现代有机分析化学的产生发展及应用进展

＊时 园

（常州大学 江苏 213164）

随着现代仪器分析的发展，现代有机分析化学巧妙的融入了计算机、生物学等学科，体现现代有机分析化学的综合性特点。同时，随着科学研究的不断深入，现代有机分析化学在其基础上衍生出多种新仪器及新的应用，为人们生活、生产提供了巨大的便利条件。为了充分发挥现代有机分析化学的应用价值，本文从其应用进展出发，从食品分析中、医药学分析等方面作为切入点，实现现代有机分析化学的良好应用，促进其相关研究更加深入、灵敏。

1.现代有机分析化学的内容和特点

现代有机分析化学是一门研究有机化合物的分析方法和技术的学科。它是有机化学和分析化学的交叉学科，旨在发展和应用各种先进的分析方法，以确定和量化有机化合物的结构和组成。

(1)内容

第一，分析方法的发展：现代有机分析化学致力于发展新的分析方法，如色谱分析、质谱分析、核磁共振分析、红外光谱分析等，以应对复杂有机化合物的分析需求。第二，样品准备与前处理：有机样品的分析前处理是非常重要的一步。现代有机分析化学关注样品的提取、富集、清洁和处理等，以保证分析结果的准确性和可靠性。第三，结构鉴定与定量分析：通过先进的仪器设备和技术手段，现代有机分析化学能够对有机化合物的结构进行鉴定，并实现对样品中目标化合物的定量分析。第四，有机污染物分析：随着工业的发展和环境污染的日益严重，现代有机分析化学也关注有机污染物的分析与监测，以保护环境和人类健康。

(2)特点

第一，高灵敏度和高选择性。现代有机分析化学使用的仪器设备和技术手段具有高灵敏度和高选择性，能够对微量有机化合物进行准确和可靠的分析。第二，高分辨率和高效率。现代有机分析化学所采用的分析方法和仪器设备具有高分辨率和高效率的特点，能够对复杂的有机体系进行分析和检测。第三，多元分析手段。现代有机分析化学采用的是多元分析手段，通过多个分析方法的联合应用，可以获得更全面和准确的分析结果。第四，自动化和高通量。现代有机分析化学借助于自动化技术的应用，可以实现分析过程的自动化和高通量分析，提高分析效率和准确性。第五，多学科交叉：现代有机分析化学是多学科交叉的产物，它融合了有机化学、分析化学、仪器分析等多个学科的理论和技术，为有机化学研究提供了重要的支撑。总之，现代有机分析化学是一门重要的学科，它通过发展和应用先进的分析方法和技术，为研究人员提供了强大的工具和手段，以解决有机化学领域的分析难题，推动有机化学的发展和应用。

2.现代有机分析化学的应用进展

(1)新型纳米材料应用进展

①有机分析化学在新型纳米材料中发挥作用时具有以下技术特点：第一，高灵敏度。新型纳米材料通常具有微小的尺寸和特殊的表面性质，因此需要极高的分析灵敏度来检测和测量它们的存在和浓度。有机分析化学中的一些技术，如质谱分析和光谱分析，能够提供高灵敏度的检测手段，能够满足对纳米材料的微量分析需求。第二，结构表征。有机分析化学可以通过核磁共振、红外光谱等技术来对纳米材料的结构进行表征。这些技术可以提供有关纳米材料的分子组成、化学键、晶体结构等信息，帮助研究人员了解纳米材料的性质和特点。第三，表面性质研究。纳米材料的表面性质对其性能和应用具有重要影响。有机分析化学可以通过表面分析技术，如扫描电子显微镜、原子力显微镜等，对纳米材料的表面形貌、粒度分布、表面化学组成等进行研究。这些信息可以帮助研究人员了解纳米材料的表面性质，从而指导纳米材料的制备和应用。第四，纳米材料的分离和纯化。纳米材料的制备通常伴随着杂质的存在，需要进行分离和纯化。有机分析化学中的色谱技术可以用于纳米材料的分离和纯化，如高效液相色谱、气相色谱等。这些技术可以根据纳米材料的特性和分子大小实现对其的选择性分离，从而提高纳米材料的纯度和质量。

②具体应用。环糊精修饰纳米金固定相毛细管电色谱法测定氨基苯甲酸异构体。邻、间、对－氨基苯甲酸（ABA）是一种广泛应用于食品、医药等领域的芳香族物质，具有广泛的药用价值。例如，在止痛药、降压药及血管舒张药的合成中，间氨基苯发挥了重要作用。邻氨基苯甲酸是常用的抗出血药、磺胺类药物的拮抗剂，还可用作防晒剂[1]。然而，目前常用的几种常温磷光法、HPLC和CE等分析手段的灵敏度都存在问题。针对这一问题，中国科学院大学孙文华教授团队提出了一种以硫代环糊精-纳米金为毛细管-电层析固定相，利用流动反应界面原理，实现了对三种氨基苯类化合物的同步快速分析，大幅提高了分析的灵敏度。该方法具有高分离度、小样品消耗量、良好的重现性和简便易行的特点。预计这一方法将为分析分离科学、医药科学、环境科学和生命科学等领域提供重要的理论依据和技术支持。

新型SERS纳米探针与生物。SERS（表面增强拉曼散射）及其在生命体系中的应用备受关注。目前，在制备具有较高SERS活性的纳米荧光分子时存在一些问题，如荧光强度不够、同一性不够以及可重复使用性等。为解决上述问题，中国科学院上海应用物理所的宋世平教授采用了DNA自组装和调控方法成功制备了一系列具有高SERS增强能力的金属纳米材料，其中它们之间存在约1nm的空隙。研究发现，SERS活性随着纳米线宽度的增大而增大。同时，他们还深入探讨了纳米裂缝的产生机理，并指出对于DNA而言，界面的调节非常关键。在此基础上，成功提高了SERS信号强度，使其达到了1.0×109，并且具有良好的可重复性[2]。此外，将其应用于有机及生命体系中显示出了高灵敏度、高特异性以及多样性等优异特性，展示了良好的发展前景[3]。

(2)在医药学、生物学方面的应用进展分析

①有机分析化学在医药学和生物学中发挥作用时具有以下技术特点：第一，药代动力学研究。有机分析化学在药物代谢动力学研究中起着重要作用。通过使用有机分析化学技术，可以对药物在生物体内的代谢途径、代谢产物进行分析和鉴定。这有助于了解药物在体内的代谢过程，为药物疗效和安全性评估提供依据。第二，生物标志物检测。有机分析化学可以用于检测生物标志物，这些标志物可以用来诊断疾病、监测疾病进展和评估治疗效果。通过有机分析化学的技术手段，可以对生物样品中的蛋白质、核酸、代谢产物等进行定量和定性分析，从而实现对生物标志物的检测和分析。

②具体应用。杭白菊多糖结构、活性。杭白菊（简称甘菊）是浙江省“浙八味”八大名贵中药之一，也是中国特色的名贵中药。菊花中含有多种生物活性物质，包括三萜、倍半萜烯、黄酮和不饱和脂肪酸等。然而，对于大分子量组分如多糖的研究却相对较少。为了弥补这一研究空白，浙江大学梁峰杰教授等利用水提乙醇沉淀技术从菊花中获得了水溶性多糖CMP，并通过Sevag方法去除其中的蛋白质[4]。经过离子交换层析等方法，获得了纯度较高的P2多糖。进一步通过HPLC-MS对P2进行纯化和分子量测定，发现P2是一种相对分子质量约为170000的单一多糖。波谱结果显示，P2多糖的聚糖为D-Galp，其骨架为beta-(1→6)，beta-(1→3)，侧链中还包含了D-Glc和L-Ara。实验证明，P2多糖对小鼠脾脏中的淋巴细胞具有较强的扩增作用，表明P2具有很好的药物应用前景。

鸡骨草醇提物体外活性氧自由基作用。鸡骨草（Herba Abri）是一种豆科相思子，广泛分布在中国华南的高山幽谷中，具有独特的芳香。作为一种干品，鸡骨草具有清热利尿、解毒、镇痛等功效，对急性肝炎、慢性肝硬化、腹水、胃痛等疾病具有较好的治疗效果。鸡骨草含有相思子碱、甾醇、皂苷、黄酮、大黄酚、大黄素甲醚、氨基酸、胆碱、蒽醌等成分。为了扩大鸡骨草的应用领域，右江民族大学的林明霞教授等采用65%酒精在pH=3的环境中将鸡骨草粉末浸出24h，并使用比色仪对其醇提液进行分析。结果表明该化合物对Fe3+、Fe2+均有很好的去除作用，同时对Fe2+也有很好的抑制作用。这表明鸡骨草醇提液具有强大的抗氧化活性，且其抗氧化活性随含量增加而提高。该项目的实施将为该属植物的开发与应用奠定重要的科学与技术基础[5-6]。

(3)在食品分析及食品化学中的应用进展

①有机分析化学在食品分析和食品化学中发挥作用时具有以下技术特点：第一，残留农药和化学物质检测。有机分析化学在食品分析中可以用于检测食品中的残留农药、重金属、有害化学物质等。通过使用有机分析化学的技术，可以对食品样品中的这些化学物质进行定量和定性的分析，从而保证食品的安全性。第二，营养成分分析。有机分析化学可以用于分析食品中的营养成分，如蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素等。通过使用有机分析化学的技术手段，可以对食品样品中的这些营养成分进行定量和定性的分析，从而了解食品的营养价值。第三，风味和香气分析。有机分析化学可以用于分析食品中的风味和香气成分。通过使用有机分析化学的技术，可以对食品样品中的挥发性化合物进行定量和定性的分析，从而了解食品的风味和香气特点。

②具体应用。林檎叶提取物稳定性。中南林学院的研究团队发现，林檎叶萃取液具有抑制多种细菌、霉菌和酵母增殖的能力，同时具有强大的抗氧化性能，对羟基自由基·OH、超氧阴离子自由基O2·、DPPH等有明显的抑制效果，并且可以显著降低脂肪的氧化速率。如果能充分利用这些特点，就有望开发出一种全新的天然防腐剂，可以在食品领域中使用。然而，食品中使用的防腐剂的性能非常重要。因此，在本项目中，我们计划利用中南林学院的研究团队和UV光谱技术，对在3月、6月和9月采集的鲜木瓜叶片进行光照、酸碱和高温等环境胁迫试验，并测定其在各种环境下的稳定性。结果显示，9月采集的木薯叶片对日晒、酸碱和气温的抗逆能力高于3月和6月采集的木薯叶片。这表明，9月采集的黄花菜叶片更适合作为开发新的食品防腐保鲜材料使用。

手性D-氨基酸形成机制与转基因食品安全性相关性。粮食安全是至关重要的问题，关系到一个国家和一个民族的生存与发展。然而，随着基因工程技术在食物中的广泛应用，其安全性问题引起了国际社会的广泛关注和争议[7]。中国科学院的何裕建等人基于“本质相等”的原则，以D-氨基酸为切入点，对以D-氨基酸为中心的新型手性农药对Bt及Bt基因的生物安全性进行了评估[8]。与常规非基因型植物相比，转基因植物具有提高植物激素D-羟基因（D-羟基）含量的作用机制，从而提高植物对重金属的吸收，并提高植物对D-羟基化反应的效率[9]。然而，由于转基因食品中存在目标物质，如草甘膦、Bt蛋白、重金属离子和手性D-氨基酸，以及它们各自具有的致癌、绝育等毒性作用，我们在没有完全剔除这些风险因素并进行深入研究之前，应该谨慎对待转基因食品，不能将其与常规食品在成分和安全性上本质等同[10]。

4.结束语

现代有机分析化学是现代分析化学的重要内容，通过对现代有机分析化学应用进展进行分析，可通过科学实验等途径，让我们对世界有更加全面、深刻、准确、灵敏的认知。现阶段，该学科基于分析方法、仪器、理论等，可为食品安全、医药学提供更加可靠的分析方法，进而对促进人类发展有着关键性作用。