История аналитической химии
начало XX века - настоящее время
Аналитическая химия – это наука, которая изучает методы и инструменты анализа химических соединений и материалов.
Аналитическая химия в первой половине XX века
Рассмотрим подробнее тенденции и знаковые открытия этого этапа.
В 1920-х годах были созданы адсорбционные методы, которые позволяли определять состав газов и жидких систем.
В 1930-х годах аналитическая химия стала использовать новые методы, которые позволяли изучать структуру материала, такие как рентгеновская дифракция и спектроскопия.
В 1940-х годах было разработано новое поколение приборов для рентгеновской дифракции и спектроскопии, которые позволили исследовать структуру макромолекул и высокомолекулярных соединений, таких как белки и нуклеиновые кислоты. В этот период также были созданы первые методы масс-спектрометрии, которые позволяли определить массу молекулы и ее структуру.
В 1930-х годах аналитическая химия стала использовать новые методы, которые позволяли изучать структуру материала, такие как рентгеновская дифракция и спектроскопия.
В 1940-х годах было разработано новое поколение приборов для рентгеновской дифракции и спектроскопии, которые позволили исследовать структуру макромолекул и высокомолекулярных соединений, таких как белки и нуклеиновые кислоты. В этот период также были созданы первые методы масс-спектрометрии, которые позволяли определить массу молекулы и ее структуру.
● Хроматография - была представлена в 1901 году российским химиком Михаилом Цветом. Однако сам термин был введен в 1906 году.
Этот метод определяет химические соединения путем разделения их на компоненты, используя их различные свойства.
● Электрофоретический метод анализа – Тильо Цаттлер, 1903 год.
Метод позволяет измерять размеры и заряды частиц в пробе, что делает его очень полезным для различных областей, включая медицину и биологию.
● Метод потенциометрического титрования – Вильгельм Оствальд, 1906 год.
В этом методе используется изменение объема раствора в зависимости от количества добавленного реагента, благодаря чему можно точно определить концентрацию реагента.
● Разработка метода количественного определения аминокислот – Эмиль Аберрад, 1909 год.
Этот метод заключается в том, чтобы использовать особые ферменты, чтобы определить количество аминокислот в пробе.
● Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах - открыто Максом Теодором Феликсом фон Лауэ в 1912 году.
Метод позволяет определять атомную структуру вещества.
● Масс-спектрометрия - 1912 год — Дж. Дж. Томсон создаёт первый масс-спектрограф и получает масс-спектры молекул кислорода, азота, угарного газа, углекислого газа и фосгена.
Метод определяет массу и состав вещества, исходя из ионизации его атомов или молекул. В 20 веке масс-спектрометрия стала невероятно точным методом анализа, что позволяет определять низкие концентрации веществ, и нашла широкое применение в медицине, научных исследованиях и промышленности.
● Экстракция химических веществ – Фридрих Краус в 1913 году и Ричард Мартин Вилански, 1916 год.
Этот метод позволяет извлекать химические вещества из пробы при помощи растворителя, тем самым облегчая и ускоряя процесс анализа.
● Элементный анализ – Фриц Прюссак, 1920 год.
Метод позволяет определить состав пробы на основе определения количества элементов, содержащихся в ней, что делает его очень полезным в медицине и пищевой промышленности.
● Флуоресценция - была открыта в 1920 году американским химиком Эдвином Хиллом.
Этот метод основан на свойствах некоторых веществ светиться под действием ультрафиолетового света. В 20 веке флуоресценция стала известной как высокочувствительный метод для определения пигментов, белков и других веществ в образцах.
● Ионная хроматография – Чарльз Кэуффман, 1947 год.
Метод позволяет разделить ионные соединения на основе их заряда и размера, что делает его очень полезным для анализа различных соединений.
Аналитическая химия во второй половине XX века
Открытия с пояснениями сути метода и некоторые без.
В 1950-х годах была создана вычислительная химия, которая позволила разрабатывать модели и прогнозировать свойства материалов, рационализировать технологические процессы и синтезировать новые соединения. В этот период была создана также газовая хроматография.
В 1960-х годах аналитическая химия достигла значительных результатов в исследовании биохимии и фармакологии, благодаря быстрому развитию методов газовой и жидкостной хроматографии.
В 1970-х годах аналитическая химия стала тесно связана с современной биотехнологией, а также начала активно работать над созданием новых материалов на основе нанотехнологий.
В 1980-х годах появились лазерные методы анализа, а также широко использовалась индуктивно-связанная плазма.
В 1990-х годах аналитическая химия начала активно работать в области окружающей среды, исследуя загрязнение воды, почвы и воздуха, разрабатывая методы переработки отходов. В этот период также были созданы первые методы наноанализа, которые позволили изучать свойства наночастиц.
В 1960-х годах аналитическая химия достигла значительных результатов в исследовании биохимии и фармакологии, благодаря быстрому развитию методов газовой и жидкостной хроматографии.
В 1970-х годах аналитическая химия стала тесно связана с современной биотехнологией, а также начала активно работать над созданием новых материалов на основе нанотехнологий.
В 1980-х годах появились лазерные методы анализа, а также широко использовалась индуктивно-связанная плазма.
В 1990-х годах аналитическая химия начала активно работать в области окружающей среды, исследуя загрязнение воды, почвы и воздуха, разрабатывая методы переработки отходов. В этот период также были созданы первые методы наноанализа, которые позволили изучать свойства наночастиц.
● Кроматография - Х.Тсвэй, 1940-е годы.
Этот метод позволяет разделять смеси веществ на компоненты и определять их количественное содержание.
● Инфракрасная спектрометрия - Гершель и Коллоид, 1940-е годы.
Метод позволяет идентифицировать и измерять молекулы на основе их инфракрасного спектра.
● Ядерный магнитный резонанс - Блум, Пурселл и Торре, 1940-е годы.
Этот метод позволяет исследовать структуру молекул и ядер на основе их ядерного магнитного резонанса.
● Химический анализ компьютером - 1952 год, Фленнер и Хансен.
Открытие позволило автоматизировать химический анализ и увеличить его точность и скорость.
● Атомно-абсорбционная спектроскопия - 1955 год, американский химик Уолтер Манн.
Этот метод основан на измерении поглощения света определенной длины волны атомами вещества.
● Иммунный анализ - Йенсен и Миллер, 1960-е годы.
Метод позволяет находить и измерять антитела и антигены в биологических пробах.
● Фотометрический анализ - Хорватьян, 1960-е годы.
Этот метод позволяет измерять световой поток, поглощение и рассеяние света в жидких растворах и газах.
● Электрохимическая ионизация - Липштедт, 1970 год.
Метод позволяет ионизировать органические молекулы для анализа масс-спектрометром.
● Синтез ионных молекулярных растворов (ИМР) - Рудольф Маркус, 1977 год.
Открытие позволило изучать кинетику и реакционные механизмы в растворах низкой концентрации.
● Индуцированно связанная плазма масс-спектрометрия (ICP-MS) - M. Montaser и R. M. Barnes, 1980 год.
● Жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (LC-MS) - R. G. Cooks, 1981 год.
● Инфракрасная спектроскопия с использованием фурье-преобразования (FT-IR) - J. A. Decker и C. M. Penney, 1985 год.
● Вихретная электрохроматография (CEC) - C. R. Blanford, R. D. Gilbert, и C. F. Poole, 1985 год.
● Микроэкстракция жидкой фазы (LPME) - J. Pawliszyn, 1989 год.
● Газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрией (GC-MS) с применением тандемной масс-спектрометрии (MS-MS) - J. F. Pauls и F. W. McLafferty, 1990 год.
● Сверхкритическая жидкостная хроматография (SFC) - L. R. Snyder, J. J. Kirkland и J. L. Glajch, 1990 год.
● Продвинутые методы аналитической электронной микроскопии (AEM) - R. F. Egerton, 1992 год.
● Квантовая точка в качестве флуоресцентного маркера в анализе (QD) - M. Bruchez Jr. и C. G. B. van de Ven, 1998 год.
Аналитическая химия в XXI веке
Развитие аналитической химии в 21 веке предполагает использование новых методов и технологий, которые позволяют более точно и быстро определять состав веществ и материалов.
Также развитие информационных технологий способствует автоматизации и оптимизации аналитических процессов, что повышает точность и скорость анализа.
В настоящее время развитие аналитической химии обретает все большее значение, например, в области экологии, здравоохранения, промышленности и т.д., и ведет к появлению различных новых методов и инструментов для анализа проб.
В настоящее время развитие аналитической химии обретает все большее значение, например, в области экологии, здравоохранения, промышленности и т.д., и ведет к появлению различных новых методов и инструментов для анализа проб.
● Ультраприставочная масс-спектрометрия (UPLC / MS) - была разработана в 2004 году Виллиамом Макдональдом.
● Секвенирование ДНК методом гибридизации (Hybridization Sequencing) - J. Shendure и G. Porreca, 2004.
● Разработка методов органического синтеза квантовых точек - авторы: Цзюнь Тан, Виктор Ф. Пунтус и коллеги из Ялтинского университета и Наноцентра Харвардского университета.
Разработали эффективные методы для синтеза квантовых точек, которые широко используются в биомедицине и электронике.
● Разработка методов биомиметической катализы - авторы: Тобиас Рейнлер и Мартин Херманн из лицея Германно-голландских экспериментальных исследований.
Разработали методы, которые имитируют эффективность энзимов в белках, что может помочь в разработке новых катализаторов, используемых в производстве промышленных продуктов.
● Развитие техник масс-спектрометрии - авторы: Ричард Смит, Майкл Маккормак и коллеги из Университета Вашингтона и Техасского университета.
Расширили спектр масс-спектрометрии, что позволяет анализировать большие и сложные молекулы (например белки) и делать это быстро, высококачественно и с минимальной потерей образцов.
● Создание новых материалов с помощью нанотехнологий - авторы: Чад Миркин и коллеги из Нанотехнологического института Чикагского университета.
Разработали методы создания наночастиц и наноструктур, которые могут использоваться в различных областях, включая электронику, медицину, катализ и энергетику.
● Разработка фотохимических методов для синтеза сложных органических соединений - авторы: Дэвид Николс и коллеги из Университета Британской Колумбии.
Они разработали новый подход к органическому синтезу, используя фотохимию для создания сложных молекул. Этот метод может помочь в создании новых лекарственных препаратов.
● Развитие аналитической флуоресцентной микроскопии- авторы: Стефан Хелл и коллеги из Гёттингенского научного центра.
Создали метод, позволяющий визуализировать объекты в наномасштабе при помощи флуоресцентной микроскопии. Данный метод подходит для изучения живых клеток и может быть применен в биомедицине.
● Разработка техник молекулярной диагностики - авторы: Фрэнсис Коллинз и коллеги из Гарвардской медицинской школы.
Разработали методы для диагностики заболеваний на молекулярном уровне, что позволяет точно определять заболевания и предлагать эффективные лечения
● Внедрение сенсорных технологий - веществовыводящие сенсоры и электрохимические сенсоры, для мониторинга химических параметров в жидких и газовых средах.
Работа выполнена ученицей 1 курса направления Биоинженерия и биоинформатика, Целищевой Софьей
Ниже будет приведено доказательство того, что весь текстовый материал действительно занял всего лишь одну печатную страницу А4.
