万 鹏（唐山市计量测试所，河北　唐山　063000）



化学计量学在分析化学中的应用研究

万 鹏
（唐山市计量测试所，河北唐山063000）

摘要：一直以来，化学定量一直是化学研究的热门话题，因为在研究化学定量构效关系的过程中，必然会应用到化学定量。在化学领域中，最根本的就是化学定量问题，主要研究三个方面：物质的化学成分，结构以及具有怎样的性质。在研究的过程中，最常用的方法便是利用图论和数值的方法。当下，化学定量构效关系已经成为了研究化学绕不开的一道坎。笔者在分析了化学计量学在分析化学中的作用基础之上，关注到了化学计量学的今后发展问题。

关键词：化学计量学；分析化学；人工神经网络

化学具有许多的分支，化学计量学便是其中的一个分支。和其他分析相比，化学计量学发展的时间比较短，所涵盖的内容无所不包，往往要应用到数学，统计学以及计算机科学的知识。因此化学计量学并不是一门单一的学科。在化学测量的过程中，随处可见化学计量学的身影，包括设计实验，处理变量，分析数据等等都是化学计量学的范畴。而化学计量学最主要的目标就是要做好数据的分析和处理工作。

1 化学计量学在化学测量中的应用分析

在研究化学的过程中，常常需要将化学测量和化学计量学结合起来。早在20世纪50年代，分析化学便有了全新的设备，将分析测试的工作推向了自动化。虽然新仪器设备能够将测量的数据更加准确，但是得到的信息是如此之多，没有规律可言，如何做好信息的筛选工作便成为了新的难题。为了解决这个问题，化学计量学便有了一展身手的机会。化学计量学将分析分离技术集中在同一个仪器上，利用高维仪器来进行信息的分析，然后进行多方面的校正，分析，分组，做好定量解析的工作。这样一来，不管数据有多少，都可以在化学计量学额帮助之下，做好信息的筛选工作。

2 化学计量学在分析化学中的应用

2.1 化学计量学在化学定量构效关系的应用

在研究化学的过程中，做好化学定量构效关系是最根本性的问题，在这过程中，要分析物质的化学成分和结构。在研究的过程中，图论和数值的方法是比较常见的方法，可以用来表示各种各样的化合物，而在研究过程中得到的计算结果不能够就 单纯放着，而要将其和物理、化学、生物的知识联系起来，这样才能够利用定量关系做好对物质的定性表述。在分析化学的过程中，全局最优算法已经充分得到了利用，在利用误差反向传播的多层次感知模型来测验苯酚衍生物的活性实在是一大亮点。

2.2 化学计量学模式识别方法在分析化学的应用

在化学计量学中，进行识别模式的过程中，主要利用化学测量数据矩阵，将采集好的样本分为几个部分，分别进行选取。在测量的过程中，由于处在多维模式空间里，因此相对位置并不是一成不变的，这样就得利用线性做好来判断分析法和最邻近法。在进行决策的过程中，模式识别的方法往往能够为决策提供意想不到的材料内容。现如今，模式识别的方法已经在石油化工和材料化学领域中崭露头角。K-最邻近法是从伏安波汇总对重叠的伏安响应信号进行分类，将K-最邻近法用于电位阶伏安波及毛细管曲线分类的过程中，从而成功表征有机化合物的构效关系。而在食品鉴定过程中，二SMCA则独占鳌头。因此可以说，模式识别的方法在分析化学中已经起到了越来越重要的作用。

2.3 化学计量学的人工神经网络应用

在人工神经网络应用中，化学计量学也走在了先列。人工神经网络的定义：起源于现代生物学对人脑组织的研究，在处理单元的基础上做好连接的工作，形成啪嗒的网络体系，这样便可以惟妙惟肖的模拟人体大脑神经网络结构。利用人工神经网络，可以做好对数据模式的处理工作，可以处理好非线性测量数据。虽然分析化学具有非常多的不确定因素，但是在化学计量学的人工神经网络的帮助下，这些不确定的因素都能够有效处理。从以往的例子中可以看出，神经网络已经充分显示了自己的优点，能够在多方面发挥出自己的优势，比如说分析谱图，预测药物分子的药效，预测蛋白质的结构。尤其是在遗传算法中，人工神经网络也已经占据了热门位置。在遗传算法中，除了可以做好波长的选择，数据的校正，核磁共振脉冲波形的选择外，还可以实现仪器设别的联机，实现实验的自动化标准。

2.4 化学计量学波普化学的应用

在研究化学的过程中，如何利用好波普数据库一直是专家学者研究的重点。研究重点包括了如何做好对波普数据库的质谱，核磁共振谱，色谱的定量分析工作。化学计量学就为研究波普数据库的工作提出了新的思路。在化学计量学的帮助下，可以做到滤波，平滑，交换，卷积的工作，这样一来便能够带分析化学的发展，轻松解决共存性的物种和未知的生物测定难题。

2.5 化学计量法的多元校正应用

在化学研究的过程中，多元化分析已经成为了一种潮流，主要表现在研究目标和研究对象上单额多元化，但是对于化学研究者来说，却增加了更大的难题。化学研究者只有在短时间内进行精确的定位和定量，才能够不浪费最佳的时间。在这样的大环境下，多元校正法忠于破茧而出，帮助分析仪器创造了更多的测量数据，并且对这些数据做好了解析工作。这样看来，多元校正的方法实际上是一种新的数学统计方法。多元校正法有着明显的优势，对研究的灵敏度、检测度和精密度都进行了全方面的优化，扩大了分析仪器的功能，进一步提高了分析仪器的实用性。正交设计和均匀性设计，板因式设计的融合，在化学研究的过程中，设计实验就更加协调，分析选择性更好，也为多元校正法带来了更广阔的天空。

结语

化学计量学已经走过了30多个年头，应用化学计量学早已经不是什么新鲜事了，其在化学行业也有了自己的一席之地。因此，化学计量学必定前途不可限量，更多人趋之若鹜。随着化学计量学的发展，对仪器智能化分析的基础之上提出新的见解，为高维联用仪器的发展提出新的思路。本文在分析化学计量学在分析化学中的应用基础之上，了解了化学计量学的优势，但是也要看到化学计量学的不足之处，然后加以改进，这样才能为化学计量学的进一步发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]潘荣荣，曲刚莲，马果花.化学计量学在分析化学中的应用[J].化学分析计量，2007（02）.

[2]宋国安，丛培盛，潘卫刚，朱仲良.化学计量学建模软件的开发及应用[J].计算机与应用化学，2006（03）.

中图分类号：O657.1

文献标识码：A