化學計量學在分析化學中的應用研究

萬 鵬（唐山市計量測試所，河北　唐山　063000）

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化學計量學在分析化學中的應用研究

萬 鵬
（唐山市計量測試所，河北唐山063000）

摘要：一直以來，化學定量一直是化學研究的熱門話題，因為在研究化學定量構效關系的過程中，必然會應用到化學定量。在化學領域中，最根本的就是化學定量問題，主要研究三個方面：物質的化學成分，結構以及具有怎樣的性質。在研究的過程中，最常用的方法便是利用圖論和數值的方法。當下，化學定量構效關系已經成為了研究化學繞不開的一道坎。筆者在分析了化學計量學在分析化學中的作用基礎之上，關注到了化學計量學的今后發展問題。

關鍵詞：化學計量學；分析化學；人工神經網絡

化學具有許多的分支，化學計量學便是其中的一個分支。和其他分析相比，化學計量學發展的時間比較短，所涵蓋的內容無所不包，往往要應用到數學，統計學以及計算機科學的知識。因此化學計量學并不是一門單一的學科。在化學測量的過程中，隨處可見化學計量學的身影，包括設計實驗，處理變量，分析數據等等都是化學計量學的范疇。而化學計量學最主要的目標就是要做好數據的分析和處理工作。

1 化學計量學在化學測量中的應用分析

在研究化學的過程中，常常需要將化學測量和化學計量學結合起來。早在20世紀50年代，分析化學便有了全新的設備，將分析測試的工作推向了自動化。雖然新儀器設備能夠將測量的數據更加準確，但是得到的信息是如此之多，沒有規律可言，如何做好信息的篩選工作便成為了新的難題。為了解決這個問題，化學計量學便有了一展身手的機會。化學計量學將分析分離技術集中在同一個儀器上，利用高維儀器來進行信息的分析，然后進行多方面的校正，分析，分組，做好定量解析的工作。這樣一來，不管數據有多少，都可以在化學計量學額幫助之下，做好信息的篩選工作。

2 化學計量學在分析化學中的應用

2.1 化學計量學在化學定量構效關系的應用

在研究化學的過程中，做好化學定量構效關系是最根本性的問題，在這過程中，要分析物質的化學成分和結構。在研究的過程中，圖論和數值的方法是比較常見的方法，可以用來表示各種各樣的化合物，而在研究過程中得到的計算結果不能夠就 單純放著，而要將其和物理、化學、生物的知識聯系起來，這樣才能夠利用定量關系做好對物質的定性表述。在分析化學的過程中，全局最優算法已經充分得到了利用，在利用誤差反向傳播的多層次感知模型來測驗苯酚衍生物的活性實在是一大亮點。

2.2 化學計量學模式識別方法在分析化學的應用

在化學計量學中，進行識別模式的過程中，主要利用化學測量數據矩陣，將采集好的樣本分為幾個部分，分別進行選取。在測量的過程中，由于處在多維模式空間里，因此相對位置并不是一成不變的，這樣就得利用線性做好來判斷分析法和最鄰近法。在進行決策的過程中，模式識別的方法往往能夠為決策提供意想不到的材料內容。現如今，模式識別的方法已經在石油化工和材料化學領域中嶄露頭角。K-最鄰近法是從伏安波匯總對重疊的伏安響應信號進行分類，將K-最鄰近法用于電位階伏安波及毛細管曲線分類的過程中，從而成功表征有機化合物的構效關系。而在食品鑒定過程中，二SMCA則獨占鰲頭。因此可以說，模式識別的方法在分析化學中已經起到了越來越重要的作用。

2.3 化學計量學的人工神經網絡應用

在人工神經網絡應用中，化學計量學也走在了先列。人工神經網絡的定義：起源于現代生物學對人腦組織的研究，在處理單元的基礎上做好連接的工作，形成啪嗒的網絡體系，這樣便可以惟妙惟肖的模擬人體大腦神經網絡結構。利用人工神經網絡，可以做好對數據模式的處理工作，可以處理好非線性測量數據。雖然分析化學具有非常多的不確定因素，但是在化學計量學的人工神經網絡的幫助下，這些不確定的因素都能夠有效處理。從以往的例子中可以看出，神經網絡已經充分顯示了自己的優點，能夠在多方面發揮出自己的優勢，比如說分析譜圖，預測藥物分子的藥效，預測蛋白質的結構。尤其是在遺傳算法中，人工神經網絡也已經占據了熱門位置。在遺傳算法中，除了可以做好波長的選擇，數據的校正，核磁共振脈沖波形的選擇外，還可以實現儀器設別的聯機，實現實驗的自動化標準。

2.4 化學計量學波普化學的應用

在研究化學的過程中，如何利用好波普數據庫一直是專家學者研究的重點。研究重點包括了如何做好對波普數據庫的質譜，核磁共振譜，色譜的定量分析工作。化學計量學就為研究波普數據庫的工作提出了新的思路。在化學計量學的幫助下，可以做到濾波，平滑，交換，卷積的工作，這樣一來便能夠帶分析化學的發展，輕松解決共存性的物種和未知的生物測定難題。

2.5 化學計量法的多元校正應用

在化學研究的過程中，多元化分析已經成為了一種潮流，主要表現在研究目標和研究對象上單額多元化，但是對于化學研究者來說，卻增加了更大的難題。化學研究者只有在短時間內進行精確的定位和定量，才能夠不浪費最佳的時間。在這樣的大環境下，多元校正法忠于破繭而出，幫助分析儀器創造了更多的測量數據，并且對這些數據做好了解析工作。這樣看來，多元校正的方法實際上是一種新的數學統計方法。多元校正法有著明顯的優勢，對研究的靈敏度、檢測度和精密度都進行了全方面的優化，擴大了分析儀器的功能，進一步提高了分析儀器的實用性。正交設計和均勻性設計，板因式設計的融合，在化學研究的過程中，設計實驗就更加協調，分析選擇性更好，也為多元校正法帶來了更廣闊的天空。

結語

化學計量學已經走過了30多個年頭，應用化學計量學早已經不是什么新鮮事了，其在化學行業也有了自己的一席之地。因此，化學計量學必定前途不可限量，更多人趨之若鶩。隨著化學計量學的發展，對儀器智能化分析的基礎之上提出新的見解，為高維聯用儀器的發展提出新的思路。本文在分析化學計量學在分析化學中的應用基礎之上，了解了化學計量學的優勢，但是也要看到化學計量學的不足之處，然后加以改進，這樣才能為化學計量學的進一步發展打下堅實的基礎。

參考文獻

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[2]宋國安，叢培盛，潘衛剛，朱仲良.化學計量學建模軟件的開發及應用[J].計算機與應用化學，2006（03）.

中圖分類號：O657.1

文獻標識碼：A