分析化学

分析化学（ぶんせきかがく、Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2013). Fundamentals of analytical chemistry. Nelson Education.Harvey, D. (2000). Modern analytical chemistry (Vol. 1). New York: McGraw-Hill.Fifield, F. W., & Kealey, D. (2000). Principles and practice of analytical chemistry. Hoboken: Blackwell Science.）とは、試料中の化学成分の種類や存在量を解析したり、解析のための目的物質の分離方法を研究したりする化学の分野である。得られた知見は社会的に医療・食品・環境など、広い分野で利用されているJames, C. S. (Ed.). (2013). Analytical chemistry of foods. Springer Science & Business Media.Erickson, M. D. (1997). Analytical chemistry of PCBs. CRC Press.Crawley, N., Thompson, M., & Romaschin, A. (2014). Theranostics in the growing field of personalized medicine: an analytical chemistry perspective. Analytical chemistry, 86(1), 130-160.Görög, S. (2003). New safe medicines faster: the role of analytical chemistry. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 22(7), 407-415.。

試料中の成分判定を主眼とする分析を定性分析（英: WISMER, R., & PETRUCCI, R. (1987). General chemistry with qualitative analysis. New York: Collier Macmillan.Moeller, T. (2012). Chemistry: with inorganic qualitative analysis. Elsevier.）といい、その行為を同定すると言い表す。また、試料中の特定成分の量あるいは比率の決定を主眼とする分析を定量分析（英: Hage, D. S., & Carr, J. D. (2011). Analytical chemistry and quantitative analysis. Boston: Prentice Hall.）といい、その行為を定量すると言い表す。ただし、近年の分析装置においては、どちらの特性も兼ね備えたものが多い。

分析手法により、分離分析（クロマトグラフィー、Smith, I. (Ed.). (2013). Chromatography. Elsevier.Poole, C. F. (2003). The essence of chromatography. Elsevier.Poole, C. F., & Poole, S. K. (2012). Chromatography today. Elsevier.電気泳動などWestermeier, R., & Westermeier, R. (2001). Electrophoresis in practice (Vol. 368). Weinheim Germany: Wiley-Vch.）、分光分析（UV、Siesler, H. W., Ozaki, Y., Kawata, S., & Heise, H. M. (Eds.). (2008). Near-infrared spectroscopy: principles, instruments, applications. John Wiley & Sons.Ferrari, M., Mottola, L., & Quaresima, V. (2004). Principles, techniques, and limitations of near infrared spectroscopy. Canadian journal of applied physiology, 29(4), 463-487.IRなどHamm, P., & Zanni, M. (2011). Concepts and methods of 2D infrared spectroscopy. Cambridge University Press.）、電気分析（ボルタンメトリーなどCompton, R. G., & Banks, C. E. (2018). Understanding voltammetry. World Scientific.）などの区分がある。

あるいは検出手段の違いにより、滴定分析、重量分析、機器分析と区分する場合もある。ここでいう機器分析とは、分光器など人間の五感では観測できない物理的測定が必要な分析グループに由来する呼称である。現在では重量分析も自動化されて、専ら機器をもちいて分析されているが機器分析とはしない。

分析化学は大学の化学教育において基礎科目の一つであり愛媛大学理学部化学科(2015).東京工科大学工学部応用化学科カリキュラム・学びの流れ(2014).、環境化学への展開や高度な分析技術の開発などが研究のテーマとなっている徳島大学大学院先端技術科学教育部 物質生命システム工学専攻 分析・環境化学 B-1講座 古典的分析化学から現在の分析化学へ(2015).。

 歴史 
近代以前、化学と錬金術との差が明瞭でない時代には、外見や味の感覚的情報、密度や硬度、融点など物理的性質、酸やアルカリとの反応性、指示薬による比色分析または沈殿法による比濁分析など、経験的に蓄積された知識によって定性分析が行われていた。

18世紀にアントワーヌ・ラヴォアジエやジョゼフ・プリーストリーらの研究によって、徐々に化学物質の本質的な構成要素である元素が発見された。
サムネイル|ロベルト・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフ
19世紀前半にマイケル・ファラデーらによって電気分解の研究が進められ、Tricker, R. A. R. (2013). The contributions of Faraday and Maxwell to electrical science. Elsevier.多くの元素が単体として得られるようになった。19世紀後半にはロベルト・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフによって分光法が発展され、HENNIG, J. (2003). Bunsen, Kirchhoff, Steinheil and the Elaboration of Analytical Spectroscopy. Nuncius, 18(2), 741-754.スペクトルから化学分析ができるようになった。1849年にはルイ・パスツールが酒石酸の研究からキラリティーを発見した。都築洋次郎. (1944). 酒石酸の化學. 有機合成化学協会誌, 2(10), 604-614.Flack, H. D. (2009). Louis Pasteur's discovery of molecular chirality and spontaneous resolution in 1848, together with a complete review of his crystallographic and chemical work. Acta Crystallographica Section A: Foundations of Crystallography, 65(5), 371-389.Gal, J. (2008). The discovery of biological enantioselectivity: Louis Pasteur and the fermentation of tartaric acid, 1857—a review and analysis 150 yr later. Chirality: The Pharmacological, Biological, and Chemical Consequences of Molecular Asymmetry, 20(1), 5-19.

19世紀後半から20世紀初頭にかけては、分析化学にとって重要な発見が続けられた時代であった。1895年にヴィルヘルム・レントゲンがX線を、Mould, R. F. (1995). The early history of x-ray diagnosis with emphasis on the contributions of physics 1895-1915. Physics in Medicine & Biology, 40(11), 1741.Spiegel, P. K. (1995). The first clinical X-ray made in America--100 years. AJR. American journal of roentgenology, 164(1), 241-243.Glasser, O. (1993). Wilhelm Conrad Röntgen and the early history of the Roentgen rays (No. 1). Norman Publishing.Glasser, O. (1995). WC Roentgen and the discovery of the Roentgen rays. AJR. American journal of roentgenology, 165(5), 1033-1040.Spiers, F. W. (1986). A note on Roentgen's X-ray absorption measurements in 1895. The British journal of radiology, 59(707), 1109-1110.1896年前後にヴィルヘルム・ヴィーンが質量分析法の原理を、1906年にミハイル・ツヴェットがクロマトグラフィーの原理をそれぞれ発見し、Ettre, L. S., & Sakodynskii, K. I. (1993). MS Tswett and the discovery of chromatography I: Early work (1899–1903). Chromatographia, 35(3-4), 223-231.Ettre, L. S., & Sakodynskii, K. I. (1993). MS Tswett and the discovery of chromatography II: Completion of the development of chromatography (1903–1910). Chromatographia, 35(5-6), 329-338.Sakodynskii, K. L., & Chmutov, K. (1972). MS Tswett and Chromatography. Chromatographia, 5(8), 471-476.これらは分析化学へと応用された。1913年にはブラッグ父子によってX線回折が確立され、Bragg, W. H., & Bragg, W. L. (1913). The reflection of X-rays by crystals. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, 88(605), 428-438.Thomas, J. M. (2012). The birth of X-ray crystallography. Nature, 491(7423), 186-187.Eckert, M. (2012). Disputed discovery: the beginnings of X-ray diffraction in crystals in 1912 and its repercussions. Acta Crystallographica Section A: Foundations of Crystallography, 68(1), 30-39.結晶構造の分析も盛んになった。

1925年、ルイ・ド・ブロイによって電子の波動性が提唱されると、この考え方に基づいて1931年にエルンスト・ルスカとマックス・クノールによって電子顕微鏡が発明され、Ruska, E. (1987). The development of the electron microscope and of electron microscopy. Bioscience reports, 7(8), 607-629.現在でも極微構造の観察手法として欠かすことのできない走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡へと発達していったGoldstein, J. (Ed.). (2012). Practical scanning electron microscopy: electron and ion microprobe analysis. Springer Science & Business Media.Reimer, L. (2013). Transmission electron microscopy: physics of image formation and microanalysis (Vol. 36). Springer.。

1938年にはイジドール・イザーク・ラービが核磁気共鳴を発見、Rabi, I. I., Zacharias, J. R., Millman, S., & Kusch, P. (1938). A new method of measuring nuclear magnetic moment. Physical review, 53(4), 318.藤原鎮男. (1957). 核磁気共鳴の科学への応用. 高分子, 6(6), 302-306.フェリックス・ブロッホらによる改良を受けて核磁気共鳴分光法が開発され、Bovey, F. A., Mirau, P. A., & Gutowsky, H. S. (1988). Nuclear magnetic resonance spectroscopy. Elsevier.Ernst, R. R., Bodenhausen, G., & Wokaun, A. (1987). Principles of nuclear magnetic resonance in one and two dimensions (Vol. 14). Oxford: Clarendon press.有機化学には欠かせない分析法へと発展していった。

1982年には、ゲルト・ビーニッヒらによって走査型トンネル顕微鏡が発明された。Binnig, Gerd, and Heinrich Rohrer. "Scanning tunneling microscope." U.S. Patent No. 4,343,993. 10 Aug. 1982.Tersoff, J., & Hamann, D. R. (1985). Theory of the scanning tunneling microscope. Physical Review B, 31(2), 805.小野雅敏, 梶村皓二, 水谷亘, 岡山重夫, 岡野真, 徳本洋志, ... & 村上寛. (1987). 走査型トンネル顕微鏡. 応用物理, 56(9), 1126-1137.月山陽介. (2020). 走査型トンネル顕微鏡. ぷらすとす, 3(27), 166-168.これをもとに原子間力顕微鏡山田啓文. (1990). 原子間力顕微鏡. 応用物理, 59(2), 191-192.をはじめとする多くの走査型プローブ顕微鏡が開発され、Wiesendanger, R., & Roland, W. (1994). Scanning probe microscopy and spectroscopy: methods and applications. Cambridge University Press.Meyer, E., Hug, H. J., & Bennewitz, R. (2003). Scanning probe microscopy: the lab on a tip. Springer Science & Business Media.今日のナノテクノロジーの隆盛を支える重要技術となっている。

 種類 

 参考文献 

 関連項目 

 化学分析技能士
 日本分析化学会
 日本分析化学専門学校

 外部リンク 


*
Category:化学の分野
Category:分析化学者