化學計量學在分析化學中的運用

楊 康

（浙江建安檢測研究院有限公司，浙江杭州 310021）

化學計量學在分析化學中的運用

楊 康

（浙江建安檢測研究院有限公司，浙江杭州 310021）

化學是一門應用性極強的學科，在醫療、日化以及軍事等領域中都得到了廣泛的應用。而作為化學中的重要分支，化學計量學自然也是業界人士重點研究的對象。以化學計量學介紹為切入點，對分析化學中化學計量學的運用進行全面的分析，并對其發展前景進行預估，旨在提高國內化學計量學運用水平，確保該學科的順利發展。

構效關系；分析化學；化學計量學；多元校正

運用“分析化學”能夠對物質的化學組成以及結構進行明確，同時還能對物質中的相應元素含量進行測量，能夠對能態、結構以及形態進行有效的分析[1]。而在分析過程中會產生大量的數據，只有通過合理的統計與計算，才能對研究對象進行有效的分析。也正是因為這一原因，化學計量學在分析化學中得到了廣泛的應用。

1 化學計量學

化學計量學涉及的內容極廣，不僅包含統計學方面的內容，計算機科學以及數學等方面的知識也包含在其中，屬于化學這門學科的分支。國際化學計量學學會認為，所謂化學計量學，是利用數學或者統計學將化學體系狀態以及測量值聯合在一起的學科[2]。會通過統計學以及數學等多種手段，在確定出最佳的測量方式以及試驗設計之后，便會通過對測量數據的分析與處理，提取出更多物質系統方面的信息，以便相關人員進行使用。

2 在分析化學中，化學計量學的運用方式

目前在分析化學中，化學計量學的運用方式，主要有以下4種：

2.1 化學定量構效關系

在化學學科中，化學定量構效關系屬于本質性研究，是利用對物質結構以及化學成分的研究來對其化學特性進行定量預測的，是化學理論性知識研究的重要方向之一，簡稱為QSAR。將其運用到分析化學之中，不僅能夠對分子力學的計算方法進行優化，而且還能通過這一研究，找到最優質的先導化合物，已經得到了廣泛的運用。QSAR可以運用誤差反向傳播多層感知機模型對特定的苯酚衍生物物化性質參數以及生物活性展開分析，整體預測結果均方差數值是0.036。整體運算方式以及統計準確度，與以往方式相比有了極大的提升。

2.2 模式識別方式

在運用模式識別模式開展分析化學時，會通過對化學測量數據矩陣的使用，對收集樣本進行整理、分類，并分別進行相應的處理。由于測量過程位于多維模式空間之中，所以相對位置會處于移動的狀態，相關人員必須運用線性計算方式對最鄰近法以及分析法進行解析。模式識別方式不僅能夠對固定數據進行分析，同時還能夠挖掘出更多的數據，供決策者進行使用。正是因為這一方式具有的優勢，其已經在材料化學領域以及石油化工領域得到了大范圍的推廣，在食品鑒定領域更是相關人員的首選方式，這也直接證明了，模式識別方式在分析化學中的重要地位。

2.3 人工神經網絡

生物學者一直在對人體組織進行研究，尤其是隨著生物研究水平的不斷提高，生物學者已經對人腦結構進行了更加深入的了解，并提出了“人工神經網絡”這一概念。就本質而言，神經網絡是由大量簡單結構的單元組合的，能夠對人腦的神經網絡組織機構以及活動進行仿真模擬。而相關人員可以通過這一模擬網絡，對需要分析的數據進行相應的處理。因這種模擬網絡可以有效改善分析化學開展過程中存在的不穩定因素，所以該項技術已經得到了大范圍的推廣。

目前人工神經網絡圖譜分析技術，已經在藥物分子藥效預測蛋白質結構預測力這一方面得到了運用，并已經被人們所認可。遺傳算法也隨之得到了推廣，國內的分析化學水平得到了有效的推動。

2.4 多元校正分析

多元校正分析法是最近幾年興起的化學分析方式，且一直處于調整與研發之中，研究目標與研究內容變得更加龐雜，這就對分析化學工作者提出了新的工作要求與標準，分析人員必須在短時間內，對分析對象的結構、定量以及定性進行準確的分析。同時分析人員還應運用均勻設計、因子設計以及析因設計等方式，對研究對象含有的多種因素之間產生的影響與運用進行研究，這樣不僅會使分析數據更加豐富，同時在分析選擇性方面也更加理想。也正是因為這樣的優勢，使得多元校正的應用范圍也得到了有效的擴展。

3 應用前景

化學計量學已經誕生多年，由于其在分析化學以及其他領域中的重要作用，其研究狀況以及發展前景一直是社會關注的重點。這門學科有效推動了分析儀器智能化的發展，并為其提供了全新的使用方法以及理論依據，為新型分析儀器軟件的主體化開發，提供了新的研究思路。同時，化學計量學在分析化學中的應用，也使得化學人工智能研究、建立化學波普庫以及化學檢索方式等方面的研究得到了極大的進步，而且在各領域的研究中明顯有逐步優化的趨勢。

在分析化學中，利用化學計量學建立起的分析模型，帶動了分析技術理念以及分析儀器的發展，整體化學合成技術水平得到了顯著的提高，分析對象的性質、結構以及波普的分析更加全面、準確。在這種趨勢之下，環境化學以及工業化學的自動控制、模型化以及過程監控等，極為可能會成為今后該學科主要研究的方向。此外，在化學學科的其他分支之中，像化學工程學、環境化學以及農業化學等等，都會與化學計量學產生更加密切的交流，應用范圍會不斷擴大。我們有理由相信，化學計量學會在今后得到更好的發展。

4 結束語

通過本文的研究，我們對化學計量學以及其在分析化學中的應用有了更加深刻的了解。化學計量這門學科雖然屬于化學的分支，但卻包含了多方面的學科內容，與其他化學分支之間也有著密切的聯系，各分析人員必須要充分認識到這一點，并加大對化學計量學的研究力度，使其能夠在分析化學工作中發揮出相應的作用，有效提高分析結果的準確性，從而為決策者提供可靠的數據支持，保證化學物質使用與開發的合理性。

[1] 房靖.化學計量學在分析化學中的應用及發展前景[J].科技資訊，2010，（21）：242.

[2] 張彤.化學計量學在分析化學中的應用[J].合肥師范學院學報，2014，（06）：59-60；71.

[3] 萬鵬.化學計量學在分析化學中的應用研究[J].中國新技術新產品，2016，（02）：54.

Application of Stoichiometry in Analytical Chemistry

Yang Kang

Chemistry is a highly applied subject，which has been widely used in the fields of medical treatment，daily chemical industry，military affairs and so on.As an important branch of chemistry，the stoichiometry of nature is also the focus of the industry focus on the study of the object.With the introduction of chemometrics as a starting point，to conduct a comprehensive analysis of the application of Chemometrics in analytical chemistry，and the development prospects are estimated，in order to improve the level of domestic use of chemometrics，to ensure the smooth development of the discipline.

structure activity relationship；analytical chemistry；stoichiometry；multivariate calibration

O651

A

1003–6490（2016）10–0097–02

2016–10–13

楊康（1989—），男，浙江金華人，助理工程師，主要研究方向為職業衛生、分析化學。