분석화학(分析化學)이란 물질을 화학적으로 분석하여 물질의 조성, 화학적 구조, 형태 그리고 그 특성을 알아내는 학문이다. 무기화학과 유기화학이 각각 무기 화합물, 유기 화합물에 대한 학문인 반면에, 분석화학은 어떤 물질이나 반응에도 제한되지 않는다. 분석화학은 다른 학문을 위해 물질의 성질 등을 조사하고 분석하는 중요한 학문이며, 실제로 순수과학의 발전과 그 응용에 큰 공헌을 했다.
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.
분석 대상에 따른 분류
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.
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.
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.
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.
분자 이미지는 기존의 분석장비를 현미경에 연결하여 분자정보를 가진 이미지를 만드는 방법으로 2000년대 들어 매우 활발하게 연구되고 있는 분야이다. 초기에는 전자 현미경 안에 설치된 각종 모듈을 이용하여 원자정보나 작은 영역의 결정정보를 가진 이미지를 만들게 되었는데 오늘날에 와서는 광학현미경이나 원자 탐침 현미경등에 분광학 모듈을 결합하여 분석할 수 있게 되었다. 또한, 이차이온 질량분석기(SIMS)와 MALDI-TOF, 아주 최근에는 Electrospary를 이용하는 방법까지 개발되었다. 하지만 분자이미지 분야는 아직 초기 단계이다. 미량을 분석하는 데 적합하지 않고 공간분해능이 현미경에 비하여 아직은 많이 낮다는 단점이 있다. 또한, 대개는 만들어진 이미지가 대용량의 메모리를 필요로 하고 또한 분석이 쉽지 않다. 그래서, 컴퓨터 분야의 발전과 함께 앞으로 더 많은 발전이 기대되는 분야이다.
Lab On A Chip은 소형화된 총체적분석(micro total analytical system: µTAS)을 목표로 보다 효율적인 분석화학을 만들려는 새로운 노력이다. 여러 가지 분석 방법을 서로 결합하고 이를 소형화해서 동전 하나 크기만한 작은 칩에 집적하는 일에 많은 중요성을 두고 있다. 이러한 소형화된 시스템은 대개 현미경과 연결되며 분자 수를 셀 수 있는 수준의 아주 미량을 분석할 수 있는 시스템을 만드는 데 중점을 두고 있으며 이를 통하여 궁극적으로는 분자 한개, 세포한개, 나노소자 등을 분석하려는 것을 목표로 한다. Lab On A Chip은 컴퓨터 산업에서 마치 진공관이었던 초기 컴퓨터가 현재는 수많은 집적회로로 구성됨으로써 컴퓨터 혁명이 이뤄졌던 것처럼 커다란 크기의 화학장비들을 집적하여 새로운 혁명을 만들어 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
