毫克量的12种氨基酸样品，其中某些酸是微克量的。
(四)同位素用于测定年代
用放射性方法研究矿物的寿命是1907年博尔特伍德提出的。他确信，放射性岩石的寿命可以用铀的半衰期和所积累的氦的数量估算。当认识到铀-238蜕变的最终产物是铅-206时，他又提出了一种改进的方法。最古老岩石的寿命已经发现是4.5×109年左右。
由于认识到大气中存在有C-14，从而过去五万年内生长的含碳物的寿命就可推测了，1937年，A·V·格罗赛提出，放射性同位素可在宇宙射线与原子的碰撞过程中产生。1946年，芝加哥的W·F·利比证实，生物含有恒定的少量C-14，这是宇宙射线的中子与大气氮碰撞发生的一种(n.p)反应所致。由于C-14的半衰期为5600年，因而有足够的时间使它氧化成二氧化碳，并通过光合作用形成生物体。利比及其同事们表明，C-14的含量在活的动物和植物中是恒定的，不过在动植物死亡后含量要随寿命成正比地减少。通过把考古学所研究的放射性碳的数据与其它方法得出的数据进行比较从而肯定了这种技术的可靠性。
美国化学家利比(Libbly，Willard Frank，1908-1980)，芝加哥大学核研究所的化学教授，其主要贡献在于大大改进了测定年代的技术。1947年利比和他的学生在芝加哥大学核研究所利用高灵敏的盖革计数器研究放射性碳断代技术。他以已知年代的物品如埃及古墓中的木头为对象对这种方法进行了试验，试验证明对于过去5000年内的测定是可靠的，由此推断在放射性碳能够测定的约5万年内，这种技术也是精确的，后来经过改进能测定的期限提高到7万年左右。放射性断代技术证明了它对地球科学、考古学和人类学有巨大价值。由于此项发现，利比被授予1960年诺贝尔化学奖。
九、中国分析化学
1949年以来，由于生产发展的需要，中国的分析化学在原来薄弱的基础上迅速建立起来，逐步形成一个符合国情的学科体系。全国有关部门的实验室、研究所和高等院校都积极开展科学研究工作，同时还培养了大量的分析人员，使分析化学无论是在理论方法的研究还是在新技术和新仪器的研制方面，都不断有创新，取得了很好的成绩，成为工、农、医、国防、环境各学科中应用最广泛的一门化学分支学科。
30年代初，中央研究院和北平研究院各有一个化学研究所，且均有分析化学研究项目，王瓒是中央研究院化学研究所的第一任所长，他是分析化学界的前辈之一。当时工厂、矿山等机构中虽有例行分析，但几乎没有开展科学研究。研究工作较突出的有永利化学工业总公司附设(后独立)的黄海化学工业研究社、中华化学工业研究所等。商品检验局有化验工作。地质调查所(所长翁文灏)有矿石、土壤、煤炭的分析和研究工作。张洪沅在南开大学创办工业化学研究所，抗战期间迁到四川，该所对中国资源分析和利用曾开展过研究工作。在教学方面，各大学已将分析化学定为化学系的一门必修课。例如北京大学、清华大学等化学系设有无机定性分析、无机定量分析，重视实验训练，定量分析中有容量法、重量法、比色法和电位滴定法。有些大学开设选修课，如工业分析、有机定性和定量分析，这在当时是相当先进的。在最后一学年(大学四年制)，还有带研究性的毕业论文。
1934年《化学》杂志创刊后，有分析化学方面的论文。该刊第8卷(1944年)为化学会10周年纪念刊，其中有赵廷炳写的“中国之分析化学研究”，引文献45篇；高济宇写的“中国有机化学分析研究”，引文献64篇。
50年代以前的工作，梁树权、王夔曾于1953年在文章“中国化学家对于分析化学的贡献”中做了回顾。其中：无机定性分析、无机定量分析共引文献150篇；应用化学分析引文献64篇；物理化学分析(即仪器分析)引文献280篇；有机定性分析引文献125篇。
1953年以后，由于生产发展要求分析方法快速、灵敏，于是仪器分析迅速地开展起来，与化学分析互相配合、互相补充，在1959年出版的《十年来的中国科学》书中，分析化学分为两大部分：一、化学分析，包括无机分析、有机分析和比色分析、光电比色分析，共引文献254篇；二、仪器分析，包括色层分析、极谱分析、光谱分析以及其他光学与电化学的仪器分析等，共引文献204篇。由此可以看出，这10年中仪器分析发展很快，中国自己研制了分析仪器，用作例行分析。学校增设了仪器分析课，分析范围由普通元素到稀有元素，由简单物质到复杂物质，形成了一个生气勃勃的兴旺局面。
1959年以后，分析化学持续发展，其间一度对分析的理论研究不够，工作不多；但创新的分析方法仍不断地涌现出来，解决了许多实际问题。这些成果刊载于.1973年创刊的《分析化学》杂志第7、8卷，为纪念建国30周年而做的11篇综述文章中。其中：化学分析法包括分离、富集、配合滴定、光度法、引文献522篇；原子光谱分析，引文献365篇；电分析化学，引文献45l篇；色谱法，引文献87篇；药物分析，引文献235篇；石油分析，引文献450篇；以及质谱分析、中子活化分析、钢铁与合金分析和矿物岩石分析等。以上足以反映中国的分析化学体系已日趋完善。
在此期间，全国性的学术会议也发挥了促进作用。1955年中国科学院召开分析化学会议，1958年又召开了全国光谱会议，1962年国家教育部召开高等院校的分析化学会议，1963年国家科委召开超纯物质分析会议，1964年和1965年又召开了全国测试基地年会，1973年中国科学院召开了全国分析化学会议，1980年中国化学会召开了全国分析化学学术讨论会，会上有数以百计的论文报告，达到了学术讨论和技术交流的目的。
1978年以来，分析化学的发展欣欣向荣，分析仪器大量增加，而且不断有人去参加国际性的分析化学会议，中国也经常邀请国外分析化学家来华讲学。在教学方面，1978年各高等院校、研究所恢复招收研究生。1981年国务院、教育部成立学位委员会，设立了分析化学研究生硕士和博士学位。
我国分析化学的主要成就
(1)迄今，已拥有数以万计的涉及生物、环境、材料、临床、医药、地质、冶金、宇航、商检、法医、侦破和考古等庞大的分析检验队伍。一支以中国科学院和高等院校及各部委研究所为核心的具有学科积累、勇于创新、而且比较配套的分析化学队伍已经形成。一批知名的科学家在领导、组织、评议、开拓新的领域和培养人才方面作出了巨大贡献。
(2)拥有总值约为30亿元的现代化装备和测试手段。以10个国家分析测试中心、12个教委分析测试中心；21个省、市测试中心，1个中国科学院开放试验室和1个国家兴奋剂检测中心为核心的全国分析检测网络，已成为发展我国分析化学事业的重要基地。
(3)分析化学各分支学科都已拥有各具自己特色的研究领域，初步形成了各领域的学科配套和全国范围内较合理的布局。
(4)多年来，分析化学成果累累，在我国重要矿产的发现及综合利用；能源开发和利用；半导体、原子能和某些高技术工业的建立和发展；农作物增产、农田污染、农药降解的调查；医药学研究和兴奋剂检测；环境保护和评价及某些特殊功能材料的剖析和研制以至在胰岛素的结构、脱氧核糖核酸结构分析以及高温超导材料的研究中，分析化学发挥了重要作用。近些年来，获省、部级以上奖励成果达数十项。在色谱、电分析等的某些方面已达到了较高的水平。
(5)每年组织分析化学学术讨论会约10个，交流论文数千篇。到目前为止，由我国出面组织的双边或多边定期国际学术交流会4个(10多次)。已与美国、日本、加拿大、德国、前捷克、南斯拉夫、英国、法国、印度、瑞士等国家建立了良好的交流和合作关系。
(6)我国已出版了分析化学专业的学术刊物和文摘刊物24种，刊物总容量约为每年2500篇论文。以《分析化学》为代表的学术期刊，目前已被美国、英国、前苏联、日本及某些国际文摘刊物所摘录，国际影响日益扩大。
十、分析化学发展趋势
分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念(如溶液理论)的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学；从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态(氧化-还原态、络合态、结晶态)、结构(空间分布)、微区、薄层及化学和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。随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学”、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。
本书根据中国《国家自然科学基金会》“自然科学学科(分析)发展战略调查报告”在美国、前苏联这两个发达国家分析化学发展情况的基础上，将现代分析化学学科的发展趋势和特点归纳为八个方面，以论述分析化学整体的发展：
(一)提高灵敏度
这是各种分析方法长期以来所追求的目标。当代许多新的技术引入分析化学，都是与提高分析方法的灵敏度有关，如激光技术的引人，促进了诸如激光共振电离光谱、激光拉曼光谱、激光诱导荧光光谱、激光光热光谱、激光光声光谱和激光质谱的开展，大大提高了分析方法的灵敏度，使得检测单个原子或单个分子成为可能。又如多元配合物、有机显色剂和各种增效试剂的研究与应用，使吸收光谱、荧光光谱、发光光谱、电化学及色谱等分析方法的灵敏度和分析性能得到大幅度地提高。
(二)解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性
迄今，人们所认识的化合物已超过1000万种，而且新的化合物仍在快速增长。复杂体系的分离和测定已成为分析化学家所面临的艰巨任务。由液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱和毛细管电泳等所组成的色谱学是现代分离、分析的主要组成部分并获得了很快的发展。以色谱、光谱和质谱技术为基础所开展的各种联用、接口及样品引入技术已成为当今分析化学发展中的热点之一。在提高方法选择性方面，各种选择性试剂、萃取剂、离子交换剂、吸附剂、表面活性剂、各种传感器的接着剂、各种选择检测技术和化学计量学方法等是当前研究工作的重要课题。
(三)扩展时空多维信息
现代分析化学的发展已不再局限于将待测组分分离出来进行表征和测量，而是成为一门为物质提供尽可能多的化学信息的科学。随着人们对客观物质的认识的深人，某些过去所不甚熟悉的领域，如多维、不稳态和边界条件等也逐渐提到分析化学家的日程上来。例如现代核磁共振波谱、红外光谱、质谱等的发展，可提供有机物分子的精细结构、空间排列构型及瞬态等变化的信息，为人们对化学反应历程及生命过程的认识展现了光辉的前景。化学计量学的发展，更为处理和解析各种化学信息提供了重要基础。
(四)微型化及微环境的表征与测定
微型化及微环境分析是现代分析化学认识自然从宏观到微观的延伸。电子学、光学和工程学向微型化发展、人们对生物功能的了解，促进了分析化学深人微观世界的进程。电子显微技术、电子探针X射线微量分析、激光微探针质谱等微束技术已成为进行微区分析的重要手段。在表面分析方面，电子能谱、次级离子质谱、脉冲激光原子探针等的发展，可检测和表征一个单原子层，因而在材料科学、催化剂、生物学、物理学和理论化学研究中占据重要的位置。此外，对于电极表面修饰行为和表征过程的研究，各种分离科学理论、联用技术、超微电极和光谱电化学等的应用，为揭示反应机理，开发新体系，进行分子设计等开辟了新的途径。
(五)形态、状态分析及表征
在环境科学中，同一元素的不同价态和所生成的不同的有机化合物分子的不同形态都可能存在毒性上的极大差异。在材料科学中物质的晶态、结合态更是影响材料性能的重要因素。目前已报道利用诸如阳极溶出伏安法、X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、X射线衍射、热分析、各种吸收光谱方法和各种联用技术来解决物质存在的形态和状态问题。
(六)生物大分子及生物活性物质的表征与测定
70年代以来，世界各发达国家都将生命科学及其有关的生物工程列为科学研究中最优先发展的领域，，在欧、美、日等地区和国家具有战略意义的宏大研究规划“尤利卡计划"，“人类基因图”及“人体研究新前沿”中，生物大分子的结构分析研究都占据重要的位置。我国在2000年前发展高技术战略的规划中，也把生物技术列为七个重点领域之一。一方面生命科学及生物工程的发展向分析化学提出了新的挑战。另一方面仿生过程的模拟，又成为现代分析化学取之不尽的源泉。当前采用以色谱、质谱、核磁共振、荧光、磷光、化学发光和免疫分析以及化学传感器、生物传感器、化学修饰电极和生物电分析化学等为主体的各种分析手段，不但在生命体和有机组织的整体水平上，而且在分子和细胞水平上来认识和研究生命过程中某些大分子及生物活性物质的化学和生物本质方面，已日益显示出十分重要的作用。
(七)非破坏性检测及遥测
它是分析方法的又一重要外延。当今的许多物理和物理化学分析方法都已发展为非破坏性检测。这对于生产流程控制，自动分析及难于取样的诸如生命过程等的分析是极端重要的。遥测技术应用较多的是激光雷达、激光散射和共振荧光、傅里叶变换红外光谱等，已成功地用于测定几十公里距离内的气体、某些金属的原子和分子、飞机尾气组成，炼油厂周围大气组成等，并为红外制导和反制导系统的设计提供理论和实验根据。
(八)自动化及智能化
微电子工业、大规模集成电路、微处理器和微型计算机的发展，使分析化学和其它科学与技术一样进入了自动化和智能化的阶段。机器人是实现基本化学操作自动化的重要工具。专家系统是人工智能的最前沿。在分析化学中，专家系统主要用作设计实验和开发分析方法，进行谱图说明和结构解释。 80年代兴起的过程分析已使分析化学家摆脱传统的实验室操作，进人到生产过程、甚至生态过程控制的行列。分析化学机器人和现代分析仪器作为“硬件”，化学计量学和各种计算机程序作为“软件”，其对分析化学所带来的影响将会是十分深远的。