化学与生物分析方法
药物分析方法
药物分析方法药物分析方法是指通过一系列的实验技术和仪器设备，对药物进行定性、定量、结构分析等研究的方法。
药物分析方法的发展对于药物研发、生产和质量控制具有重要意义，可以确保药物的安全有效性，保障人们的健康。
一、物理分析方法。
物理分析方法是指通过测定药物的物理性质来进行分析的方法，常用的物理分析方法包括：1. 熔点测定，通过测定药物的熔点来判断其纯度和结晶形态。
2. 红外光谱分析，通过测定药物在红外光谱下的吸收情况，来确定其分子结构和功能基团。
3. 热分析法，包括热重分析、热差示扫描量热分析等，通过测定药物在不同温度下的热性质来进行分析。
二、化学分析方法。
化学分析方法是指通过化学反应进行分析的方法，常用的化学分析方法包括：1. 酸碱滴定法，通过滴定的方式测定药物中的酸碱度，来确定其含量和纯度。
2. 气相色谱法，通过气相色谱仪对药物进行分离和定量分析。
3. 高效液相色谱法，通过高效液相色谱仪对药物进行分离和定量分析。
三、生物分析方法。
生物分析方法是指通过生物学实验技术进行分析的方法，常用的生物分析方法包括：1. 生物活性测定，通过细胞培养、动物实验等方法，对药物的生物活性进行测定。
2. 生物药代动力学研究，通过测定药物在体内的代谢和排泄情况，来确定其药代动力学参数。
3. 免疫分析法，通过免疫学技术对药物进行分析，如酶联免疫吸附法、放射免疫测定法等。
四、质谱分析方法。
质谱分析方法是指通过质谱仪对药物进行分析的方法，常用的质谱分析方法包括：1. 质子核磁共振谱分析，通过核磁共振仪对药物进行分析，来确定其分子结构。
2. 质谱联用技术，将质谱仪与色谱仪、液相色谱仪等联用，进行更加精确的分析。
五、光谱分析方法。
光谱分析方法是指通过光谱仪对药物进行分析的方法，常用的光谱分析方法包括：1. 紫外-可见吸收光谱分析，通过测定药物在紫外-可见光谱下的吸收情况，来确定其含量和纯度。
2. 荧光光谱分析，通过测定药物在激发光下的荧光发射情况，来进行分析。
生物分析化学
与茚三酮的显色反应
α-氨基酸与茚三酮的水合物在水溶液中加热时， 生成蓝紫色或紫色化合物，同时产生醛、二氧化 碳和氨。这个反应非常灵敏，是鉴定氨基酸最迅 速、最简单的方法，常用于α-氨基酸的比色测定 或纸层析、薄层层析时的显色。
三．氨基酸分离分析方法
原因：氨基酸种类多 结构较相似 不经分离，难以直接分析
分离与检测
衍生后的氨基酸一般在高效C18或C8柱上， 根据液液分配原理进行分离。流动相多以乙酸盐 或磷酸盐缓冲液为主，以乙睛、甲醇或四氢呋喃 为调节剂。由于氨基酸衍生物仍保留着两性化合 物的特点，故除改变调节剂的比例外，还可通过 调节缓冲液pH值，离子强度、柱温等使之达到理 想的分离
邻苯二甲醛
异硫氰酸苯酯
先将氨基酸进行柱前衍生，使之与带有疏水基 团的衍生剂反应生成利于在反相柱上保留、分 辨的化合物，经柱分离后，再根据衍生物的光 学特性选择相应的检测器进行检测、定性与定 量。
目前国内外应用最广、影响最大的柱前衍生剂有 邻苯二甲醛（OPA）、异硫氰酸苯酯（PITC）、 二硝基氯苯（PDNB）和二甲基氨基偶氮苯磺酞氯 等。
通过改换Li+ 缓冲液体系可分离。
衍生与检测
多数氨基酸没有生色基团，因此在紫外可见光区 无吸收（在常规蛋白水解氨酸中只有苯丙氨酸 ,酪 氨酸和色氨酸三个有紫外吸收），必须将之衍生、 转化为具有紫外可见光吸收或能产生荧光的物质 才能检测分析。
常用的衍生法
茚三酮法：经色谱柱分离的氨基酸与茚三酮溶液 混合、加热后，多数a一氨基酸可与茚三酮反应生 成兰紫色的化合物，其最大吸收波长为570nm，a 一氨基酸与茚三酮的反应方程式如下：
蛋白质结构的复杂性
分子中含有 100多个氨基酸的残基 具有特定的构型 可分为四级结构
生物化学分析方法(整理版)
生物化学分析方法(整理版)1. 简介生物化学分析方法是一种用于研究生物体内化学成分和生物代谢过程的科学技术。
通过分析生物体内的分子、细胞和组织的化学成分和反应，可以深入了解生物体的功能和代谢状态。
本文将介绍几种常用的生物化学分析方法。
2. 分光光度法分光光度法是一种通过测量样品溶液吸光度的方法来确定物质浓度的技术。
它利用样品对特定波长的光的吸收特性来分析样品中的物质含量。
该方法广泛应用于生物化学领域，可用于测定蛋白质、核酸和酶的浓度。
3. 色谱法色谱法是一种用于将混合物中的组分分离和鉴定的方法。
它基于不同组分在固定吸附剂或移动相中的分配行为而实现分离。
在生物化学分析中，常用的色谱法包括气相色谱法和液相色谱法。
这些方法可以用于分离和测定脂质、氨基酸和维生素等生物化学分子。
4. 质谱法质谱法是一种通过测量物质的质量谱图来确定其化学成分和结构的方法。
它将样品转化为气体相或溶液相，并通过离子化和分离来分析样品中的组分。
质谱法在生物化学分析中广泛应用于鉴定和定量蛋白质、代谢产物和药物等分子。
5. 核磁共振法核磁共振法是一种通过测量核自旋对外加磁场的响应来分析样品的方法。
它利用核自旋在外加磁场中的共振吸收特性来确定样品中的化学成分和结构。
核磁共振法可以用于鉴定分子的结构、研究分子间的相互作用，并在生物化学分析中应用于蛋白质和核酸的结构研究。
6. 微量分析法微量分析法是一种用于测定生物样品中微量物质含量的方法。
它包括原子吸收光谱法、荧光光谱法和电化学分析法等。
这些方法具有高灵敏度和高选择性，可用于测定生物体内微量元素、代谢产物和药物等的含量。
7. 结论生物化学分析方法在生物研究和临床诊断中具有重要意义。
通过合理选择合适的分析方法，可以准确测定生物样品中的化学成分和结构，提供有价值的信息用于研究和应用。
以上介绍的几种常用的生物化学分析方法只是其中的一部分，随着科学技术的发展，将会有更多更先进的方法应用于生物化学分析领域。
化学中的分析化学和生物化学
化学中的分析化学和生物化学在化学学科中，分析化学和生物化学是两个非常重要的分支。
前者是研究物质的成分和性质，并通过实验和测试来分析和确定物质的成分和质量。
后者则是研究化学分子在生物体内的作用和反应。
虽然它们都属于化学学科，但它们的研究对象和研究方法却有所不同。
分析化学是一种基础的化学研究方法，用于确定物质的成分和质量。
分析化学包括定量分析和定性分析两个方面。
定量分析的目的是确定物质中每个成分的相对含量，而定性分析则是确定物质中存在的化学成分。
为了进行这些分析，分析化学家会使用各种技术和工具来获取物质样品的信息，例如光度计、电解质分析仪和红外光谱仪等。
生物化学则是一种应用化学的学科，主要研究生物分子在生物体内的化学作用和反应。
生物化学家研究的对象包括生命过程中的分子、细胞和组织等。
生物化学是集生物学、化学和生物物理学为一身的交叉学科，它涉及了许多生物学领域的重要问题，如基因转录、蛋白质合成、酶反应等。
分析化学和生物化学的研究方法和技术也是有很大不同的。
分析化学中，实验通常需要精确重量的试剂和容器、高精度的测量仪器和严格的实验条件。
此外，还需要进行化学反应来处理样品，并通过光谱法、电化学等手段来分析和测定样品中的元素、化合物、分子等成分。
不过与此不同，生物化学研究的是生命体系，因此，实验条件必须准确反映生物系统的特点。
例如，在研究生物分子时经常需要在生物体内直接观察生物分子的化学反应，需要使用专门的生理实验技术，例如克隆技术、细胞培养、分子生物学等。
虽然分析化学和生物化学之间存在很大的差异，但它们同样重要。
这两个领域的研究给我们提供了更深入的了解物质和生命体的信息，并帮助我们更好地改善人类生活。
例如，分析化学家可以在药物研究中确定药物的合成途径、提取和纯化技术，从而开发出更安全和有效的药品。
生物化学家通过研究生物分子的变化，能够揭示疾病的发生和进展的机理，并开发出更好的治疗方法。
总之，分析化学和生物化学虽然存在巨大的差异，但它们共同构成了化学的重要领域。
化学生物学方法
化学生物学方法化学生物学是一门综合化学和生物学的学科，它利用化学的原理和技术方法来研究生物学问题。
化学生物学方法在生物医学、药物研发、农业和环境保护等领域具有广泛的应用。
本文将介绍几种常见的化学生物学方法。
1. 蛋白质质谱法蛋白质质谱法是一种通过测量蛋白质的质量和质量分布来研究蛋白质结构和功能的方法。
它基于质谱仪的原理，将蛋白质样品离子化并加速，然后通过质量分析，得到蛋白质的质谱图。
通过分析质谱图，可以确定蛋白质的分子量、氨基酸序列和修饰等信息，从而揭示蛋白质的结构和功能。
2. 荧光探针法荧光探针法是利用荧光探针与目标分子的相互作用而检测、定量和分析目标分子的方法。
荧光探针具有特定的荧光性质，当与目标分子结合时，荧光强度或发射波长会发生变化。
通过测量荧光信号的变化，可以获得目标分子的浓度、位置和活性等信息。
荧光探针法在药物筛选、细胞成像和生物传感器等领域得到广泛应用。
3. 聚合酶链式反应（PCR）聚合酶链式反应是一种通过体外扩增目标DNA片段的方法，它利用DNA聚合酶酶和特定引物在一系列不同温度的循环条件下，在较短的时间内实现DNA片段的指数级增加。
PCR可用于DNA分析、基因检测、疾病诊断等领域。
它具有高度敏感性和特异性，是现代生命科学研究和临床诊断的重要工具。
4. 蛋白质结构解析方法蛋白质的结构对于了解其功能和相互作用至关重要。
蛋白质结构解析方法包括X射线晶体学、核磁共振、电子显微镜等技术。
其中，X射线晶体学是最常用的方法，它通过测量蛋白质晶体对X射线的散射，得到蛋白质的三维结构。
蛋白质的结构解析对于药物研发、疾病治疗和酶工程等领域有着重要的应用价值。
5. 药物筛选方法化学生物学方法在药物研发中扮演着重要角色。
药物筛选是一种通过高通量技术筛选大量化合物，寻找具有特定生物活性的化合物的方法。
其中，高通量筛选技术包括酶活性测定、细胞活性测定和分子对接等技术。
这些方法可以高效地筛选出具有潜在药物作用的化合物，加速新药开发的过程。
生物化学实验中的化学分析方法
生物化学实验中的化学分析方法在生物化学研究中，化学分析方法是不可或缺的工具。
化学分析方法能够帮助研究人员准确测定生物样本中的化学成分，从而揭示生物体内的生理过程和代谢途径。
本文将介绍几种常用的生物化学实验中的化学分析方法。
1. 光谱分析法光谱分析法利用波长、频率和能量之间的关系来研究物质的结构和性质。
常见的光谱分析方法包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱和质谱等。
通过测定样本对特定波长或能量的吸收、发射或散射情况，可以确定样本中的化学组分和浓度。
2. 色谱分析法色谱分析法是一种基于固定相和流动相间分离物质的原理进行分析的方法。
常见的色谱分析方法包括气相色谱和液相色谱。
气相色谱常用于分离和鉴定挥发性有机物，液相色谱常用于分离和鉴定非挥发性有机物和生物大分子。
3. 电化学分析法电化学分析法利用电化学方法来测量反应产生的电流或电势变化，用以分析样本的成分和浓度。
常见的电化学分析方法包括电位滴定、极谱法和电化学传感器等。
电化学分析法具有检测灵敏度高、操作简便等特点，广泛应用于生物体内电活性物质的研究和生物传感器的制备。
4. 质谱分析法质谱分析法是一种通过测量样品中离子的质量和相对丰度来鉴定和定量化学成分的方法。
质谱分析法具有高分辨率、高灵敏度和高特异性的特点，广泛应用于分析和鉴定生物样品中的分子结构和组成。
以上所述的化学分析方法只是其中的几种常见的方法，随着科学技术的不断发展，化学分析方法也在不断创新和完善。
这些化学分析方法的应用为生物化学实验提供了强有力的工具，为科学家们深入探索生命的奥秘提供了可能。
正是通过这些分析方法的应用，科学家们才能够揭示生物体内的化学过程和代谢途径，为人类的健康和疾病的研究提供宝贵的参考和支持。
总结起来，生物化学实验中的化学分析方法是生命科学研究中不可或缺的工具。
通过光谱分析法、色谱分析法、电化学分析法和质谱分析法等方法，科学家们可以准确测定生物样本中的化学成分，揭示生物体内的生理过程和代谢途径。
化学分析技术在生物检测中的应用
化学分析技术在生物检测中的应用随着生物科技的不断发展，化学分析技术为生物检测提供了越来越多的可能性。
化学分析是利用分析化学原理和技术对物质进行分析的方法。
在生物检测中，化学分析技术不仅可以检测生物体内的有害物质，还能够检测生物体内的基本成分和生化指标，为人类健康提供了很大的帮助。
一、常见的化学分析技术1.色谱仪分析技术色谱仪是一种常用的分离、纯化、检测有机化合物的仪器。
这种仪器可以将分离好的混合物气相或液相送入色谱柱，经过化学反应后进行检测。
色谱仪分析技术可以用来检测生物体内的有害物质，例如致癌物质、药物成分等。
2.电化学分析技术电化学分析技术是利用电化学原理对物质进行分析的方法。
该方法可以通过电流、电压、电阻等方式得到物质的电化学信息，从而进行定量或定性的分析。
电化学分析技术可以用来检测生物体内的许多化合物，如葡萄糖、尿素、胆固醇等。
3.质谱仪分析技术质谱仪是一种检测物质的仪器，它可以将物质分子分离并通过质谱的方式进行检测。
质谱仪分析技术可以对复杂物质进行分析，例如乳制品、饮料和药物成分等。
二、生物检测中化学分析技术的应用1.生物体内成分的检测化学分析技术可以用来检测生物体内的基本成分，例如蛋白质、糖类和脂质等。
这些成分可以提供关于生物体内健康的重要信息，例如蛋白质可以用来检测乳腺癌，糖类可以用来诊断糖尿病等。
2.药物成分的检测化学分析技术可以用来检测药物成分在体内的浓度，从而检测药物治疗的效果。
这种检测方法可以帮助医生调整药物剂量，从而提高治疗的效果。
同时，这种技术也可以用来检测药物在体内的代谢过程，帮助了解药物的代谢机制。
3.有害物质的检测化学分析技术可以用来检测生物体内的有害物质，例如重金属元素、致癌物质和有毒化合物等。
这些有害物质会对人体造成危害，通过化学分析技术检测可以及时发现，从而帮助保护人们的健康。
三、化学分析技术在生物检测中的发展趋势1.自动化随着技术的不断进步，化学分析技术越来越趋于自动化。
化学生物学研究中的分析检测方法
label-free microRNA detection using
oligonucleotide-silver nanoclusters as probe
Target
Anal. Chem. 84, 4587–4593 (2012) Biosens. Bioelectron. 41, 348-353 (2013)
22
4.核磁与活体成像
核磁共振在蛋白质研究中的应用
蛋白质结构和功能解析用分子力学计算得到蛋白质三维结构23
蛋白质动力学的研究 NMR技术可提供从ps至ms时间内蛋白质分子的运动信息
蛋白质和药物之间的相互作用 判断小分子是否与蛋白质有相互作用及作用强度
膜蛋白解析
24
磁共振成像在化学生物学中的应用
超分辨成像技术
细胞内单分子的检测方法
原子力显微镜单分子成像与单分子力谱法
重要发展方向
2. 单细胞检测
高通量单细胞分析 单细胞电化学及其它成像技术 活体成像技术
单细胞光学成像 分离技术 发展趋势
7
3. 生物质谱与质谱成像
质谱在组学研究中的应用 质谱成像技术 敞开式离子化技术 发展趋势
4. 核磁与活体成像
Anal. Chem. 84, 1452–1458 (2012) Chem. Commun. 49(9), 862-864 (2013)
30
MIT的Strano教授在Acc. Chem. Res. (2014)用一整段并引用一张原图介 绍了Biosens. Bioelectron. 2010, 26: 169，评价称鞠课题组做出了“这 个领域的一项奠基性工作”。
30
Boronic acid-functionalized magnetic carbon nanotubes for highly specific enrichment of glycopeptides
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化学与生物分析方法题目：“光谱”的技术原理、实验仪器及光谱的应用学院(系)：园艺学院专业年级：果树2016级姓名：张琪学号：2016050231“光谱”的技术原理、实验仪器及光谱的应用我们通常所讲到光谱仅指光学光谱而言，从物质(固、液、气)加热或用光或用电激发射光谱时得到三种类型的光谱：①线光谱是由于在高温下，物质蒸发出来形成蒸汽云，物质中的原子和离子以气态的形式存在，这时原子间的相互作用力很小，它们接受能量以后，发射谱线完全由单个原子或离子的外层电子轨道能级所决定，它辐射出不连续的明亮线条叫线光谱。
就其产生方式而言又可分为发射光谱(明线)和吸收光谱(暗线)两种，如果是原子激发产生的光谱，称原子光谱，如果离子激发所产生的光谱称离子光谱。
②带光谱是由分子受激发振动而产生的明亮光带和暗区组成的光谱。
如在光谱分析中采用炭电极，在高温时，炭与空气中氮化合生成氰带(CN)分子，当氰分子在电弧中激发时产生的光谱，称氰带。
③连续光谱是由于灼烧的固体热辐射而产生的从短波到长波的连续光谱（用高分辨力的仪器也不可能将其分开），所以连续光谱是无限数的线光谱或带光谱集合体。
我们通常讲的光谱分析，一般是指“原子发射光谱分析”，光电光谱分析中元素波长都是元素的原子光谱和离子光谱。
原理任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的，原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级，因此，一个原子核可以具有多种能级状态。
能量最低的能级状态称为基态能级（E0=0），其余能级称为激发态能级，而能最低的激发态则称为第一激发态。
正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量最低的轨道上运动。
如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时，该原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态，而产生原子吸收光谱。
电子跃迁到较高能级以后处于激发态，但激发态电子是不稳定的，大约经过10-8秒以后，激发态电子将返回基态或其它较低能级，并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去，这个过程称原子发射光谱。
可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量，而原子发射光谱过程则释放辐射能量。
实验仪器①棱镜光谱仪棱镜光谱仪是利用棱镜的色散作用，将非单色光按波长分开的装置。
其结构的主要部分为棱镜前的平行光管、棱镜和棱镜后的望远物镜L2。
棱镜前的平行光管，是由一会聚透镜L1和放在它第一焦面的狭缝S所组成。
当非单色光照射狭缝后，经平行光管产生非单色的平行光束。
这些非单色平行光束通过棱镜后，不同波长的平行光束经过折射后，方向不同。
再经过棱镜后的望远物镜L2，不同方向（即不同波长）的平行光束，会聚到望远物镜后焦面上的不同地方，形成一系列离散的不同波长的狭缝像，这便是光谱。
若光谱仪中的望远物镜后，再装上一目镜，用以直接观察光谱，此种光谱仪就称为分光镜。
若在望远物镜的后焦面上，放一狭缝，将某种波长的光分离开来，则称为单色仪。
若在望远物镜的后焦面上，放一暗盒，把不同波长的狭缝像拍摄下来，则称为棱镜摄谱仪。
②衍射光栅光谱仪衍射光栅光谱仪，是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器。
通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。
光栅光谱仪被广泛应用于颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域中。
当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝，首先由光学准直镜汇聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长（颜色）。
利用每个波长离开光栅的角度不同，由聚焦反射镜再成像出射狭缝。
通过电脑控制可精确地改变出射波长。
③干涉成像光谱仪干涉成像光谱仪是利用干涉原理获得一系列随光程差变化的干涉图样，通过反演可以得到目标物体的二维空间图像和一维光谱信息的仪器。
原理是将目标的光分成两束，通过控制两束光的光程差，并使两束光在感光元件处相遇发生干涉，从而获得的是一系列不同光程差得到的干涉图样。
干涉图样经过一些列的处理、反演后才能够得到物体的图像——光谱三维信息，即目标每一点的光谱曲线。
④紫外可见光谱仪紫外可见光谱仪，是利用紫外可见光谱法工作的仪器。
普通紫外可见光谱仪，主要由光源、单色器、样品池（吸光池）、检测器、记录装置组成。
紫外可见光谱仪设计一般都尽量避免在光路中使用透镜，主要使用反射镜，以防止由仪器带来的吸收误差。
当光路中不能避免使用透明元件时，应选择对紫外可见光均透明的材料（如样品池和参考池均选用石英玻璃）。
紫外可见光谱仪主要用于化合物的鉴定、纯度检查、异构物的确定、位阻作用的测定、氢键强度的测定以及其他相关的定量分析之中，但通常只是一种辅助分析手段，还需借助其他分析方法，例如红外、核磁、EPR等综合方法对待测物进行分析，以得到精准的数据。
⑤近红外光谱仪近红外光（Near Infrared，NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，ASTM 定义的近红外光谱区的波长范围为780~2526nm （12820～3959cm1），习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。
近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团X－H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。
不同团（如甲基、亚甲基，苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR 光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质测量。
但在NIR区域，吸收强度弱，灵敏度相对较低，吸收带较宽且重叠严重。
因此，依靠传统的建立工作曲线方法进行定量分析是十分困难的，化学计量学的发展为这一问题的解决奠定了数学基础。
其工作原理是，如果样品的组成相同，则其光谱也相同，反之亦然。
⑥红外光谱仪红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。
红外光谱仪通常由光源，单色器，探测器和计算机处理信息系统组成。
根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。
对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。
⑦远红外光谱仪一般将25-1000μm的红外波段划为远红外区。
此区内的吸收谱带主要是气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁和液体与固体中重原子的伸缩振动（如υS-S,γC-Br等）、某些变角振动、骨架振动，以及晶体中的晶格振动所引起的。
由于低频骨架振动能灵敏地反应物质结构的变化，所以对异构体研究特别方便。
此外，对于有机金属化合物（包括络合物）、氢键、吸附现象的定量分析，远红外光谱也很有效。
在环境分析测试中，远红外光谱区光源能量弱，除非其他波段没有合适的谱带，一般都不在此区内做定量分析。
光谱学应用1.光谱技术在环境监测中的应用碳的氧化物、硫的氧化物、氮的氧化物和臭氧等是世人关注的大气污染分子,用一些常规谱分析仪器可以监测它们.例如用紫外光度计测定空气中的臭氧浓度,紫外荧光技术测定SO2浓度,化学发光方法分析氮的氧化物以及用气体滤波相关技术测定一氧化碳浓度等.然而,这些仪器的缺点是功能单一,只能做定点测量.为了扩大被测量样品的种类和测量范围,在危险、不易接近或遥远的地方监测污染物,则需要研究和开发其他的光谱技术.20世纪70年代后期,美国、德国、日本、英国、俄国、加拿大和瑞典等用米氏散射、拉曼散射和差分吸收等光谱技术监测污染.米氏散射多用于颗粒物(如漂尘)的浓度探测,拉曼散射多用于近距离的高浓度污染源的探测,而差分吸收技术具有更大的优点,如它的监测灵敏度可达10-9,探测距离可以从几十米到几十公里,并可用于测量多种污染物质.差分光学吸收光谱技术( differential optical absorptionspectroscopy,DOAS)和差分吸收激光雷达(differentialabsorption laser radar,DIAL)在大气环境污染监测中有重要应用.①差分吸收雷达臭氧探测；②差分吸收激光雷达城市大气污染监测；③差分吸收激光雷达监测火山。
2.生物组织光谱学技术利用光学方法进行生物组织机能和结构的定量分析已成为生物医学工程领域中的一种强有力的手段。
尤其是无损光谱学技术已引起人们的极大重视并努力研究。
它可以通过光在组织中传播的特性求出被福射组织内的光空间分布,并且借此确定治疗中的生理效应,如激光手术、光动力治疗等。
对于大脑、乳腺、肌肉及其它组织,根据组织漫反射光或漫透射光信号来探测组织之氧化代谢的、生理的或结构的状态,可为临床提供方便可靠的生理参数指标。
在红光和近红外光谱区(600~1300nm),生物组织的某些不同的成分对于光的吸收和散射有着不同的特性,而且在不同的生理状态下,组织光学参数也大不相同,如组织正常、癌变或局部缺血状态下的吸收是不同的。
通常,在600nm与1300nm 之间“光窗”范围内,组织对光的吸收最小,即在临床监测的组织部位上存在着可测量的漫反射光或漫透射光,这样就使得基于定量和波长分析的无损光谱学测量技术成为可能,并结合现代激光技术而发展。
目前,用于生物组织的光谱学技术主要有三种:其一是连续波光谱学技术、它是利用近红外频段的连续光,基于朗伯一比尔定律,由检测光强无损估计组织氧化代谢能力,如血红蛋白(HB)浓度变化和血红蛋白氧化吸收;其二是时间分辨光谱学技术,光在传播过程中发生散射现象而使光子传播路径长度不同,由时辨方法监测光总路径长度来定量组织吸收变化,通过一脉冲入射光,光子总路径长度分布可直接通过测量作为时间函数的光强而得到;其三是频率分辨光谱学技术,高频调控的正弦入射光经过组织传播后由吸收和散射延迟了光子行程时间,引起相位上的变化,此相位移与平均光路径长度有关。
用总光路径长度作为组织氧合函数可精确定量HB浓度。
时间和频率分辨技术都是基于漫射近似理论。
连续波光谱学技术(CWS,Continu-ouswavespeetroseopy)；时间分辨光谱学(TRS,Time一resolveds PeetroseoPy)；频率分辨光谱学技术(FRS,Freqeuney一resolvedspeetroseopy)在医学领域有重要作用。
①连续波光谱学技术(CWS,Continu-ouswavespeetroseopy) CWS技术出现早,技术要求相对简单,使用方便。
目前,美国宾州大学研制的Runman系统打技术较为成熟,具有代表性。
②时间分辨光谱学(TRS,Time一re-solvedsPeetroseoPy)随着皮秒脉冲光源和快速检测器的发展,最近,Chance及其合作者提出了使用时间分辨光谱学技术监测光路径长度分布来确定组织吸收或散射变化。