분석화학 정의
분석화학은 물질의 조성과 형태, 화학적 구조와 함께 그 특성을 화학적 분석을 통해 연구하는 학문 중 하나이다. 무기화학과 유기화확의 연구 분야는 무기화합물과 유기화합물로 정해지는 반면 분석화학은 물질과 관련된 제한이 없다. 분석화학은 다른 학문들을 위하여 물질의 성질과 특성을 분석하고 조사하는 학문이고 이 학문을 통해 순수과학이 발전되었고 추가로 응용된 분야에서도 큰 기여를 하고 있다.
분석화학의 분류
분석화학은 옛부터 정성분석과 함께 정량분석으로 나눌수 있었다. 정성 분석의 경우 양을 분석하지 않고 원소 번호와 함께 화학구성물을 조사하는 것을 말한다. 예를 들자면 물의 경우 산소와 수소가 조합된 것을 알아냈다면 이것은 정성 분석 중 하나이다. 하지만 정량 분석은 구성 성분의 양을 확인하는 분석 중 하나로 물은 산소 33%와 수소 67%로 구성되어있는걸 조사한다면 이것은 정량분석이다.
최근의 분석화학은 분석 대상에 따른 분류와 함께 분석 방법에 대한 분류 2가지 분류로 나눌수 있다.
분석 대상에 따른 분류로는 5가지 정도로 나눠진다. 우선 생분석으로 생분석화학을 의미한다. 신체 내부의 분석을 뜻하며 핵산과 지방, 탄수화물, 단백질의 정보를 정량, 정성적으로 분석하는 학문 중 하나이다. 생분석화학은 분석화학 중에서 가장 많은 연구가 진행되고 있다. 인간 게놈 프로젝으와 같은 프로젝트가 진행 중이며 생분석 분야의 경우 생물정보학과 밀접한 연관이 되어있다.
두번째로 재료분석의 경우 반도체와 나노과학이 발전됨에 따라 관심을 갖는 분야이다. 투과전자현미경과 주사전자현미경을 비롯하여 SIMS, XPS, AES, XRD와 같은 장비들이 사용되며 미세한 구조와 함께 격자 구조, 조성에 대해 연구하는 분야이다.
세번째로 화학분석의 경우 유기화학 또는 무기화학에 의해 합성된 물질들의 화학구조와 함께 그 양에 대해 연구하는 분야이며 습식분석적인 방법과 함께 기기분석적인 방법을 통해 정량, 정성 분석을 한다. 분석화학은 다양한 산업에서 중요한 용도로 사용되어진다. 환경시료의 분석이나 식품을 분석하는 등 생활환경과 밀접한 연관이 있고 이는 응용화학이라고 할 수 있다.
네번째로 환경분석이 있다. 환경분석은 대기나 토양, 수질과 같은 물질 안에 포함된 원소의 양이나 유기물질의 양에 대해 연구하는 분야이다. 환경 분석을 진행할 경우엔 높은 신뢰도를 갖기 위해 정해진 방법을 통한 분석이 권장되어진다.
다섯번째로 법의학이 있다. 국립과학수사연구소 또는 CSI과학수사대와 같은 기관들이 분석하는 분야이며 범죄를 수사하거나 친차를 확인하는 등 법정 소송에 이용되는 분석화학을 총괄하는 분야이다.
분석 방법을 통해서도 분석화학을 분류할 수 있다. 분광학을 통한 분석방법에는 분광한 현미경을 통한 연구, 원소 분광법을 통한 연구, X선 분광법을 통한 연구, 근적외선 분광법, 핵자기 공명법, 라만 분광법을 통한 연구 등 다양한 연구 분야가 있다.
질량을 통해 분석하는 방법인 질량 분석법도 있는데 이는 시료를 주입하는 방법과 함께 이완화하는 방식과 검출되어지는 방식에 따라 실험 방법에 이름을 붙인다.
이온화 방식을 통한 분류는 전자 충돌 이온화 방법과 유도플라즈마이온화법, 매트릭스 보조 레이저 탈착 이온화법과 전기분사이온화법 등이 있다.
검출 방식을 통한 분류로는 자기장에 의한 분리와 원현 전기장에 의한 분리, 비행시간을 이용한 비행시간형 질량 분석방법, 전기장에 의한 분리 방법 등이 있다.
분석화학에서의 분자 이미지
분자이미지는 현미경이나 분석 장비를 통하여 분자 이미지를 만드는 방법이다. 2000년대부터 연구가 본격적으로 진행되고 있는 분야이며 초창기에는 전자현미경 속에 모듈등이 설치되어 원자의 정보나 결정정보를 갖고 있는 이미지들을 만들었지만 최근에는 광학현미경이나 원자탐침현미경을 이용하여 분자 이미지를 연구하고 있다. 추가적으로 이차이온 질량분석기나 TOF 등과 같은 방법을 통해 연구를 진행하고 있다. 분자이미지 분야의 경우 아직은 초창기 단계로 공간분해능이 아직은 낮아 분석을 하는데 한계가 있다. 일반적으로 만들어진 분자이미지는 대용량의 메모리가 필요하고 컴퓨터의 성능이 뒷받침되어지지 않으면 분석이 어렵다. 그래서 컴퓨터의 성능이 발전됨에 따라 앞으로 분자이미지 연구도 발전될 것으로 예상된다.
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