的结构与功能之间的关系，探索了现象的本质。

例如在遗传学的研究中，只有用仪器分析确定了DNA双螺旋结构后，才能对其本质更透彻地了解；在生命科学研究中，只有用核磁共振、质谱等确定蛋白质等大分子的结构，才有可能探索生命的本质等。

随着仪器分析向当前最活跃的生命科学、环境科学等许多重要自然科学的渗透，一些现代基础自然学科、系统科学、信息学和计算机等又不断给仪器分析提供新的思想、手段和技术。

目前仪器分析的研究热点大体有以下几个方面：（1）研究增大和多维捕捉分析信息，特别是分析信号极弱的瞬时即逝的信息。

这就要求分析仪器具有高灵敏度、多维快速采集、传递和处理能力，以满足现代生命科学等自然科学对复杂大分子的结构、功能和机理的研究。

如采用现代核磁共振光谱、质谱、红外光谱等分析手段，可提供有机分子的精细结构、空间排列构型及瞬态变化等信息，为人们对化学反应历程及生命的认识提供了重要基础。

（2）开创多种信息的综合处理和数据融和（date fusion）技术，以获取更大的信息量，更深刻地认识物质的多维与内在本质。

研究并建立有效而实用的实时、在线和高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和非破坏性检测，将是21世纪仪器分析发展的主流。

（3）发展多种分析仪器的联用技术，使每种方法的优点得以发挥，每种方法的缺点得以补救。

如色谱-质谱联用、毛细管电泳-质谱联用、色谱-傅立叶变换红外光谱联用、色谱-核磁共振波谱联用、色谱-原子吸收联用等。

（4）研制智能化分析仪器和各种为特定分析目标设计的专家系统及应用软件将获得重大突破。

总之，仪器分析正在向快速、准确、自动、灵敏及适应特殊分析的方向迅速发展。

二、荧光分析法的应用1．无机化合物的荧光分析无机化合物直接能产生荧光并用于测定的为数不多，但与具有π电子共轭结构的有机化合物形成有荧光的配合物，可应用于荧光法测定。

例如：锂离子(Li+)与8-羟基喹啉可形成荧光配合物，在λex=370nm，λem=580nm，灵敏度为0.2μg⋅mL-1。

至今用荧光分析法测定的元素已达60多种。

2．有机化合物的荧光分析脂肪族有机化合物分子结构较为简单，本身能产生荧光的很少，只有与荧光试剂形成高强度的，稳定的荧光衍生物后再应用荧光分析。

芳香族化合物具有共轭的不饱和体系，多能发生荧光，有时为提高荧光强度加大灵敏度，也与某些与荧光试剂反应得到强荧光性产物。

例如：荧光胺(C17H10O4)本身不显荧光但与被测试样在适当的pH磷酸缓冲溶液中反应后生成吡咯啉酮类物质是强荧光物质。

另外常用的还有荧光试剂还有：邻苯二甲醛(OPA)，丹酰氯(Dansyl-Cl)等。

因此，胺类、甾族化合物、蛋白质、酶与辅酶、维生素及多种药类通过某些化学反应转化成荧光物质后均可用荧光分析法测定。

脱氧核糖核酸(DNA)自身的荧光效率低，常用荧光分子作为探针标记DNA。

例如：溴化乙锭(溴化3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲锭，简为EB)是探测DNA结构的典型的荧光探针分子。

它本身的荧光很弱,但能嵌入到双螺旋DNA内部的碱基对之间，与DNA形成DNA-EB 复合物，荧光强度显著增强，在激发波长546nm，发射波长590nm具有荧光强度与DNA数量成正比的特点可用于定量分析。

当EB从DNA双螺旋出来或DNA双螺旋减少时，荧光强度又显著降低。

对于不同种类的DNA，由于它们在结构上的细微差别，在结合EB后，其荧光强度及峰形都有一定差别，可通过荧光的变化来研究DNA与小分子或药物的作用机理，探讨致病原因或筛选，设计新药物等等。

现在还有活细胞DNA特异性荧光染料（例如：H o.33342），通过荧光强度确定细胞所处的周期，并观察细胞内染色体所处的状态。

另外在基因检测方面也使用荧光染料作为标记物。

三、质谱分析法简介有机分子在真空中用电子轰击，给出不同质荷比的分子碎片，经质量分离器分离后，检测记录获得质荷比与丰度之间关系的质谱图。

依据质谱图可获取化合物分子质量及结构信息。

质谱法以成为确定化合物结构的重要工具。

质谱仪可与气相色谱和液相色谱联用，小型化的色谱质谱仪联用结合了两种分析方法的优点，成为复杂有机化合物及天然产物分离、分析、结构鉴定的强有力的工具。

四、色质联用技术在医药领域中的应用色谱-质谱联用技术结合了色谱、质谱两者的优点．故为分析化学进展的热点。

质谱作为理想的色谱检测器，不仅特异，而且具有极高的检测灵敏度。

传统的气相色谱－质谱(GC-MS)可以使样品的分离、定性及定量一次完成，对于药物分析，尤其是对体内的药物分析起到极大的促进作用.随着新液相大气压电离技术的革新，液相色谱－质谱(LC-Ms)在生物医学等领域的地位越来越重要。

其分析范围更广，在药物代谢、药物浓度监测和药理研究方面正逐渐取代经典的GC-MS。

1．药物及其代谢产物研究质谱一直是进行药物代谢和生物处置研究的强有力手段，而传统上药物代谢产物的测定主要是由GC-MS来完成的。

随着LC-MS技术的成熟和广泛应用，在药物及其代谢产物研究领域，GC-MS在一定程度和一定范围内已经被LC-MS所取代。

液相色谱与质谱联用已成功地应用于各种药物及其代谢产物的研究，而无需复杂的样品处理，在药物代谢动力学研究中发挥了很大作用。

液质联用技术在分析药物及其在各种复杂生物基质(全血、血浆、尿、胆汁及生物组织)中的代谢产物时，由于其选择性强、灵敏度高，不仅可以避免复杂、繁琐、耗时的样品前处理工作，而且能分离鉴定以往难于辩识的痕量药物代谢产物，尤其是串联质谱(MS／MS)的应用，通过多反应监测(MRM)，可以大大提高分析的专一性，改善信噪比，提高灵敏度，从而快速、方便地解决问题；同时，利用碰撞诱导解离(CID)可将化合物的分子离子或准分子离子打碎，通过中性丢失扫描、母离子扫描和子离子扫描，并与原型药物结构信息相比较，即可鉴定出代谢产物的结构。

液质联用技术应用于药物及其代谢产物的研究是该技术在医药领域中应用最广泛、研究论文报道最多的领域。

液相色谱与串联质谱联用显示了独特的优势，代表了药物代谢研究的发展趋势。

2．临床诊断研究目前临床诊断研究的色谱-质谱联用技术仍以GC-MS为主，但是应用液质联用技术的研究报道近年来增长较快，欧美等国已将串联质谱广泛应用于新生儿遗传代谢病的筛查，筛查病种随着质谱技术的发展而不断扩充。

Orhan等建立了HPLC-APCI—MS／MS同时检测酪氨酸、苯丙氨酸、和去氧鸟嘌呤核苷的氧化产物的方法；Schulze等用电喷雾串联质谱测定苯丙氨酸(Phe)与酪氨酸(Tyr)的比值来诊断新生儿高苯丙氨酸血症；曲峻等用LC／MS／MS建立了筛查新生儿苯丙酮尿症的方法；赵基源等用ESI／MS／MS同位素内标法检测甲基丙二酸血症等。

液质联用是一种既快速又灵敏的检测方法，特别适合于临床诊断研究，尤其是疾病的早期诊断。

如上面提到的曲峻等用LC／Ms／MS筛查新生儿苯丙酮尿症，采用短柱作为快速分离，MRM作为高选择性检测，分析时间4min／样品。

赵基源等建立的ESI ／MS／MS同位素内标法可满足新生儿代谢疾病筛查的要求，样品不需要衍生化，2min就能完成一次检测。

液质联用技术稳定、快速、灵敏的优点使得该技术在临床诊断研究领域一定会有快速、全面的发展。

另外，在然产物化学成分分析，残留物分析，生物大分子分析等方面都有着广泛的应用。

五、各种光谱在综合光谱解析中的作用利用未知纯物质的质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振氢谱及核磁共振碳谱等光谱，进行综合解析，确定未知物分子结构的方法，称为综合光谱解析法。

各种光谱在综合光谱解析中的作用分述如下：1．质谱（MS）。

样品分子在高真空中受电子流或强电场等作用，给出不同质荷比的分子碎片，经质量分离器分离后，检测记录获得质荷比与丰度之间关系的质谱图。

其质谱图上的碎片峰可以提供一级结构的有用信息，主要用于确定化合物的相对分子质量、分子式。

对于一些特征性很强的碎片离子，如含γ-H的酮、酸、酯的麦氏重排离子等，由质谱可认定某些结构的存在。

质谱的另一个主要功能是作为综合光谱解析后，验证所推测的未知物结构的正确性。

2．紫外吸收光谱（UV）。

主要用于确定化合物的类型及共轭情况，如是否是不饱和化合物，是否具有芳香环结构等化合物的骨架信息。

虽然UV可以提供某些官能团的信息，如是否含有醛基、酮基、羧基、烯基、炔基等生色团与助色团，但特异性差，在综合光谱解析中一般可不予考虑。

紫外吸收光谱法主要用于定量分析。

3．红外吸收光谱（IR）。

主要提供未知物具有哪些官能团、化合物的类别（芳香族、脂肪族；饱和、不饱和）等信息。

虽然IR也可以提供未知物的细微结构，如直链、支链、链长、结构异构及官能团间关系等信息，但在综合光谱解析中居次要地位。

4．核磁共振氢波谱（1H-NMR或PMR），简称氢谱。

在综合光谱解析中主要提供化合物所含质子的类型、氢分布及核间关系三方面的结构信息：①质子类型是说明化合物有哪些种类的含氢官能团；②氢分布（质子分布）是说明各种含氢官能团的数目；③核间关系是指氢核（质子）间的偶合关系与氢核所处的化学环境。

核间关系可提供化合物的二级结构信息，如连接方式、位置、距离以及结构异构与立体异构（构型、构象）等。

5．核磁共振碳波谱（13C-NMR），简称碳谱。

碳谱与氢谱类似，可提供化合物碳核的类型、碳分布及核间关系三方面结构信息。

主要提供化合物的“骨架”信息。

碳谱的各条谱线都有它的唯一性，能够迅速、正确地否定所拟定的错误结构式。

碳谱对分子异构体比较灵敏，能给出细微结构信息。

6．核磁共振二维谱。

①碳-氢相关谱（C-H COSY）可以提供化合物中碳核与氢核之间的相关关系，是测定有机化合物细微结构的重要手段之一。

②氢-氢相关谱（H-H COSY）提供氢核与氢核间的偶合关系的信息。

③异核多量子相干谱（HMQC）主要用于提供与碳核直接相连的质子间的化学位移相关信息。

④异核多键多量子相干谱（HMBC）主要用于测定分子中远程（相隔两个或三个键）的质子与碳核间的化学位移相关信息。

7．四大波谱。

通常，人们把进行未知物综合光谱解析时常用的紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振氢谱及质谱称为四大波谱。

近年来核磁共振碳谱得到迅速发展，已经普及，成为确定化合物结构的最重要手段之一，而UV提供的信息在一般情况下，无足轻重。

因此，目前有人提出将MS、IR、及1H-NMR及13C-NMR称为四大波谱比较贴切。

质谱虽非光谱，因其与光谱的密切关系，习惯上也把它视为一种广义的光谱。

一般情况下，由MS、IR、及1H-NMR三种光谱提供的数据，即可确定未知物的化学结构。

若信息不足，在增加13C-NMR等。

特殊情况，还可以辅助以其它光谱，如荧光谱、旋光谱、拉曼光谱等提供的结构信息。

在进行综合光谱解析时，不能一种光谱“包打天下”，要各用所长，取长补短。