复杂体系化学成分的分析和群集表征是分析化学家面临的富有挑战性的课题，是人类探求、认识、掌握和利用未知复杂化学体系中物质基础、作用机理和变化奥妙的重要手段，也是生命、能源、环境和化学等科学的发展对分析化学提出的迫切要求。本文结合原油非烃化合物结构和含量分析、中药多种微量元素同时测定和电化学指纹图谱研究等对复杂体系中化学成分快速分析和群集表征的方法进行了较全面系统的探索性研究和成功应用。论文主要内容如下： 1.原油非烃结构和含量系统分析方法研究和应用 本文提出了从馏分分离、联用色谱信息获取、化学计量学分辨到原油非烃化合物结构确定和含量测定的系统分析方法。用正己烷将沥青质从油样中分离，再根据类组分之间极性差别，用中性氧化铝-硅胶双层析柱将原油样其余部分分成脂肪烃、芳香烃和7个非烃馏分。用色-质联用技术，将非烃馏分中组分再分离并获取二维数据信息。用直观推导式演进特征投影法分辨这些二维数据以获得非烃的纯色谱和纯质谱。在标准质谱库中进行质谱检索匹配，并结合色谱保留指数分析等来进行各非烃化合物的结构鉴定：利用实验数据和根据分辨获得的纯色谱峰面积所建立的规一化模型，进行非烃化合物定量分析。方法具有系统分析原油非烃结构和含量的通用性，馏分回收完全，对各种原油非烃化合物分离、信息测定和化合物鉴定具有很好的重现性；标准化合物加标回收试验表明，方法定量准确度较高。 2.中药微量元素同时测定方法研究和应用 本文针对复杂体系多组分同时测定中基体效应和其它干扰问题，提出一种快速同时测定复杂体系中n种组分的矩阵系数非线性多元校正法，并成功地用于不同分析技术和中药中多种微量元素同时测定。矩阵系数多元校正法的原理是基于已知试样的实验数据，通过在计算机上运行解系列线性方程组来获取在同样条件下测定的同类样品中组分的矩阵系数，然后求解基于矩阵系数和同一未知试样中n种组分的信号强度所建立起来的另-n元线性方程组，可同时快速求得复杂体系中n种组分的含量。方法能很好地校正复杂体系的固有基体效应，也可消除共存组分的其它干扰；简便、快速，所需待测样数目、试剂用量和分析时间至多约为常规标准加入法的1/n倍，特别适用于同类试样的例行分析和重复批量测定。分别用伏安法和原子吸收技术检验了该方法用于人工样和实际样品中微量元素同时分析的效果，方法精密度和准确度令人满意。本文还提出了同时测定多种微量元素的灵敏伏安法，对氨-氯化铵-明胶-抗坏血酸底液中7种微量元素的络合物二阶导数吸附波及其在中药微量元素分析中的应用进行了成功的研究。 3.中药化学成分群集表征和定量信息研究和应用 内容包括中药电化学指纹图谱的研究、应用以及与色谱指纹图谱的分析比较，其中也包括化学分析数据采集转换和实验检测仪器的设计组装。本研究自行设计组装了中药电化学指纹图谱检测仪，设计制作了其中数据采集转换装置，并用VC++6.0编写了数据采集软件，实验数据保存为文本文档格式后用Matlab6.0绘图；分析了适用于未知复杂体系化学成分群集电化学表征的热力学体系和动力学模型，指出了远离平衡态的热力学封闭体系和无耗散物补充的敞开体系中阻尼振荡反应对中药化学成分分析与群集表征的重要意义；利用以丙二酸作为耗散物的B-Z阻尼振荡体系，就中药电化学指纹图谱的概念、原理、方法、重现性、特点、影响因素、测定条件、定性和定量信息、在中药鉴别与评价中的应用，以及其它用途等进行了系统而详细的讨论，提出了一种经济、简便、易行、有效的中药鉴别与评价的科学方法。同时将直观法和相似性评价指标分析相结合，以及综合运用共有峰率、变异率和相似系数等多种评价指标分析了当归、川芎和不同产地茵陈的电化学指纹图谱和色谱指纹图谱。利用诱导时间和最大振幅等信息与中药化学活性成分含量的定量关系对多种不同来源中药的质量进行了评价。研究结果表明，电化学和色谱指纹图谱技术综合利用时，两者相得益彰，使中药鉴别与评价结果更加准确可靠。电化学指纹图谱技术为中药复杂体系成分分析和群集表征提供了一种全新的方法。