化学信息来源/分析化学搜索

介绍

各种类型的化学家都需要能够确定地识别他们制造的、从来源中提取的或以某种方式取样的物质。在某些情况下，他们正在测试的物质在化学反应中作为中间体存在时间非常短。无论他们试图确定分子量在数十万范围内的生物分子的序列和结构，还是试图检测作为十亿分之几存在的微量小分子的存在，分析化学都提供了许多工具和技术来找到答案。分离科学是一个关注领域，无论是色谱法、电泳法、离心法还是其他一些分离方法。

在整个光谱范围内（紫外/可见光、红外、微波等）的光谱数据库和汇编，以及来自更新的光谱技术的数据汇编，都可以用于帮助识别未知物质或确认反应产物。

分析化学家遇到的许多问题需要调用许多科学和技术领域来完善可行的技术。这些领域包括工程学、地质学、环境科学、物理学、光学、计算机科学、电子学等。

分析物是指要以某种方式识别、检测或分离的物质。基质是指分析分析物的样品或介质。

有时该领域的搜索涉及寻找特定的数据片段，而有时则需要使用标准方法进行分析，以确保在不同的操作环境中，化学家对相同的样品获得相同的结果。这些方法可能涉及采样技术、样品制备、分离或纯化样品的方法以及识别纯物质或混合物成分的方法。许多这些方法收集在书籍或系列中，其中提炼了来自其他类型化学出版物的最可靠和最准确的技术。有时，分析化学家可能需要创建一个分析物的衍生物，以形成更易挥发或更热稳定的物质，以便进行分离。该技术在色谱法中尤其重要。

百科全书、词典、数据汇编和专著

百科全书

除质谱百科全书外，这里提到的所有百科全书都以印刷版和在线版形式提供，需要购买或订阅。

10 卷本的分析科学百科全书（第 2 版，2005 年）涵盖三个广泛领域

技术（例如，点测试、质谱法、色谱法、免疫测定法）
应用领域或材料（例如，法医学、食品分析、陶瓷、制药）
分析物（例如，汞（形态分析）、葡萄糖、核酸、杀虫剂）

分析化学百科全书最初于 2000 年出版，共 15 卷，涵盖理论、仪器、应用和技术。它会定期更新在线文章。出现在 2008-2010 年的文章也已出版为 3 卷本补充集，其中包括蛋白质组学、基因组学、成像技术和纳米技术。

10 卷本的分离科学百科全书（2000 年）围绕三个层级的信息组织

12 类分离技术理论概述（例如，蒸馏、电泳、膜分离）
特定技术的详细理论和技术描述（例如，气相、液相、超临界流体和薄层色谱法）
技术的具体应用，包括微观和宏观、实验室和工业应用（例如，固相微萃取、手性分离、矿石浮选、水处理的离子交换）

核磁共振百科全书（1996 年 8 卷本，2002 年第 9 卷本）包含 786 篇权威文章，前 200 篇文章涵盖了这项重要技术的历史。该百科全书出现在首次成功对凝聚态物质进行核磁共振实验的 50 年后。它涵盖了核磁共振的所有方面，第 9 卷涵盖了前 8 卷出版后的进展。电子版名为磁共振百科全书，并定期更新新的在线文章。

在最近出现的一些更专门的百科全书中，有一部 3 卷本的光谱学和光谱测量百科全书（第 2 版，2010 年）。它涵盖了理论、方法和应用。虽然文章按传统百科全书的字母顺序排列，但编辑提供了一个按主题分类的单独目录

原子光谱学
电子光谱学
光谱学基础
高能光谱学
磁共振
质谱法
空间分辨（和其他结构）方法
振动光谱、旋转光谱和拉曼光谱。

此外，每篇文章都标记为“理论”、“方法和仪器”、“应用”或“历史概述”文章。

截至 2012 年，预计 10 卷本的质谱百科全书已出版了 7 卷。现有的卷本涵盖理论和离子化学、生物应用、有机化合物和有机金属化合物、元素和同位素比率质谱法、电离方法和联用方法。

词典

1980 年代出现了一些与分析化学相关的领域的单卷词典，其中包括

光谱学词典（第 2 版，1982 年）
色谱学词典（第 2 版，1982 年）
电化学词典（第 2 版，1984 年）
核磁共振概念词典（1989 年，修订于 1992 年）。

分析化学命名法的权威来源是国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）出版的 1997 年（第 3 版）分析命名法汇编（橙皮书）。IUPAC 还维护其网站上的网络版本。

专著

分析化学领域最大的持续专著是Wilson and Wilson's Comprehensive Analytical Chemistry，现在也提供在线版。另一部专著的第二版分析化学专著（1978-）似乎已停滞。1978 年至 1993 年间，第一部分仅出版了 14 卷中的 12 卷。

标准方法、手册和小册子

来自 AOAC INTERNATIONAL（前身为官方分析化学家协会）的官方分析方法是寻找工业中测试物质的许多方法的最佳来源。例如，这里可以找到用于测定蜂蜜中的水分和陶器中的镉含量的方法。随着第 18 版（2004 年）的出版，OMA 也以“连续版”的形式在线提供，该版本会在新的和修订的程序获准并准备就绪时立即更新。它可以通过分析物、基质、设备或技术、方法编号和批准机构以及全文关键字进行搜索。以前的印刷版是在A.O.A.C 的官方分析方法的标题变化下出版的，并在各版之间进行年度活页更新。有一个深入的主题索引。

AOAC 评估化学、微生物学和分子生物学方法，有 2,300 多种方法可供使用。涵盖的主要主题包括化肥、消毒剂、饲料中的药物、蒸馏酒、乳制品和着色剂。该作品中发现的一些信息类型包括

仪器和试剂规格
提醒用户注意安全信息的注意事项
方法名称，包括分析物、基质、使用的方法以及适用的合作组织
适用性声明，包含方法的限制
适当的协作研究和后续修订的参考文献
所有药物和杀虫剂的化学名称和通用名称
适用的 CAS 注册号。

AOAC 还出版AOAC INTERNATIONAL 杂志和AOAC INTERNATIONAL 食品和药品微生物和化学分析实验室指南，以及相关书籍。

一项更为庞大的工作，即《ASTM 标准年鉴》，每年都会出版，其中包含有关如何测试各种材料的最新信息。它也适用于某些工业物质的定义，例如燃料油。ASTM 套件的第一卷是索引。其中有专门针对以下领域的章节：

第 1 部分：钢铁产品
第 4 部分：建筑
第 5 部分：石油产品、润滑剂和化石燃料
第 8 部分：塑料
第 14 部分：通用方法和仪器。

ASTM 标准现已在网上提供，订阅可以低至每年 25 份。ASTM 还出版了《ASTM 国际测试实验室目录》。

此类专业著作包括《水和废水检验标准方法》和《NIOSH 分析方法手册》。

一个流行但现已停产的方法系列是《化学技术》 (1971-1995)。该系列的早期卷以修订版出版，名为《化学物理方法》，从 1986 年到 1993 年。其他包含对从事生物分子工作的分析化学家有重要信息的专业著作包括 12 卷的《酶分析方法》和《酶学方法》，这是一个不断更新的系列，目前已出版数百卷。后一著作包括处理基本理论、设备和试剂来源以及 DNA 序列分析方法等方面的卷。现在，《酶学方法》已在线提供，相关期刊《方法》也已出版。

大型数据汇编

大型经典印刷数据汇编《贝氏有机化学手册》和《格氏无机化学与有机金属化学手册》包含许多对分析化学家有价值的数据。数据库访问使确定数百万种化合物中是否包含特定分析数据的特定部分变得更容易，并且这两本手册的内容现在都包含在 Reaxys 中。类似地，包含 REGISTRY 化合物数据库（美国化学文摘社）的 SciFinder 数据库越来越多地提供对实验数据和计算数据以及光谱的访问，以及许多有关分析技术的文献参考文献。

光谱汇编

光谱分析技术涵盖了电磁辐射的整个范围。产生光谱所涉及的辐射类型通常会给出其光谱技术的名称。

光谱类型及其产生的跃迁

名称	波长	跃迁
射频	10^-1 - 10³ 米 (m)	分子旋转，核磁共振
微波	0.1 - 30 厘米 (cm)	分子旋转，电子自旋共振/电子顺磁共振
红外	2.5 - 50 微米 (μm)	分子振动
可见光	400 - 800 纳米 (nm)	电子激发（原子）
紫外	200 - 400 nm	电子激发（分子）
X 射线	0.05 - 1 nm	电离
伽马	< 0.05 nm	核跃迁和衰变

在上面的表格中向下移动，你会发现波长越来越短，导致能量越来越高。因此，给定类型电磁辐射的能量与其波长成反比。

光谱可以描绘为发射或吸收的辐射能量强度与辐射能量的关系图。能量通常用波长或频率表示。表示光谱的另一种方法是记录一系列数字，这些数字测量发射光谱或吸收光谱的峰值。数据库和参考著作中可能包含光谱数据，其中可能包含一种或两种方法。

随着傅里叶变换技术的引入，人们可以找到某些类型光谱的新表现形式。奥德里奇拥有 FT-NMR 和 FT-IR 光谱库，电子西格玛奥德里奇化学目录包含指向许多化合物的谱图的链接。

另一种光谱技术，不在上面的表格中，是拉曼光谱。该技术使用激光作为远红外-可见光谱区域的辐射源，从而获得信息。

光谱学还包括质谱技术，其中仪器测量电离后产生的带电粒子的分布，而不是发射或吸收的辐射。气相离子根据其质量或质量与电荷比 (m/z) 进行分离。因此，质谱仪的高能电子束会导致有机分子电离和碎裂。然后，它根据 m/z 比分离离子混合物，并记录每个离子碎片的相对丰度。离子丰度与 m/z 的关系图类似于其他技术产生的光谱。

质谱是 NIST（美国国家标准与技术研究院）化学 WebBook 中发现的光谱之一。截至 2005 年 6 月，在切换到持续增量更新之前的最后一个版本中，WebBook 包含：

超过 16,000 种化合物的红外光谱
超过 15,000 种化合物的质谱
超过 1,600 种化合物的紫外/可见光谱
超过 5,000 种化合物的振动和电子能级
超过 600 种化合物的双原子分子的常数（光谱数据）。

在质谱法中，与其他类型的光谱描述一样，研究人员确实需要知道哪些类型的化合物或基团会产生与测量的光谱匹配的峰。大多数集合按化合物名称或分子式进行索引。《威立质谱数据注册表重要峰值索引》按 m/z 值列出了注册表中第一个、第二个和第三个最丰富的峰，涵盖了超过 50,000 种化合物。《威立质谱数据注册表》是市面上最大的质谱集。 2011 年，威立与 eMolecules 合作推出了 ChemGate。此 web 资源（现已不可用）允许按 500,000 种化合物的结构进行搜索，以查找 NMR、IR 或质谱。威立将 NMR 光谱预测与 NMR 集成（13C、15N、17O、19F、31P、1H）捆绑在一起，基于算法预测和机器学习预测（通过对包含的数据库进行训练）。

威立碳-13 核磁共振和质谱图像现在包含在与 CAS 注册文件条目相关的数据中。注册文件还包含来自日本《有机化合物光谱数据库》的红外吸收光谱。

一个较小的、流行的、包含超过 240,000 个光谱的集合是《NIST/EPA/NIH 质谱库带搜索程序》，可以通过各种经销商获得。

两家制作了许多标准光谱集的公司是 Bio-Rad 和西格玛奥德里奇。Bio-Rad 实验室包括 Sadtler 光谱套件，这些光谱套件长期以来一直以印刷形式保存在许多图书馆中。一个经常被忽视的寻找光谱的地方是当地的分析化学实验室，该实验室可能在光谱仪上安装了一些或许多大型图书馆（例如威立注册表、NIST、Bio-Rad 等）。其中一些图书馆非常庞大。

Bio-Rad 的 KnowItAll 信息学系统是一个集成的软件和数据库软件包，它提供诸如数据库构建、管理、搜索、分析、预测、结构绘制和报告等工具，所有这些工具都包含在一个用户界面中。学术机构可以获得 KnowItAll U 的许可证，该许可证包括一组软件工具和超过 140 万个光谱

所有 Bio-Rad Sadtler 光谱
- 超过 330,000 个红外、核磁共振、拉曼、紫外-可见光和质谱
大多数 John Wiley & Sons 光谱
- 超过 838,000 个红外、核磁共振和质谱
所有 Wolfgang Robien 教授/维也纳大学的光谱
- 281,000 个核磁共振光谱
KnowItAll 信息学系统
KnowItAll AnyWare
- 一个支持 Web 浏览器的客户端，它独立于硬件、操作系统和浏览器，允许通过 Windows、Macintosh 或 Linux 访问 KnowItAll U 数据库集合。

KnowItAll 学术版是供教职工和学生免费使用的软件包，用于绘制 3D 结构、将光谱导入报告、解释光谱谱带等。

较早的印刷版 Sadtler 红外和 NMR 光谱集共享一个通用索引，该索引还涵盖了其他印刷版汇编，例如 Varian 和 JEOL NMR 集。这些集中对 NMR 光谱的引用分别用“V”和“J”表示。

在 Sadtler 字母索引中查找靛红，发现：

名称	棱镜	光栅	紫外	NMR	C-13
靛红	2214	304	590	17050	6606

前两列指的是红外光谱。索引涵盖了 60 MHz NMR 和 C-13 NMR 光谱。其他 Sadtler 索引包括：

累积化学类别索引
累积分子式索引
累积分子量索引
累积数字索引
累积 Spec-Finder 索引。

Nicolet Instruments Corporation（现为 Thermo Scientific）和 Galactic Instruments Corporation 开发了一种按次付费的光谱库服务。FTIRsearch.com 提供对来自 Thermo Scientific 和 Sigma/Aldrich 库的约 71,000 个 FTIR 光谱和 16,000 个拉曼光谱的访问。其他电子光谱集由 Fiveash Data Management 等公司提供。Fiveash Data Management。 SpecInfo 是一个包含超过 660,000 个质子、C-13、MS 和红外光谱的数据库，现在可以通过 Wiley 在线图书馆在网络上访问。同样可用的还有 Wiley 质谱数据库，如前所述。可以在 Compound Search 上验证化合物覆盖范围。

SDBS（有机化合物光谱数据库）是日本国立先进工业科学技术研究所（AIST）的免费网站。它提供对红外、NMR、MS、拉曼和一些 ESR 光谱的访问。

ChemSpider 是另一个免费资源。它提供来自数百个来源的超过 2800 万个化学结构的性质、识别和其他信息。可能可用的光谱类型包括红外、质子和 C-13 NMR、电子轰击、质谱和紫外可见。该数据库可以通过名称、结构、CAS 登记号和 SMILES 和 InChI 等标识符进行搜索。

有许多关于光谱的参考著作。您可以参考主要学术图书馆（如亚利桑那大学、斯坦福大学或布法罗大学）维护的光谱指南，了解资源范围。

尽管有许多光谱汇编可用，但通常不可能在其中任何一个中找到所需的光谱。然后，SciFinder（化学文摘）或 Reaxys 等数据库可能有助于在主要文献中识别来源。事实上，CAS 登记数据库现在包含超过 110 万个属于 816,000 种物质的实验光谱。在 2009 年，这包括：

超过 408,000 个质子、碳 13 和杂原子 NMR
超过 127,000 个质谱
近 174,000 个红外
近 3000 个拉曼光谱。

其中一些来自 Wiley，一些来自 BioRad，一些来自 AIST：有机化合物综合光谱数据库系统（日本），还有一些是文献中光谱的参考文献。

晶体学

剑桥结构数据库是世界上最大的晶体结构数据集合，包含超过 500,000 个结构。它涵盖了从 1923 年开始的有机和有机金属晶体结构。CSD 包含参考文献信息、二维化学连接图以及通过选择在线查看器对分子和晶胞进行的卓越的三维可视化描绘。

CSD 是 CSD 系统的一部分，该系统包括用于搜索、结构可视化、统计分析和数据库创建的软件。它还包含有关分子首选形状和不同分子以及有机官能团之间首选相互作用的信息。除了药效团搜索之外，CSD 还支持二维和三维结构搜索。药效团是在分子框架内必需的特定三维功能基团排列，以结合大分子或酶的活性位点。

WebCSD 是 CSD 的网络门户，它不包含所有 CSD 系统程序。它确实包含对 CSD X-Press 记录的访问，这些记录已自动处理，但尚未经过最终整理。

还提供了一个免费的交互式教学数据库，它是专门为教学目的选择的 500 种化合物的子集。

其他晶体结构数据库包括无机晶体结构数据库（用于无机物）和 CRYSTMET，它包含金属、合金、金属间化合物和矿物的晶体学数据。

生物分子序列和结构数据库

在过去的几十年中，与解决蛋白质、核酸和其他生物分子的序列和结构相关的努力相关的数码文件数量激增。每年，《核酸研究》杂志在其发表当年的第一期中都会发表一篇分子生物学家感兴趣的数据库指南。数据库类别包括：

比较基因组学
基因表达
基因识别和结构
遗传图谱
基因组数据库
分子间相互作用
主要序列存储库
代谢途径和细胞调节
突变数据库
病理学
蛋白质数据库
蛋白质序列基序
蛋白质组资源
RNA 序列
检索系统和数据库结构
结构
转基因
各种生物医学内容

蛋白质数据库和 GenBank 是两个最著名的生物分子数据库。美国国家医学图书馆提供一项名为 Entrez 的服务，该服务通过互联网将 Medline 数据库中的相关参考文献链接到生物分子序列数据库。

《分析化学》和其他综述的专刊

多年来，美国化学学会杂志《分析化学》在交替年份中发表了专门用于“应用综述”和“基础综述”的专刊。空气污染、食品、法医科学、粒度分析和水分析等应用是前者中的主题，而热分析、化学传感器、离子选择性电极可能是后者中发现的主题。这些综述文章至少发表了 50 年。

另一个主要的综述期刊是《生化分析方法》。在分析化学领域还有很多其他综述期刊。

文摘和索引期刊及数据库

可以找到针对分析化学的专业 A&I 服务，包括：

分析文摘
色谱文摘
质谱通报（于 2011 年底停刊）

现在可以将几个 A&I 服务作为在线数据库进行搜索。分析文摘（分析 WebBase）由英国皇家化学学会出版，全面涵盖分析化学的所有方面，包括仪器和应用。《分析文摘》涵盖了 100 多种出版物，包括制造商的应用说明以及澳大利亚和英国标准，以及新书。

摘要

分析化学涉及对物质的明确鉴定或将混合物中的物质分离。被分析的化学物质是分析物，而发现它的介质是基质。与化学的其他子学科一样，分析化学的研究也有一些专门的参考工具。一种在化学其他子学科中找不到的特殊工具是光谱数据汇编。另一种针对分析化学家的专门来源是标准方法汇编。

CIIM 链接，用于进一步学习

SIRCh 链接，用于分析化学搜索

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