分析化学计量学的新进展研究

分析化学计量学的新进展研究

【摘要】化学家为了解决不同学科和技术领域中遇到的各种复杂分析问题，需要提取相关的化学信息，能为化学家提供相关化学信息的途径是通过化学仪器进行分析，为此分析化学计量学应运而生。随着科学技术的不断发展，分析化学计量学也随之有了很大的发展与进步。本文从分析化学计量学的产生与发展入手，来探讨，新时期分析化学计量学的新进展。

【关键词】化学计量学新进展研究

在我们日常生活中，化学家需要借助仪器提供的相关数据有效的提取有用的化学信息，用于解决不同学科和技术领域中的复杂分析问题，在这种情况下，分析化学计量学这门科学应运而生，为人类社会提供了大量的有价值的信息。对我们解决日常生活中遇到的各种复杂分析难题提供了很大帮助。随着科学技术的不断发展，分析化学计量学也会伴随着社会的发展而更新，为人类提供更大的帮助。

1 化学计量学概述

1.1 化学计量学的含义

化学计量学这门科学诞生于上个世纪70年代，经过几十年的发展，化学计量学已经发展成为一门成熟的化学分支学科。在我国，由于文革十年动乱，阻碍了我国的各项事业的发展，在我国化学计量学真正开始发展是在20世纪80年代，虽然我国的化学计量学相比世界其他国家而言起步较晚，但在党和国家以及各级科研机构的

大力支持下，到今天也已经跻身世界研究的前列。化学计量学是一门在化学学科的基础上将统计学理论、数学理论以及计算机科学技术融合到一起的一门新兴的化学学科分支。化学计量学的诞生是为了更好的优化化学量测过程，运用统计学、数学、计算机科学等理论与方法，从化学量测数据中提取有用的化学信息，为解决其他学科及技术领域的难题提供必要的数据支持。

1.2 化学计量学的产生

化学计量学这一学科的产生的有其历史必然性。推动化学计量的产生与发展的因素具体体现在以下两个方面：

第一，伴随着化学与分析化学学科的发展，大量先进的现代化量测仪器涌现出来，帮助化学家与分析化学家获得大量的数据信息，使人们意识到通过化学量测取得数据甚至是大量数据已经不再是什么难题。这些为解决相关领域的技术问题提供了一定的帮助，因此可以说大量先进的现代化量测仪器的涌现为化学计量学这一学科的产生奠定了基础。

第二，随着化学与分析化学学科的进一步发展，人们通过先进的现代化量测仪器获取数据甚至是大量数据已经不再是什么难事，这个时候新的问题就产生了，如何从大量的数据信息中提取出有用的化学信息成为化学家和分析化学家最难解决的瓶颈问题。这个时候就需要借助其他学科的帮助了，大量现代分析测试仪器出现带来的“数据爆炸时代”，也正是计算机技术普及的时代，为了分析极为复杂的化学数据，化学家和分析化学家可以借助计算机实现许多数

学方法，对一些复杂的数据进行处理分析，这一过程正好促进了化学与计算机、数学、统计学等学科之间的相互融合，化学家和分析化学家借助这些学科和技术的优势能够快速的获取有用的化学信息，这样一来，化学计量学这一学科就应运而生了。因此说，化学计量学这一学科的产生带有一定的历史的必然性，是化学学科发展到一定时期的必然结果。

2 分析化学计量学的新发展

近些年来，随着化学、数学、统计学、计算机科学等学科的飞速发展，相应的分析化学计量学也取得了长足的发展与进步，具体体现在以下几个方面：

2.1 解决复杂化学问题的多元校正和化学模式识别

随着社会的发展与进步，分析化学计量学应用于各个领域，如对于化学物质的含量和结构的检测、蛋白质药物的生物活性的检测、合成化学物质的性质的检测等等。以上检测活动通过现代先进的量测仪器进行检测会产生大量的数据数据信息，在这种情况下利用仪器分析所获得数据去解决这些问题往往非常困难。近些年来，化学计量学的多元校正和化学模式识别方法为解决这样的问题提供很好的方法与途径。人工神经网络算法和遗传算法等信息处理算法均在化学中得到了普遍的应用。

2.2 形态学理论及方法学应用于化学信号处理

形态学理论主要是研究图像的形状和结构的，在生物学、地理学和语言学中被广泛的应用。随着化学计量学的发展，化学家们想把

形态学的相关理论引入到化学计量学中来。化学家们注意到形态的运算可以放大有用化学信号、降低量测噪声影响。可以帮助化学家更加容易的捕捉到有用的化学信息，对那些无用的信息可以马上滤掉，大大的提升了工作的效率。

2.3 高阶化学数据的分辨

随着高阶分析仪器和数据采集技术的发展，分析实践中三维数据的获取日益普及，与此同时，对这类数据的分析也就自然成了化学计量学研究中非常活跃的领域。概括起来说，主要有两类不同的数据处理方法。第一类方法通过特征值和特征向量分析直接得到各组分真实的色谱和光谱；第二类方法则是基于迭代拟合三线性模型的一类算法，平行因子分析（parafac）法就是这类算法中的典型。这些方法非常充分地利用了多样本中信息。但这类算法的问题在于计算量大，收敛慢，且可能陷入局部最优解。尤为严重的是，这类方法对体系组分数的估计正确与否非常敏感。若组分数估计不正确，所得到纯组分轮廓将明显偏离真实解。因此，要成功地应用parafac 方法，就必须获得体系中的化学组分数的准确估计。

随着社会的发展和科学技术的进步，分析化学计量学这一学科还会继续向前发展。为了使人们更好的了解和应用分析化学计量学，作为分析化学计量学工作者来讲应该不断的对分析化学计量学的

思想、观点及研究方法，并应用这种观念教育及说服人们。缩短外界和分析化学计量学之间的差距。同时作为分析化学计量学工作者还必须提高自身在数学领域和计算机科学领域的地位，只有这样，

分析化学计量学这一学科才会继续向前发展。

参考文献

[1] 梁逸曾，吴海龙，沈国励，蒋健晖，陈增萍，梁晟，俞汝勤. 分析化学计量学的若干新进展.中国科学 b辑化学 2006，36 （2）

[2] 俞汝勤.化学计量学导论.长沙：湖南教育出版社，1991

[3] yu r q（俞汝勤）.chemometrics in china. chemom. and intell. lab. sys.，1992，14： 15

作者简介

杨军（1965.05），男，汉族，黑龙江省牡丹江市人，本科学历，实验师，现任牡丹江师范学院化学化工学院办公室主任，研究方向：化学。