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拉曼光谱仪在化学分析领域的应用

拉曼光谱仪在化学中的应用相当广泛,在有机化学方面主要是用作结构鉴定和分子间相互作用的手段。拉曼位移的大小、强度、拉曼峰形状鉴定化学键、官能团的重要依据。利用偏振特性,拉曼光谱还可以作为分子异构体的判断依据。对于一些像-C=C-、-N=N-的环境对称的基团,它们的振动在红外光谱中很微弱,但在拉曼光谱中却能检测出来。无机化合物中金属离子与配位体间的共价键常具有拉曼活性,因此拉曼光谱可提供有关配位化合物的组成、结构、稳定性等信息。还可对无机化合物的晶体结构鉴定。在催化化学中,拉曼光谱能提供催化剂本身以及表面上物种的结构信息,还可以对催化剂制备过程进行实时研究。同时,激光拉曼光谱是研究电极/溶解界面的结构和性能的重要方法,能够从分子水平上深入研究电化学界面结构、吸附和反应等基础问题并应用于电化学催化、腐蚀、电镀等领域。



* 应用

基于拉曼光谱的血清中钾离子的浓度检测

钾离子广泛存在于动物界、植物界和细胞内外,在生命体系中起着重要的作用。在人的生命系统中,钾离子在调节血压、维持肌肉力量、保持细胞内外渗透压平衡等都有不可代替的作用。在动植物中同样扮演着不可或缺的角色,动物的神经肌肉与植物的光合作用都与钾离子息息相关。拉曼光谱作为分子层次的检测手段在离子检测中同样发挥很大作用。

对血液中的钾离子用拉曼光谱检测,以聚四氟乙烯为疏水表面,由亚硝酸钴钠易于钾离子结合,对钾离子浓度检测。如图1,图2  1532672414408149.jpg  1532672426150901.jpg

  1,亚硝酸钴钠溶液(蓝色)与亚硝酸钴钠钾(红色)拉曼光谱图      2 不同浓度的钾离子添加在亚硝酸钴钠中的拉曼光谱图

 

由拉曼光谱分析可知,不同浓度钾离子的亚硝酸钴钠钾拉曼光谱图具有非常好的线性关系,据此可对血液中钾离子浓度达到检测。


不同PH环境下的4-MPBA的结构变化检测

含有硼酸及衍生物的化合物在材料科学、超分子化学、分析化学、有机合成晶体工程、医学、生物学等方面具有重要的应用。4-MPBA作为一种典型的硼酸类有机化合物在纳米科学工程等领域有着广泛应用。

使用拉曼光谱对不同PH环境下的4-MPBA进行检测,如图3

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                                                                  3 不同PH环境的4-MPBA的拉曼光谱图


a到m分别为PH值从1.0到13.0 的拉曼光谱图,化学研究员根据此拉曼光谱图对4-MPBA在不同PH环境下的分子结构的变化进行分析。

拉曼光谱仪以其快速、灵敏、准确地特点,且是从分子层次对物质进行诠释的一种新兴的检测技术手段,在化学分析领域得到了广泛的应用,并扮演着越来越重要的角色。随着拉曼光谱技术的发展与设备的完善,必将成为化学分析领域的重要检测技术。

 

参考文献:

拉曼光谱仪在离子检测、手性识别和结构分析领域的应用,苏虹养等



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