분석화학

1 개요[ | ]

analytical chemistry
分析化學
분석화학

물질을 화학적으로 분석하여 물질의 조성, 화학적 구조, 형태 그리고 그 특성을 알아내는 학문

*어떤 물질이나 반응에 제한되지 않음

다른 학문을 위해 물질의 성질 등을 조사하고 분석하는 중요한 학문
실제로 순수과학의 발전과 그 응용에 큰 공헌을 했음

가스 크로마토그래피 연구소

2 분류[ | ]

전통적으로는 분석화학을 정성 분석과 정량 분석으로 나누어 왔다. 정성 분석은 그 양을 분석하지 않고 원소 번호나 화학 구성물을 알아내는 것을 말하는데 예를 들어 물은 산소와 수소로 이루어져 있는 것을 분석하였다면 그것은 정성 분석이다. 이에 비하여 정량 분석은 그 구성 성분의 양을 알아내는 분석으로 산소가 33%, 수소가 67%로 되어 있다고 하면 정량 분석이다.

오늘날에는 분석화학을 두가지 관점에서 나누는데 첫째로는 분석 대상에 따른 분류이고 둘째로는 분석 방법에 따른 분류이다.

2.1 분석 대상에 따른 분류[ | ]

2.1.1 생분석[ | ]

생분석화학((bioanalytical chemistry) 은 생체 내의 분석을 총체적으로 일컫는 말로 핵산, 단백질, 탄수화물, 지방 등의 정보를 정성·정량적으로 분석하는 학문이다. 생분석화학은 분석화학 분야중에서 가장 활발하게 연구가 진행되고 있는 분야이다. 특히 인간 게놈 프로젝트 등을 진행하면서 시작된 유전체학(Genomics)을 시작으로 생분석화학은 그 분석 분야에 따라서 OMICS라는 이름을 붙여서 그 분야를 나누고 있다. 생분석 분야는 많은 경우 생물정보학(Bioinformatics)과 깊게 연관되어 발전하고 있다.

염기서열분석: Genomics(en:Genomics)
단백질 분석: Proteomics(en:Proteomics)
mRNA 분석: Transcriptomics((en:Transcriptomics)
대사물질 분석: Metabolomics(en:Metabolomics)

2.1.2 재료분석[ | ]

반도체 산업과 나노 과학의 발달로 인해 상당한 주목을 받고 있는 분야. 투과 전자 현미경(TEM)과 주사 전자 현미경(SEM)을 비롯한 XRD, AES, XPS, SIMS 등의 장비가 주로 이용되며 미세 구조와 조성 그리고 격자 구조 등을 알아내는 분야이다.

2.1.3 화학분석[ | ]

유기화학이나 무기화학으로 합성한 물질의 화학구조와 그 양을 알아보는 방법으로 습식분석적 방법과 기기 분석적 방법으로 정성 정량 분석을 하는 것을 말한다. 분석화학은 산업 전반에 걸쳐 매우 중요한 도구의 역할을 하고 있다. 예를 들면 환경시료의 분석, 식품 분석등 생활환경에 밀접한 관련이 있으며, 순수 화학이라기보다는 응용화학이다.

2.1.4 환경분석[ | ]

환경분석화학은 대기, 수질, 토양 등에 포함된 원소의 양과 유기 물질의 양을 알아내는 분야이다. 환경 분석을 할 때는 신뢰도를 높이기 위해서 정해진 방법에 따른 분석이 권장되고 있다. 특히 미국 환경청인 EPA가 정한 시험방법을 많은 경우 표준으로 사용한다.

2.1.5 법의학[ | ]

국립과학수사연구소나 미국 TV 프로그램인 CSI과학수사대등을 통해서 일반인에게 널리 알려진 분석화학의 한 분야이다. 범죄 수사를 하거나 친자 확인 등의 법정 소송과 관련된 분석화학을 총괄적으로 일컫는다.

2.2 분석 방법에 따른 분류[ | ]

2.2.1 분광학적 분석법[ | ]

핵자기 공명법 (NMR: Nuclear Magnetic Resonance)
적외선 분광법 (IR: Infrared Spectroscopy)
라만 분광법 (Raman: Raman Spectroscopy)
X-선 분광법 (XRF: X-ray Spectroscopy)
자외선, 가시광선 분광법 (UV-Vis: Ultraviolet/Visible Spectroscopy)
근적외선 분광법 (NIR: Near Infrared Spectroscopy)
Auger 전자분광법 (AES: Auger Electron Spectroscopy)
X-선 광전자분광법 (XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy)
원소분광법 (AAS: Atomic Absorption Spectroscopy)
유도플라즈마분광법 (ICP-AES: Inductively Coupled Plasma- Atomic Emission Spectroscopy)

분광학 현미경 (Vibrational Imaging)
- 라만분광학 현미경 (CARS Imaging: Coherent Antistoke Raman Scattering)
- 적외선분광학 현미경

2.2.2 질량 분석법[ | ]

질량 분석법은 시료를 주입하는 방식과 이온화 방식 그리고 검출하는 방식 등에 따라서 다른 이름이 주어진다.

이온화 방식에 따른 분류
- 전자 충돌 이온화 방법(Electron Impact:EI)
- 화학적 이온화(Chemical Ionization:CI)
- 전기분사이온화법 (Electrospray Ionization: ESI)
- Matrix Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI)
- 2차 이온화법 (Secondary Ion Mass Spectrometry: SIMS)
- 유도플라즈마이온화법 (Inductivly Coupled Plasma: ICP)
검출 방식에 따른 분류
- Magnetic Sector(자기장에 의한 분리)
- Quadropole(전기장에 의한 분리)
- Ion Trap(원형 전기장에 의한 분리)
- Time Of Flight(비행 시간에 의한 분리)
- Fourier Transform(강한 자기장에 의하여 회전하는 이온의 분자량을 푸리에 분석을 통하여 분석하는 방법)
질량분석현미경 (Mass Spectral Imaging)

2.2.3 분리 분석[ | ]

기체 크로마토그래피(Gas Chromatography)
- 기체-고체 크로마토그래피(Gas-Solid Chromatograph)
- 기체-액체 크로마토그래피(Gas-Liquid Chromatography)
액체 크로마토그래피(Liquid Chromatography)
- 정상 크로마토그래피(Normal Phase Chromatography)
- 역상 크로마토그래피(Reverse Phase Chromatography)
- 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation/Filtration Chromatography)
초임계 유체 크로마토그래피(Supercritifical Fluid Chromatography)
평판 크로마토그래피(Planar Chromatography)
모세관 전기 영동(Capillary Elelctrophoresis)
겔 전기 영동(Gel Electrophoresis)

2.2.4 결정학적 분석법[ | ]

X선 결정학(X-ray Crystallography, X-ray Diffractometry)
전자빔 결정학(Electron Crystallography)

2.2.5 전기화학[ | ]

미량의 이온을 검출하는 방법으로 전기화학을 이용한다.

2.2.6 현미경[ | ]

광학 현미경(Optical Microscopy)
형광 현미경(Fluorescence Microscopy)
주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy)
투과 전자 현미경(Transmission Electron Microscopy)
원자 탐침 현미경(Scanning Probe Miscroscopy)

3 같이 보기[ | ]

4 참고[ | ]