消除溶剂水吸收峰干扰的红外光谱测量新方法

水在中红外波段的强吸收有时会遮蔽水溶液中溶质的特征峰,从而干扰溶质的红外谱带归属和分析。提出了一种新方法,控制水峰的吸收强度逐渐变化(强→弱→消失),从而得到高质量的红外光谱。利用单次ATR附件,通过先扫描空ATR晶体N次,经短暂暂停后,再继续扫描载有纯水(或参比溶液)的ATR晶体M次,这样累加得到的背景单光束谱(N+M次扫描)中水的吸收强度就直接与扫描次数N和M相关。选择足够大的扫描次数N和合适的扫描次数M,就可以彻底扣除水峰的干扰。利用该方法,成功获得了K₂CO₃溶液和牛血清白蛋白(BSA)溶液的消除了水吸收峰的高质量红外光谱。实验结果证实新方法具有快速、高效等优点。文中也讨论了该方法的局限性。     

水性涂料施工过程中微观结构的FTIR研究

以市售立邦水性涂料作为研究对象,溶剂水作为变量因子。配制不同水料比的涂料系列样品,分别用FTIR/ATR、FTIR/漫反射光谱表征湿料、涂膜的微观结构特征,湿料抽滤得到的固型物用FTIR/漫反射光谱表征。分析其官能团变化情况,研究施工过程,溶剂对涂膜的影响。结果显示：随着加水量的增加,湿料的FTIR/ATR光谱中,1 727 cm-1对应的羰基吸收峰,逐渐转为肩峰,871 cm-1吸收峰发生蓝移,峰强度逐渐减弱;涂膜的漫反射红外图谱,3 400 cm-1的—OH吸收峰、3 030 cm-1不饱和—CH吸收峰强度逐渐变弱,2 962和2871 cm-1的甲基和亚甲基的吸收峰强度逐渐增强,2 516 cm-1吸收峰位移至2 603 cm-1形成肩峰,1 647 cm-1吸收峰逐渐位移至1 455 cm-1,1 107 cm-1对应的C—O伸缩振动吸收峰发生红移。在水性涂料施工过程中,溶剂水与涂料分子间存在相互作用,对涂层分子中电子云的密度分布有显著的影响,此结果对涂料的生产及施工有参考意义。     

白芥子炒制过程的红外及二维相关光谱研究

采用傅里叶变换红外光谱技术动态跟踪药用植物白芥子的炒制过程,获得了不同炒制时间样本的红外谱,二阶导数谱和热扰动下的二维相关红外谱。白芥子的红外谱表明,白芥子在炒制过程中1 747 cm-1油脂特征蜂的相对强度变化不明显,说明白芥子羧酸酯相对较稳定;而1 657 cm-1附近酰胺Ⅰ带峰和1 546 cm-1附近的酰胺Ⅱ带的吸收峰相对强度显著减小,是因为白芥子在高温炒制过程中,蛋白质(酶)发生了热变性;1 055 cm-1附近的纤维多糖的特征吸收峰在炒制10 min后明显减弱,这与药材表皮纤维多糖加热分解相关联。二阶导数谱和二维相关红外谱的变化规律与红外谱的结果相一致,进一步验证了白芥子药材在炒制过程中发生的主要变化是蛋白质变性及多糖的分解。该方法揭示了药材在炮制过程中所发生的物理化学变化过程,从分子光谱水平上奠定了白芥子药材炮制的目的“杀酶保甙”的理论基础。     

不需制备样品与获得期望强度的红外单光束谱（英文）

为扣除溶剂或其他背景组分的干扰,测量红外光谱时常常需要获得期望强度的高质量背景单光束谱。通常,实验上获得期望强度的背景谱是极其困难的。为实现这一重要且十分困难的目标,引进了杂化单光束谱的概念。同一溶液但不同厚度的b1和b2的两样品的单光束谱分别为b1和b2,则定义它们的线性组合α=αb1+(1-α)b2为杂化单光束谱,其中α(0≤α≤1)称为组分因子。调整组分因子α数值,就可以精确调控杂化谱的强度。在合适的条件下,杂化谱α与厚度为b2-αb2+αb1的真实样品的光谱高度类似,即b2-αb2+αb1≈α。因此,不用制备厚度为b2-αb2+αb1的样品,其单光束谱可以用α来替代。随着α变化,可以得到不同的α,厚度在b1和b2间的真实样品的单光束谱都可用相应的α来替代。实验结果证实,杂化谱提供了一种简单和易操作的扣除背景干扰的高效方法。     

蛋白质二级结构的二维红外相关光谱模拟研究

利用Voigt函数模拟了蛋白质二级结构的红外光谱吸收带和酰胺I带,其中1680cm-1吸收峰被严重叠加。为了研究二维红外相关光谱分析技术对叠加峰的分辨能力,选取1680cm-1吸收峰作为研究对象。当1680cm-1单峰峰高发生变化时,其同步谱中自相关峰能准确的反映出来。当1680cm-1和1640cm-1双峰峰高都发生变化时,其同步谱中自相关峰不但能准确反映出这两个峰的变化,还能获得1680cm-1子峰对外部扰动的灵敏度高于1640cm-1子峰的信息。它们同步谱中负交叉峰说明了1680cm-1和1640cm-1的变化取向相反,异步谱中该位置的负交叉峰说明了1640cm-1的变化快于1680cm-1。二维相关分析的结果和模拟吸收带假设的变化情况一致。研究表明二维红外相关光谱技术具有高分辨率、高灵敏度等优点,可以用于研究严重叠加的酰胺I带,获取蛋白质二级结构变化的相关信息。     

FTIR显微镜/ATR物镜法检测圆珠笔迹的研究

纸面上的圆珠笔迹,因其颜色深、纸面反射率低等诸多原因,在FTIR显微镜上用反射方式直接对其检测效果很差。在FTIR显微镜上加用ATR物镜,利用物镜与纸面笔迹接触的ATR检测原理,得到了圆珠笔迹和纸纤维的混合红外光谱,扣除纸纤维的红外光谱,使用差谱法得到圆珠笔迹的红外光谱,谱图中的３个强吸收峰分别是1 581,1 361和1 172 cm-1,这些峰都来源于三苯甲烷类染料,另外1 724 cm-1的羰基吸收来自于圆珠笔油墨中油剂类的醇酸树脂,使用3D-Mapping软件显示了1 581 cm-1在纸面上的强度分布。这种检测方式既得到了清晰的红外光谱图,提供了丰富的笔迹信息,又保护了被检样品的原始性。     

航天诱变育种甜椒品系的红外光谱分析

首次采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对航天诱变育种甜椒品系种子和一般大田生产的甜椒品种种子进行了对比研究,比较了它们红外光谱的异同。甜椒种子的红外光谱主要由蛋白质的吸收带和碳水化合物的吸收带组成。航天育种的两个甜椒品系种子(SP11和SP18)红外光谱的主要吸收峰的峰位、峰形与普通甜椒品系种子相同,表明经航天诱变的甜椒其主要化学成分和基本结构并未发生变化。太空甜椒种子,在2 854,1 652, 1 542以及1 160～1 062 cm-1范围内的吸收都较普通甜椒种子增加。2 855 cm-1峰是CH₂—伸缩振动,1 652 cm-1处的吸收峰为酰胺Ⅰ带,是CO的伸缩振动峰,1 542 cm-1的吸收峰是酰胺Ⅱ带,是N—H的弯曲振动和C—N的伸缩振动,1 160 cm-1处的峰可能为碳水化合物的C—O的伸缩振动引起。表明航天诱变使甜椒种子的蛋白质和碳水化合物含量增加。     

应用红外光谱技术研究中药水蛭的炮制过程

考察水蚝炮制前后化学成分产生的变化,文章采用红外光谱(FTlR)二维相关红外谱图(2D-IR)对中药水蛭鲜品和制品进行了研究.结果表明:水蛭具有明显的酰胺Ⅰ和Ⅱ带蛋白质特征峰,其中鲜品的酰胺Ⅱ带吸收峰在1543 cm-1,而生品和炮制品的向低频位移至1 535cm-1;采用热微扰模拟水蛭炮制过程并分析水蛭的2D-IR,结果显示水蛭鲜品中的酰胺Ⅰ带与酰胺Ⅱ带的自动峰的强度比炮制品的更为显著.说明水蛭在炮制过程中蛋白质的空间构象破损、氢键断裂,导致变性失活,部分脂肪酸和甾醇类组分在炮制中发生氧化分解.     

玉米花粉中营养物质的傅里叶变换红外光谱特征

为了研究玉米花粉中的蛋白质和多糖等营养物质,采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合技术分析曲辰9号和靖丰3号两种杂交玉米花粉.玉米花粉的傅里叶变换红外光谱显示蛋白质的特征吸收峰酰胺I带、酰胺II带和酰胺III带出现在1 653cm-1、1 546cm-1和1 241cm-1附近,多糖特征吸收峰出现在1 078cm-1、1 056cm-1、1 030cm-1和995cm-1附近.对比它们的傅里叶变换红外光谱的蛋白质和多糖特征吸收带,两种玉米花粉存在一定差异,表明它们所含的蛋白质和多糖含量不同.对1 900~950cm-1吸收带实施傅里叶自去卷积和二阶导数处理后再进行曲线拟合分析,剥离出因光谱叠加而掩盖的特征吸收子峰.子峰信息显示曲辰9号玉米花粉中多糖的含量高于靖丰3号玉米花粉,而蛋白质的含量关系则相反.研究表明,傅里叶变换红外光谱技术可为玉米花粉中营养物质的研究提供一种便捷的手段.     

鱼翅干制品品质的ATR-FTIR鉴别研究

采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法(ATR-FTIR)对64份鱼翅干制品(包括真鱼翅、仿鱼翅和素鱼翅)及明胶增重真鱼翅干制品进行快速无损检测鉴别。实验比较了上述四种样品的特征红外光谱图,结果显示,同一种样品的红外光谱具有较好的稳定性;四种鱼翅干制品的红外光谱图存在明显的差异,主要表现在蛋白质酰胺Ⅰ和Ⅱ峰(1 650, 1 544 cm-1)和多糖骨架(1 050 cm-1)等营养成分吸收峰的差异。真鱼翅样品由于蛋白质含量高、多糖组分含量较低,故其红外光谱图主要呈现强度较高的蛋白质特征吸收酰胺Ⅰ和 Ⅱ峰(1 650, 1 544 cm-1)与较弱的多糖骨架C—O—C伸缩振动峰(1 050 cm-1),前者峰面积和(A_pro)与后者峰面积和(A_pol)的比值(A_pro/A_pol)范围为5.58～25.38。仿鱼翅样品是由鲨鱼的边脚料、胶体及其他一些物质混合、压模而成的,其他添加物质导致减弱了蛋白质特征吸收酰胺Ⅰ和Ⅱ峰的强度,也使酰胺Ⅰ峰发生了约30 cm-1的蓝移,A_pro/A_pol范围为2.63～2.86。素鱼翅样品主要是由海藻酸钠等多糖类物质合成的,其红外光谱图上几乎不显示蛋白质的特征峰,而多糖的特征峰(～1 047 cm-1)表现明显,高于真鱼翅相应吸收峰的强度,A_pro/A_pol范围为0.60～0.72。真鱼翅样品涂覆明胶增重后,样品表面的红外光谱图显示蛋白质和多糖的特征峰均有所减弱,A_pro/A_pol值为1.16,而样品剖面的红外光谱图则与真鱼翅的谱图基本一致。可见,采用ATR-FTIR,利用样品间特征红外光谱图和A_pro/A_pol值的差异,可简便、快速、直观地实现鱼翅干制品品质的无损快速鉴别。     

聚乙烯吡咯烷酮与苯磺酸铕相互作用研究

用变温红外光谱法和荧光光谱法研究了聚乙烯吡咯烷酮与苯磺酸铕的相互作用。聚乙烯吡咯烷酮的酰胺基团可与苯磺酸铕中的铕离子发生络合配位作用,导致聚乙烯吡咯烷酮的酰胺Ⅰ带发生红移。这种络合配位作用,使原本不溶于氯仿的苯磺酸铕可溶于含聚乙烯吡咯烷酮的氯仿溶液。在苯磺酸铕固体的发射光谱中,只能观察到铕离子的f—f跃迁特征发射峰,而在苯磺酸铕浓水溶液的荧光光谱中,亦可观测到苯磺酸根的π*→π跃迁峰,说明苯磺酸铕在水溶液中存在解络合现象。苯磺酸铕在溶液中的解络合行为使铕离子周围的可配位空间增大,这为PVP的酰胺基团与铕离子发生络合配位作用创造了条件。     

脱镁叶绿酸-a甲酯的合成及对牛血清白蛋白的结合作用

用荧光光谱和UV-Vis光谱研究了脱镁叶绿酸-a甲酯(Methyl pheo-phorbide-a)与牛血清白蛋白(Bovine Serium Albumin,BSA)的相互结合反应。实验表明叶绿酸-a甲酯与牛血清白蛋白的相互结合作用为单一的静态猝灭过程。在水溶液中脱镁叶绿酸-a甲酯发生自聚,它与蛋白质以表观摩尔比2∶1牢固结合,其结合常数K_B=6.7×104 L·mol-1。而在四氢呋喃与水的混合溶液中脱镁叶绿酸-a甲酯以单分子状存在, 其与BSA的结合摩尔比为1∶1。BSA分子与叶绿酸-a甲酯的结合点位为1。根据Frster非辐射能量转移机理,求算了给体(BSA)与受体(脱镁叶绿酸-a甲酯)间距离r=3.50 nm和能量转移效率E=0.39。     

基于溶液温度差谱分析的ATR-FTIR原位测量方法

作为一种原位、快速、无损坏的中红外光谱分析技术,ATR-FTIR已在很多工程领域得到越来越多的应用,尤其是针对结晶过程溶液浓度的原位实时测量。水是一种常用的结晶溶剂,在中红外波段具有强吸收峰,并且在不同温度下具有光谱吸收差异性,因而不能忽略溶剂水和温度对溶液浓度的中红外光谱测量带来的影响。以朗伯-比尔定律为基础,提出采用溶液光谱减去相应温度下的溶剂光谱的方法,从而能准确地测量溶液浓度。以L-谷氨酸溶液结晶过程为例,对L-谷氨酸水溶液的原始光谱数据、溶液光谱扣除常温(25℃)溶剂水的光谱数据以及溶液光谱对应温度扣除溶剂水的光谱数据分别进行建模。结果表明,提出的对应温度差谱法能有效消除溶剂水峰对溶质光谱测量的干扰,明显地降低了溶液浓度光谱标定模型的预测误差。该方法对提高原位ATR-FTIR光谱检测精度的实际应用具有一定的参考价值。     

Fluorescence spectra of anthracene and pyrene in water and in aqueous surfactant solution

The fluorescence and excitation spectra of anthracene and pyrene have been measured in water and in aqueous solution of sodium dodecyl sulfate (SDS), and compared with the spectra in ethanol, for microcrystals and in a solution by the dilution method. The molecular spectra observed in water exhibit large broadenings and red-shifts due to the specific solvent effects of water. In aqueous SDS solution the spectra of anthracene are considerably broadened and red-shifted, suggesting the existence of the molecules near the micellar surface, while in the emission spectrum of pyrene remarkable intensity reductions of the vibronic bands have been observed, indicating a weak polarity of the environment in the SDS micelles.     

牛血清白蛋白水溶液的激光喇曼谱

本文报道了用硝基苯萃取法获得的牛血清白蛋白水溶液的喇曼光谱.定性地证明了该蛋白质多肽链可能由α-螺旋和无规则卷曲组成,酪氨酸残基在肽链中呈全“暴露”式,硫-硫键部位的几何构型为反式-扭式-扭式.     

傅里叶红外光谱研究血清白蛋白构象

用傅里叶红外光谱法研究了ＢＳＡ及其水溶液的红外光谱。通过对其酰胺Ｉ带傅里叶自转积谱分析,为其及部分水溶液中的二级结构构象进行了指认。结果表明,ＢＳＡ水溶液状态与固态时的二级结构是不同的。随着溶液浓度的降低,酰胺Ｉ带二级结构峰存在明显的位移现象,即１６０９．８６ｃｍ＾－１位移到１６０８．２４ｃｍ＾－１,１６３３．８５位移到１６３８．３６ｃｍ＾－１,１６５３．６９ｃｍ＾－１位移到１６５６．１０ｃｍ＾－     

The effect of nitrobenzene on the Raman spectra of ribonuclease in aqueous solution

The Raman spectra of the native ribonuclease treated with nitrobenzene in aqueous solution have been obtianed. The conformation of the main chain and the side chain in ribonuclease were studied. Among the amide Ⅰ and amide Ⅲ bands, the characters of β-sheet and random coil structures are clear. The disulfide bridges assume the gauche-gauche-gauche conformation. The parts of tyrosine residue are buried. It indicates that nitrobenzene treatment on protein aqueous solution is an efficient means for obtaining better Raman spectra.     

光谱法研究纳米二氧化硅(SiO_2)催化超声波照射对牛血清白蛋白(BSA)的损伤

利用紫外-可见(Uv-Vis)光谱和荧光光谱研究了超声波照射激活纳米二氧化硅(SiO2)粒子对牛血清白蛋白(BSA)分子的损伤,并考查了超声波照射时间、纳米SiO2粉末加入量、溶液酸度和超声波照射功率等因素对BSA分子损伤程度的影响.结果表明,对于体系温度为(37.0±0.2)℃和浓度为1.0×10-5mol·-1的BSA溶液,UV-Vis光谱显示,随着超声波照射时间,纳米SiO2粉末加入量,溶液pH值和照射功率的增大呈现出越来越明显的增色效应.然而,BSA溶液的荧光光谱却随着上述因素的增大呈现出越来越明显的猝灭现象.此外,还初步探讨了超声波照射激活纳米siO2粒子对BSA分子损伤的机理,认为是声致发光或高热激发使纳米siO2粒子产生·OH自由基,进而损伤溶液中的BSA分子.这一研究结果对声催化方法应用于临床治疗肿瘤以及纳米药物的开发具有一定的指导意义.