分析化学不断发展导致其学科内涵和定义的发展与变化。长期以来，分析化学涉及物化学组成的测定方法，提供被测物质，即试样的元素或化合物组成，包括试样成分分离、鉴定和测定相对含量。通过测量与待测组分有关的某种化学和物理性质获得物质定性和定量结果。定性分析方法获得试样中原子、分子或功能基的有关信息。而定量分析方法获得试样中一种或多种成分的相对含量。组分分离通常是定性和定量分析的必需步骤。一般可把分析化学方法分为两大类，即经典分析方法和仪器分析方法。经典分析方法也称为湿化学方法或

化学分析方法，已有长久历史；仪器分析则是随着较大型仪器出现而发展起来的方法。从化学分析到仪器分析是一个逐步发展、演变的过程，两者之间不存在清晰界线，化学分析需要使用简单仪器，仪器分析中亦包含某些化学分析技术。

一、经典分析化学

分析化学是最早发展起来的化学分支学科。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质组成和含量的一类分析方法。早期化学发展前沿是发现、鉴定和研究新元素；发现天然和合成新的化合物、鉴定和研究新化合物。自然界存在近90种元素的发现主要是基于各种化学反应的分离、鉴定工作。化学工作者研制了许多精巧的分析仪器，如天平、玻璃容量仪器、显微镜、分光仪等；采用沉淀、萃取或蒸馏分离出待测物后，进行测定。就定性分析而言，将分离后的组分用试剂处理，然后通过颜色、沸点、熔点，以及一系列溶剂中的溶解度、气味、光学活性或折射率等来鉴别它们。重量法是测定被分析物质量或由被分析物通过化学反应测定某种组分的质量。在滴定操作中，测定与被分析物完成化学反应所需标准试剂的体积或质量。19世纪末、20世纪初物理化学的发展，特别是溶液中四大平衡（沉淀一溶解平衡；酸一碱平衡；氧化一还原平衡；络合反应平衡）理论的建立，为基于溶液化学反应的经典分析化学奠定了理论基础，化学分析法得到空前繁荣和发展，使分析化学从一门技术发展成一门科学，确立了作为化学一个分支学科的地位。这是分析化学发展史上第一次变革，其显著特点是分析化学与物理化学结合。

二、仪器分析的产生

仪器分析是指通过测量物质某些物理或物理化学性质、参数及其变化来确定物质的组成、成分含量及化学结构的分析方法。仪器分析的产生与生产实践、科学技术发展的迫切需要、方法核心原理发现及相关技术产生等密切相关。仪器分析法所基于的很多现象在一个世纪或更早已为人知。然而，由于缺乏可靠和简单的仪器，它们的应用被大多数化学家延迟。20世纪早期，化学工作者开始探索使用经典方法以外的其他现象以解决分析问题，即分析物质的物理性质，如电导、电位、光吸收或发射、质荷比和荧光等，用于各类无机、有机、生物化学分析物的定量分析，开始出现较大型的分析仪器及仪器分析方法。例如，1919年AstonFW（阿斯顿）设计制造第一台质谱仪并用于测定同位素是早期仪器分析的典型代表。

第二次世界大战前后至20世纪60年代，物理学、电子学、半导体及原子能工业发展促进了分析化学中物理方法和仪器分析方法的大发展，因为化学方法在很多方面已不能解决科学技术发展所面临的许多新问题，如半导体超纯材料分析；石油化工、环境科学、生物医药学复杂混合物分析等。科学发展史也证明，仪器是现代科学发展的基础。分析化学的许多分支学科都是从某种重要仪器装置研制成功而建立和发展起来。例如，光谱仪的发明产生了光谱学；极谱仪的发明产生了极谱学；色谱仪的发明产生了色谱学；质谱仪的发明产生了质谱学等。近代分子反应动力学重大进展亦得益于李远哲等发明了可转动、高灵敏度、适用于分子束散射测定的质谱检测器。以化学计量学（chemometrics）为基础的过程分析化学（processanalyticalchemistry）的发展，研究和开发各种在线分析仪器及分析方法使之成为自动化生产过程的组成部分，提供了过程质量控制新的技术手段。2002年诺贝尔化学奖授予在生物大分子分析领域做出重大贡献的三位科学家，表明质谱、核磁共振波谱等现代分析仪器在研究生物大分子结构领域产生了重大突破。

仪器分析的产生和发展是分析化学第二次变革，是分析化学与物理学、电子学结合的时代，从以溶液化学分析为主的经典分析化学发展到以仪器分析为主的现代分析化学新阶段，分析仪器及仪器分析技术已成为分析化学的重要研究内容。经典分析化学主要研究的是物质化学组成。随着仪器分析发展，分析化学逐步成为研究物质化学组成、状态和结构的科学。仪器分析方法不仅用于分析目的，而且广泛地应用于研究和解决各种化学理论和实际问题。因此，亦可将它们称为化学中的仪器方法和技术。
仪器分析已成为当代分析化学的主流。可以看出仪器分析发展及各种方法在分析化学中的地位。

三、仪器分析的特点

仪器分析推动分析化学迅速发展，与化学分析比较，仪器分析具有一系列特点，主要有，

(1)试样用量少，适用于微量、半微量乃至超微量分析。由化学分析的mL、mg级降到μL-μg级，甚至更低的ng级。

(2)检测灵敏度高，最低检出量和检出浓度大大降低。由化学分析的10-6g级降至10-12g，最低已达10-18g级，适用于痕量、超痕量成分测定。

(3）重现性好，分析速度快，操作简便，易于实现自动化、信息化和在线检测。

(4)化学分析在溶液中进行，试样需要溶解或分解；仪器分析可在物质原始状态下分析，可实现试样非破坏性分析及表面、微区、形态等分析。

(5)可实现复杂混合物成分分离、鉴定或结构测定；一般化学分析方法难以实现。

(6)化学分析一般相对误差小于0.3％左右，适用于常量和高含量成分分析。仪器分析一般相对误差较高，为3％一5%，较不适宜常量和高含量成分分析。

(7）需要结构较复杂的昂贵仪器设备，分析成本一般比化学分析高。

四、分析化学向分析科学发展

仪器分析方法学上广泛采用各种化学及物理、生物等非化学的方法原理、技术，新型仪器装置及分析技术不断涌现，对分析化学发展和学科内涵带来革命性变化。20世纪70年代以来，以计算机应用为主要标志的信息时代来临，给分析化学带来新的大发展机遇。分析化学正处在第三次大变革时期，主要反映在两个方面。

其一是分析化学作为信息学科的新发展。分析化学通过化学、物理测量取得物质化学成分和结构信息，研究获取这些信息的最佳方法和策略，从本质上它一直是一门信息科学。随着分析仪器研究、制造和发展大大提高了分析化学获取信息的能力，扩大获取信息的范围。其研究内容除物质的元素或化合物成分、结构信息外，在很大程度上还应包括价态、形态、状态、空间结构，乃至能态分析、测定；研究试样成分的平均组成外，还涉及成分的时空分布：包括静态、动态、瞬时分析；小至几纳米空间、单个细胞，大至生物圈、宇宙空间物质成分分布，此外还包括表面分析、微区分析等；除实验室取样分析外，还发展到现场实时分析，过程在线（on-line)、线内（in-line)、活体内（in-vivo）原位分析等；常量、微量分析外，还要求痕量分析，甚至单原子、分子检测。运用数据处理、信息科学理论，分析化学已由单纯的数据提供者，上升到从分析数据获取有用信息和知识，成为生产和科研实际问题解决者。例如，20世纪末实施的人类基因组计划，DNA测序仪器技术不断推陈出新，从凝胶板电泳到凝胶毛细管电泳、线性高分子溶液毛细管电泳、阵列毛细管电泳，直至全基因组发射枪测序（wholegenomeshotgunsequencing）技术，在提前完成人类基因组计划中起到关键性作用。
其二，随着仪器分析发展，分析化学的定义、基础、原理、方法、技术、研究对象、应用等均发生根本变化。与经典分析化学密切相关的范畴是定性、定量分析、重量法、容量法、溶液反应、四大平衡、化学热力学、动力学等；而与现代分析化学相关的范畴是化学计量学、传感器和过程控制、专家系统、生物技术和生命科学、微电子学、集微光学和微工程学等。分析化学已超越化学领域，与物理学、数学、统计学、电子、计算机、信息、机械、资源、材料、生物医学、药学、、农学、环境科学、天文学、宇宙科学等学科交叉、渗透，发展成以多学科为基础的综合性分析科学。

分析化学发展历程和三次大变革说明，仪器分析起到承前启后作用，是现代分析化学应用最广泛的方法、技术，也是当今分析化学研究的前沿。美国《分析化学》杂志编者指出：分析化学是一门仪器装置（instrumentation)和测量的科学，明确地把仪器装置作为分析化学的主要研究内容。为此，欧洲化学协会联合会（Federationof European Chemical Societies）的分析化学小组（Divisionof Analytical Chemistry）给出的分析化学定义为：分析化学是发展和应用各种方法、仪器和策略以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质信息的一门科学（Analytical Chemistry is a scientific discipline .that develops and applies meth-ods, instruments and strategies to obtain informations on the composition andnature of matter in space and time）.

五、仪器分析的发展趋势

纵观仪器分析的历史和现状，可以预计，它今后发展会更迅速，应用更广泛，并将深刻改变分析化学和整个化学学科的面貌，在化学及相邻学科前沿的任何重大科学发现和突破，都不可能离开仪器分析的不断创新。仪器分析发展趋势大致有下列几方面：

(1)分析仪器和仪器分析技术将进一步向微型化、自动化、智能化、网络化发展。微型化、自动化的仪器分析方法将逐渐成为常规分析的重要手段；以生物芯片为代表的芯片实验室将进一步发展；并强化软件功能，创建虚拟仪器和虚拟实验室。

(2)各种新材料、新技术，例如，仿生材料、特殊物理结构和功能材料；激光、纳米、生物、微制造技术等，将在分析仪器中得到更多应用，导致仪器分析灵敏度、选择性和分析速度进一步提高。遥测、遥感、远程在线分析、控制仪器及在资源、环境、国防等方面应用亦将进人仪器分析领域。能瞬时反映生产过程、生态和生物动态过程的高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和无损伤探测技术将有新的发展。

(3)仪器分析联用技术，特别是色谱分离与质谱、光谱检测联用及与计算机、信息理论结合，将大大提高仪器分析获取并快速、高效处理化学、生物、环境等复杂混合体系物质组成、结构、状态信息的能力，成为解决复杂体系分析、分子群相互作用、推动组合化学、基因组学、蛋白组学、代谢组学等新兴学科发展的重要技术手段。

(4)仪器分析研究对象重点将在生命科学或生物医药学，在细胞和分子水平上研究生命过程、生理、病理变化和药物代谢、基因寻找和改造。仪器分析将成为生物大分子多维结构和功能研究、疾病诊断技术的有力工具。

六、分析化学发展中的创新成就

分析化学伴随着科学发现和技术创新同步发展，作为体现创新、求实、献身等最高意义科学精神和最高科学成就的诺贝尔科学奖亦反映了近100年来分析化学，主要是仪器分析发展中里程碑式科学发明和技术进步。仪器分析发展是多学科相互渗透、交叉发展的结果，这些成就分布在物理、化学等各个领域。