第1章 分析化学学科“十二五”发展战略报告 1
1.1分析化学学科的战略地位 1
1.2分析化学学科的发展规律和研究特点 2
1.2.1分析化学的发展规律 2
1.2.2分析化学研究的特点 3
1.3近年来本学科领域的研究现状和研究动态 5
1.3.1人才队伍 5
1.3.2资助现状 5
1.3.3研究现状 6
1.3.4重要成果 9
1.3.5推动学科发展和人才队伍建设、营造科研环境等方面的成绩 20
1.3.6存在的问题 21
1.4未来5年本学科领域的发展布局、优先领域及与其他学科交叉的重点方向 21
1.4.1发展布局 21
1.4.2优先领域 22
1.4.3分析化学的重点方向 23
1.4.4与其他学科交叉研究的重点方向 24
1.5未来5年本学科领域发展的保障措施 24
1.6未来5年本学科开展国际合作的需求和优先领域 25
1.7其他问题 25
第2章 色谱和毛细管电泳分析 26
2.1引言 26
2.2色谱研究进展概述 31
2.2.1气相色谱（GC） 31
2.2.2液相色谱（LC） 33
2.2.3毛细管电泳（CE） 36
2.3分离介质与色谱柱 38
2.3.1 LC分离介质 38
2.3.2 GC分离介质 40
2.4多维色谱和多维CE技术 41
2.4.1二维GC 42
2.4.2二维LC 43
2.4.3二维CE 45
2.4.4其他多维色谱 45
2.5样品前处理技术 46
2.5.1引言 46
2.5.2样品前处理方法 49
2.5.3新型样品前处理分离介质 52
2.5.4在线采样／分离分析联用技术 54
2.6蛋白质组学分析 55
2.6.1引言 55
2.6.2蛋白质样品前处理 55
2.6.3多维LC分离技术在规模化蛋白质组学鉴定中的应用 57
2.6.4基于色谱分离为基础的定量蛋白质组学方法发展与应用 59
2.6.5蛋白质组学中的数据处理 60
2.7代谢组学分析中的色谱方法 60
2.7.1引言 60
2.7.2气相色谱法 61
2.7.3液相色谱法 62
2.7.4毛细管电泳法 66
2.8脂质组学分析中的色谱方法 67
2.8.1引言 67
2.8.2一维分析技术 67
2.8.3联用分析技术 68
2.9色谱发展的挑战与展望 70
参考文献 71
第3章 微-纳尺度分离分析 92
3.1概述 92
3.2基础理论 92
3.2.1理论方程 93
3.2.2双电层作用 94
3.2.3溶剂化、范德华力与静电力 95
3.2.4无因次量 95
3.2.5非线性电动现象 96
3.3微流控装置 97
3.3.1进样 97
3.3.2芯片设计 97
3.3.3芯片制备技术 98
3.3.4检测与鉴定 98
3.4应用概述 99
3.4.1 DNA分析 99
3.4.2蛋白质分析 101
3.4.3细胞颗粒物分析 101
3.4.4其他样品分析 102
3.5挑战与展望 102
参考文献 102
第4章 电化学分析 107
4.1引言 107
4.2生物电分析化学 108
4.2.1生物小分子分析 108
4.2.2蛋白质分析 109
4.2.3细胞分析 110
4.2.4展望 112
4.3新型纳米材料在电分析化学中的应用 113
4.3.1纳米颗粒的应用 113
4.3.2碳纳米管在电化学传感器中的应用 117
4.3.3石墨烯在电化学传感器中的应用 121
4.3.4结论和展望 122
4.4电化学发光 122
4.4.1电化学发光体系 122
4.4.2分析应用 123
4.4.3存在的问题及发展趋势 125
4.5核酸的电分析化学 125
4.5.1目标核酸序列及其变化的电化学分析方法 126
4.5.2功能核酸分子识别的电化学分析方法 129
4.5.3结论与展望 130
4.6软界面电分析化学 131
4.6.1近年来国内外的进展 131
4.6.2存在的问题及发展趋势 133
4.7电化学联用技术 134
4.7.1微流控芯片与电化学检测联用技术 134
4.7.2电化学与质谱联用技术研究 135
4.7.3电化学与表面等离子体共振联用技术研究 136
4.7.4电化学与拉曼光谱联用技术研究 137
4.7.5结论和展望 137
4.8电分析化学的挑战与展望 137
参考文献 139
第5章 光谱分析 150
5.1原子光谱分析 150
5.1.1原子光谱分析仪器的最新发展 150
5.1.2原子光谱分析中的样品预处理技术 156
5.1.3原子光（质）谱联用技术及其应用 160
5.1.4金属组学 164
5.2分子光谱分析 166
5.2.1灵敏的分子光谱仪器与技术的研究进展 166
5.2.2有机小分子荧光探针 169
5.2.3荧光量子点探针 178
5.2.4单分子和单细胞检测 182
5.2.5光化学传感器 185
5.2.6拉曼与红外光谱分析 190
5.2.7化学发光与生物发光分析 194
参考文献 201
第6章 质谱分析 221
6.1引言 221
6.2气相离子化学研究进展 223
6.2.1引言 223
6.2.2有机分子化学转化的质谱研究 223
6.2.3有机功能分子在电喷雾质谱中的裂解规律研究 227
6.2.4展望 229
6.3 LC-MS/MS在药物代谢和药物动力学中的应用进展 229
6.3.1引言 229
6.3.2药物动力学生物样品的定量分析 229
6.3.3药物代谢产物的结构鉴定 231
6.3.4进展与展望 232
6.4 MALDI-TOF MS技术在蛋白质及多肽研究中的应用进展 233
6.4.1引言 233
6.4.2研究方法及技术进展 233
6.4.3应用进展 234
6.4.4展望 239
6.5组学研究中的质谱分析新方法 240
6.5.1质谱分析方法在代谢组学中的研究进展 240
6.5.2蛋白质组学研究中的质谱分析新方法 246
6.6无机和同位素质谱技术及其应用进展 250
6.6.1引言 250
6.6.2分析技术及其应用进展 250
6.6.3测量标准研究进展 253
6.6.4发展前景 254
6.7质谱新技术的研究进展 254
6.7.1质谱成像技术的现状与发展 254
6.7.2电喷雾萃取电离技术 259
6.7.3完整生物颗粒质谱分析新技术的进展 262
参考文献 267
第7章 核磁共振波谱分析 278
7.1引言 278
7.2 NMR方法学研究 279
7.2.1硬件发展 279
7.2.2多维NMR技术 279
7.2.3 TROSY和CRINEPT 280
7.2.4 RDC和PRE 280
7.2.5快速多维NMR谱 281
7.2.6异核直接检测技术 282
7.2.7超极化增强灵敏度技术 282
7.2.8展望 282
7.3溶液蛋白质结构和动力学NMR研究 283
7.3.1蛋白质溶液结构解析 283
7.3.2蛋白质复合物的NMR研究 287
7.3.3药物筛选 288
7.3.4展望 289
7.4膜蛋白的固体NMR研究 291
7.5代谢组的NMR分析 295
7.5.1代谢组学的研究对象 295
7.5.2代谢组学研究方法 296
7.5.3基于NMR的代谢组学的特点 297
7.5.4代谢组学研究的广泛应用 297
7.5.5前景、展望 299
参考文献 300
第8章 成像分析 307
8.1成像分析基础 307
8.2成像的发展与突破 308
8.2.1突破衍射极限 308
8.2.2突破检测灵敏度 311
8.2.3高速成像 313
8.3核素成像进展 314
8.4 MRI进展 315
8.5标记与示踪 315
8.6表面成像 317
8.6.1质谱成像 317
8.6.2椭圆偏振光成像 317
8.6.3表面等离子体共振成像 318
8.7展望 319
参考文献 319
第9章 化学计量学 324
9.1发展简述 324
9.2化学模式识别 326
9.3化学多维校正 328
9.3.1零阶张量校正 328
9.3.2一阶张量校正 329
9.3.3二阶张量校正 331
9.3.4三阶张量校正 334
9.4若干创新性应用 335
9.4.1生物医学领域 336
9.4.2食品农产品质量分析 339
9.4.3环境检测领域 341
9.4.4过程分析化学 342
9.4.5其他领域 343
9.5展望 344
9.5.1方法学创新 344
9.5.2分析仪器研制 345
9.5.3重视发展 346
参考文献 347
第10章 生命分析化学 350
10.1引言 350
10.1.1生命分析化学的定义 350
10.1.2生命分析化学的沿革 351
10.1.3生命分析化学的作用与意义 352
10.2生物分子的分析化学 353
10.2.1糖类分析 353
10.2.2氨基酸与蛋白质分析 354
10.2.3核酸与基因分析 354
10.2.4激素分子的检测 355
10.3信号放大技术 355
10.3.1纳米信号放大 355
10.3.2酶与模拟酶信号放大 357
10.3.3生物分子学信号放大 358
10.4基于特异性分子识别的生命分析 360
10.4.1免疫分析 360
10.4.2分子印迹分析 362
10.4.3基因芯片分析 363
10.4.4分子信标与分子识体的分析应用 365
10.5活体与细胞分析化学 367
10.5.1活体分析 367
10.5.2细胞图像分析 368
10.5.3细胞电化学分析 371
10.5.4细胞表面蛋白质与糖基检测 373
10.5.5胞内生物物质检测 375
10.6生命分析化学新发展 377
10.6.1核酸测序新策略 377
10.6.2蛋白质组学的挑战与分析策略 381
10.6.3代谢组学研究方法、生物信息学应用 382
10.6.4 microRNA研究领域中的分析化学 384
10.7展望 386
参考文献 387
第11章 药物分析 401
11.1新药研究中的分析化学 401
11.1.1分析化学在药物靶标鉴定中的作用 401
11.1.2药物与靶点相互作用分析 403
11.1.3药物高通量和超高通量筛选中的分析化学 405
11.2药物质量控制 407
11.2.1核酸类药物定量分析方法 407
11.2.2生物药物分析 408
11.2.3手性药物分析 412
11.2.4纳米药物的质量控制 414
11.2.5药物安全预警分析 417
11.3药物代谢与药物动力学分析 418
11.3.1生物体系中药物及代谢物分析 418
11.3.2药物代谢组学研究的新策略展望 421
11.4中药分析 424
11.4.1药效成分筛选分析 424
11.4.2多靶点生物效应分析 426
11.4.3基于生物效应的中药质量控制分析 427
11.4.4中药分析对中医理论现代诠释的作用 429
参考文献 431
第12章 环境分析化学 442
12.1概述 442
12.1.1环境分析化学的地位与作用 442
12.1.2环境分析化学的研究特点 442
12.1.3环境分析化学的重要研究方向 443
12.2部分研究进展 444
12.2.1大气POps被动采样技术 444
12.2.2纳米材料在环境样品前处理中的应用 448
12.2.3离子液体在环境分析中的应用 453
12.2.4生物传感器在环境分析中的应用 458
12.2.5 DNA损伤与甲基化分析 467
12.3相关研究的发展趋势及展望 470
12.3.1大气POPs被动采样技术 470
12.3.2纳米材料在环境样品前处理中的应用 471
12.3.3离子液体在环境分析中的应用 472
12.3.4生物传感器在环境分析中的应用 472
12.3.5 DNA损伤与甲基化分析 472
参考文献 473
第13章 纳米分析化学 484
13.1概述 484
13.2纳米组装与生物电化学传感 485
13.2.1滴涂法 485
13.2.2电化学沉积法 486
13.2.3原位氧化还原法 487
13.2.4自组装法 488
13.2.5其他纳米组装方法 489
13.3纳米探针与生物分子识别 489
13.3.1荧光纳米探针 490
13.3.2表面增强拉曼散射（SERS）光谱纳米探针 491
13.3.3荧光／磁共振成像多功能纳米探针 492
13.4纳米光学传感器 493
13.4.1吸收型比色与可视化光学传感器 494
13.4.2荧光纳米传感器 495
13.4.3化学发光纳米传感器 497
13.4.4表面增强拉曼散射传感器 498
13.5微流控中的纳米分析 499
13.5.1小分子检测 499
13.5.2生物大分子检测 500
13.5.3细胞分析技术 502
13.6基于功能纳米材料的分离与富集方法 504
13.6.1金属纳米材料 504
13.6.2金属氧化物纳米材料 505
13.6.3无机非金属纳米材料 505
13.6.4高分子纳米材料 506
13.6.5分子印迹纳米材料 506
13.7纳米颗粒光散射分析方法 507
13.7.1纳米光散射探针 507
13.7.2纳米光散射探针的增强效应 508
13.7.3单颗粒散射光谱分析 509
13.8纳米基质辅助激光解吸附分析技术 512
13.8.1碳纳米材料 513
13.8.2多孔硅材料 514
13.8.3磁性纳米材料 514
13.8.4荧光纳米材料 515
参考文献 515
第14章 公共安全分析 529
14.1食品安全分析 529
14.1.1引言 529
14.1.2食品安全分析的关键技术 529
14.1.3食品安全监测与预警 535
14.1.4食源性危害人群暴露评估与危险性分析 535
14.1.5食品安全控制技术 536
14.1.6结语与展望 537
14.2毒物分析 538
14.2.1引言 538
14.2.2重要无机毒性物质分析技术的进展 538
14.2.3有机类毒物的分析与检测 541
14.2.4结语与展望 544
14.3化学战剂的侦检现状与发展趋势 544
14.3.1引言 544
14.3.2 CWAs的现场侦检技术进展 545
14.3.3 CWAs的实验室筛查鉴定技术 548
14.3.4结语与展望 552
14.4爆炸物分析 553
14.4.1引言 553
14.4.2 X射线、γ射线成像技术 553
14.4.3核技术 553
14.4.4离子迁移谱分析 554
14.4.5电化学分析方法 554
14.4.6光学分析方法 555
14.4.7爆炸物的化学与生物传感检测 558
14.4.8结语与展望 561
参考文献 561
第15章 分析科学仪器和装置 568
15.1微型色谱研究进展 568
15.1.1微型气相色谱 568
15.1.2微型液相色谱 576
15.1.3结论与展望 577
15.2毛细管电泳与芯片电泳仪 577
15.2.1便携式电泳仪 577
15.2.2芯片电泳仪 579
15.3微流控芯片仪器 580
15.3.1耐高压高温芯片关键材料与加工技术 580
15.3.2流体控制及驱动技术与器件 581
15.3.3分析型微流控芯片系统 582
15.3.4点阵微流控芯片系统 584
15.3.5蛋白质结晶微流控芯片系统 586
15.4样品前处理装置 587
15.4.1固相微萃取装置 587
15.4.2加速溶剂萃取装置 589
15.4.3吹扫捕集装置 590
15.5质谱仪器小型化 592
15.5.1概述 592
15.5.2质量分析器的小型化 592
15.5.3真空系统的小型化 596
15.5.4离子化 597
15.5.5进样系统 599
15.5.6总结 599
参考文献 599