饱和一元酸类化合物的拉曼光谱研究

通过实验检测获得了甲酸、乙酸、丙酸、丁酸四种-元酸的拉曼光谱.应用密度泛函理论对四种酸分子进行了模拟计算,计算结果与实验拉曼光谱吻合度较高,分别对四种酸的特征振动峰进行了详细的分析和振动归属.研究结果表明,甲酸的拉曼光谱与其他三种酸差异较大;乙酸、丙酸和丁酸的拉曼光谱具有一定的相似性,但主强峰位置和次强峰的强度存在着明...     

基于群论的PAHs分子偏振拉曼去噪

利用群论理论研究16种多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)分子振动规律,并对PAHs指纹区特征拉曼峰进行偏振去噪,减少非特征拉曼峰对特征拉曼峰的干扰,增强16种PAHs之间的拉曼辨识度。群论分析发现16种PAHs分别属于Cs,C2v,C2h,D2h点群,四个点群中的A′,A1,Ag,Ag类对称振动属于全对称振动,其余对称振动为非全对称振动,其中全对称振动均具有拉曼活性。Gaussian 09杂化密度泛函理论计算与群论分析相结合,发现16种PAHs全对称振动分布拉曼位移全区域,涵盖16种PAHs基团振动模式;全对称振动产生的波动性小,具有一定的抗外部环境干扰能力,稳定性相对较高,并且其产生的拉曼峰更强。根据全对称振动具有代表性、稳定性、显著性的特征,本文将16种PAHs的全对称振动作为特征拉曼振动。此外,研究发现,拉曼偏振效应与振动模对称性直接相关,拉曼光谱的偏振效应具有增强PAHs特征拉曼峰、降低PAHs非特征峰强度的作用。16种PAHs通过拉曼光谱的偏振效应选择性调节作用后,PAHs特征拉曼峰信噪比可提高6.52%~182%,说明利用拉曼偏振效应去除非特征拉曼峰的作用显著,可有效降低特征峰的噪声干扰。因此,所建立的基于群论的PAHs分子拉曼偏振去噪方法可以改善其拉曼光谱信号质量,提高PAHs同步拉曼光谱分析效率,为实现16种PAHs同步拉曼光谱检测提供了理论依据。     

醛类分子的拉曼光谱研究

应用便携式拉曼光谱仪,采集了四种醛类分子(GnH2nO,n=1,2,3,4)的拉曼光谱,并通过量子化学中密度泛函理论(DFT)对四种醛类分子进行了分子模型构建和理论拉曼光谱模拟计算.通过实验拉曼光谱和DFT模拟计算结果的对比,对四种醛类分子的特征振动峰进行了指认.同时对四种醛类分子的实验光谱进行了分析比较.应用便携式拉...     

基于拉曼光谱的大豆细菌性病害标志物研究

大豆在生长过程中因病害影响其产量会急剧下降,如果不及时判别出病害种类,喷洒相关农药,病害严重的大豆甚至会绝产。及时判别病害种类进行合理施药,阻止病害进一步发展是保证大豆安全生产的重要环节。目前,基于大豆植株细菌性病害的病原菌鉴定和聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）的鉴定方法,最短需要两天时间,因此,快速检测大豆病害种类的方法成为该作物,也是建立智慧农业生产的关键环节之一。应用拉曼光谱快速检测技术诊断大豆病害,构建N-乙酰胞壁酸分子空间结构,采用密度泛函理论通过利用B3LYP/6-31+（d, p）基组优化大豆细菌性病害标志物N-乙酰胞壁酸的分子结构计算其拉曼光谱,并进行理论因子校正,校正因子为0.985 7;采用微区三级拉曼光谱技术探测该标志物N-乙酰胞壁酸的拉曼光谱,采用平滑、去基线、截取波数范围等过程进行光谱预处理;在理论和实验对比分析的基础上,指认大豆测试和计算的拉曼光谱对应的特征峰,峰值波数相差大多在0~10 cm-1,实验数据与理论计算结果基本一致,判定了振动拉曼光谱的特征峰及其对应的分子结构的关系。结果表明：大豆细菌性病害标志物N-乙酰胞壁酸分子在200~1 650 cm-1范围内含15个特征峰,较强峰值和振动归属分别为229.0 cm-1的甲基摇摆振动和764.0 cm-1环内的摇摆呼吸振动等,给出了键长、键角和二面角等15个振动峰的空间结构参数,指证了N-乙酰胞壁酸分子的特征结构。结果也证明了可通过多种生物分子的大豆拉曼光谱测量,筛选细菌性病害标志物N-乙酰胞壁酸分子的拉曼光谱,能够有效识别细菌性病害。智慧农业生产中利用拉曼光谱快速检测技术,是农作物病害检测诊断的一种有效方法,若结合应用机器学习方法与光谱分析识别,以快速、准确和便捷的方式为智慧农业的健康生产及保驾护航发挥效用,是推进我国农业发展的重要环节。     

饱和一元醇类分子拉曼光谱振动峰的归属研究

选用B3LYP/6-31G(d)优化并计算了31种饱和一元醇类分子的拉曼光谱,以甲醇为例,考察了理论计算结果的准确性,分析了碳原子数小于7的直链饱和一元醇拉曼光谱振动峰的归属。研究结果显示,B3LYP/6-31G(d)用于饱和一元醇类分子拉曼光谱振动的模拟计算较为准确,通过饱和一元醇拉曼光谱振动峰归属分析,确认C—O伸缩振动引起的振动峰可作为饱和一元醇类分子拉曼光谱的特征峰;进一步研究还发现,饱和一元醇类分子拉曼光谱的特征峰与其极化率、热力学、能量等主要参数具有显著的相关性(sig.为0.015),为同系物的拉曼光谱研究提供了一定的参考价值。     

基于拉曼光谱实验与密度泛函理论的宝石级红珊瑚拉曼谱峰归属研究

红珊瑚是一种珍贵的有机宝石,自古以来因其红润的颜色与细腻的质地深受人们的喜爱与追捧。颜色漂亮的天然红珊瑚产量稀少,故有些红珊瑚会经过染色处理来改善其外观。拉曼光谱测试是鉴定红珊瑚有无经过染色处理的有力手段,故红珊瑚拉曼谱峰的归属对于鉴定有着重要的理论指导意义。由于红珊瑚拉曼峰的归属问题一直没有被深入研究,基于此,该研究测试了三颗颜色深浅不同的红珊瑚（Corallium rubrum）的拉曼光谱。同时,使用量子化学程序Gaussian 16运用密度泛函理论计算了红珊瑚中色素分子角黄素的理论拉曼光谱。创新性对比红珊瑚的实验拉曼光谱与角黄素分子的理论拉曼光谱,并进一步分析红珊瑚拉曼峰的归属。结果发现,红珊瑚的拉曼光谱中主要有1 514,1 295,1 177,1 125,1 086和1 016 cm-1拉曼峰,其中1 086 cm-1处的拉曼峰是方解石的CO2-₃引起的。红珊瑚的红色越深,1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1拉曼峰的强度越强,反之,红珊瑚的红色越浅,这些拉曼峰的强度越弱。红珊瑚拉曼光谱中的1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1峰强与红珊瑚的红色深浅呈现出正相关的关系,故推测这套拉曼峰是由红珊瑚中的色素产生的。角黄素理论拉曼光谱中主要存在的拉曼峰位于1 512,1 269,1 189,1 159和999 cm-1处,与红珊瑚实验拉曼光谱中的1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1峰的形状位置高度吻合。振动分析结果表明,角黄素的1 512,1 269,1 189,1 159和999 cm-1拉曼峰分别是由CC伸缩振动,C-H摇摆振动,C-C伸缩振动,C-C伸缩振动与甲基摇摆振动引起的。因此将红珊瑚拉曼光谱中的1 514,1 295,1 177,1 125和1 016 cm-1峰归属为CC伸缩振动,C-H摇摆振动,C-C伸缩振动,C-C伸缩振动与甲基摇摆振动。使用密度泛函理论的计算方法研究了红珊瑚拉曼谱峰的归属并对红珊瑚的拉曼谱峰进行了指认,为使用拉曼光谱鉴定红珊瑚提供了理论基础。同时为研究这类生物宝石材料拉曼谱峰的归属提供了一种新的方法。     

AMP和DNA的银溶胶增强拉曼光谱

本文报道了生物分子5‘-腺苷磷酸（AMP）和脱氧核糖核酸（DNA）在银溶胶中的增强拉曼光谱。实验结果表明用银溶胶增加方法可以得到在较低浓度下、几乎不受光干扰的增强拉曼光谱。与固体AMP和DNA拉曼光谱进行比较,发现谱峰有很好的一致性,但也存在差异,如对应于固体AMP中715cm^-1处的腺嘌呤的呼吸振动峰加强,并位移到723cm^-1处,813cm^-1处的磷酸酯的对称伸缩振动峰消失了;在DNA中核糖环的振动峰明显加强,A,T,C,G四种碱基的峰也得到了不同程度的增强。通过对实验结果的分析,推测了AMP和DNA在银溶胶界面的吸附状态和分子结构。     

基于二维相关技术的氯吡脲拉曼光谱分析

氯吡脲作为一种苯脲类生长调节剂，被广泛应用于果蔬中，但是氯吡脲若过量使用，会严重影响果蔬的内在质量，且摄入过多会影响人的身体健康。现有的检测方法，虽然技术上成熟、精度高，但技术条件要求高、样品预处理过程复杂、耗时、检测费用高。利用二维相关拉曼光谱技术对乙酸乙酯中氯吡脲的浓度变化进行检测研究，建立一种灵敏、快速、高效的检测果蔬中氯吡脲的技术提供理论基础，对食品安全具有重大意义。采集氯吡脲粉末的拉曼光谱图，结合氯吡脲分子的结构图可对拉曼光谱谱图中的峰进行归属。配置浓度分别为2.5，5.0，7.5，10.0，12.5，15.0，17.5和20.0 g·L-1的氯吡脲乙酸乙酯溶液并采集拉曼光谱，对不同浓度的氯吡脲乙酸乙酯溶液的光谱数据进行二维相关分析，得到氯吡脲的拉曼二维相关同步谱图和异步谱图，分析同步谱图得出842, 992, 1 044, 1 442和1 604 cm-1的几处交叉峰具有协同作用，随着氯吡脲浓度的升高而升高；分析异步谱图得出交叉峰敏感性为1 044 cm-1>992 cm-1>842 cm-1，1 735 cm-1>1 604 cm-1>1 442 cm-1，842 cm-1>1 735 cm-1。结果表明，乙酸乙酯中氯吡脲的拉曼特征吸收峰分别为842，992，1 044，1 442，1 604和1 735 cm-1，其中1 044 cm-1（苯环的环伸缩振动）、992 cm-1（吡啶环的环呼吸振动）、842 cm-1（C-O-N假对称的伸缩振动）、1 735 cm-1（C=O伸缩振动）对氯吡脲浓度变化比较敏感，敏感度顺序为苯环的环伸缩振动>吡啶环的环呼吸振动>C-O-N假对称的伸缩振动>C=O伸缩振动>多个耦合峰的C=C伸缩振动>C-H的变形振动。拉曼光谱与二维相关技术相结合可以准确地反映出氯吡脲随浓度变化，为果蔬中氯吡脲含量的检测奠定了理论基础。     

饮用水激光拉曼光谱的比较与分析

为了对我国目前饮用水的质量进行有效检测,对市面上几种常用品牌的饮用水以及实验室提供的蒸馏水等样品做了测量和计算.运用激光拉曼光谱的分析方法,测量了它们的激光拉曼光谱.同时,通过测量计算了样品在对称伸缩振动处拉曼谱的退偏度.结果表明,在水样品的对称伸缩振动处,其拉曼谱的相对强度大小和退偏度的大小有着相同的规律.对结果进行比较和分析后得出了如下结论:可以从拉曼光谱特征峰相对强度的大小和同一特征峰下退偏度的大小两方面来判断饮用水中矿物质含量的相对多少.为鉴定饮用水的质量提供了新的有效途径.     

维生素K3的表面增强拉曼光谱研究

首次报道了维生素K3 (VK3 )分子的常规拉曼光谱 (NRS)及该分子在活性衬底银镜上的表面增强拉曼散射 (SERS) ,并对它的拉曼特征谱带进行了初步的指认和归属。通过对比VK3 的常规拉曼光谱和SERS谱 ,发现VK3 分子吸附在银表面后拉曼散射强度被大大增强了。另外 ,VK3 的羰基与银粒子发生电荷转移后形成负离子自由基 ,碳氧双键打开。受VK3 分子吸附在银镜表面的影响 ,萘环结构发生了很大的扰动 ,导致一些拉曼特征峰产生位移 ,环变形振动对应的拉曼散射强度得到了增强。这些研究结果为SERS技术今后对VK3进行药物检测以及痕量分析方面的应用提供了依据。     

"冰毒"拉曼散射振动模式的研究

利用显微拉曼技术对致幻药物－“冰毒”做了测试分析研究。在激发光５１４．５ｎｍ和室温环境下,得到了“冰毒”分子的拉曼散射谱。根据两种分子同属单取代苯类,具有Ｃｙ２ｖ对称性,对安非他明和甲基安非他明分子的拉曼振动模式进行了识别。只出现在甲基安非他明拉曼谱中的２４５９ｃｍ＾－１谱线,是其他毒品分子拉曼谱中都湍有的,我们认为极可能是Ｃ－Ｎ＾＋－Ｃ之间的伸缩振动。     

Raman Spectroscopy of Nitrogen Clathrate Hydrates

在253 K和16 MPa的压力下,于实验室内合成了氮气水合物,用显微共焦拉曼光谱对其N-N和O-H键伸缩振动的光谱特征进行了研究．结果表明,氮气水合物中的N-N和O-H键的拉曼峰分别为2322.4和3092.1 cm^-1,与天然的空气水合物中的数据十分接近．另外,还测定了液氮和溶解于水中的氮分子中N-N键的拉曼峰值,分别为2326.6和2325.0 cm^-1．氮气笼型水合物分解的拉曼谱图表明,氮分子同时进入水合物的大笼和小笼中,但由于氮分子在大、小笼中的环境氛围十分接近,其拉曼位移相差不大,故拉曼谱图只能显示N-N键伸缩振动一个峰．     

基于密度泛函理论对冰毒分子不同构象拉曼光谱的研究

冰毒作为一种新型毒品,近年来泛滥速度不断加快,社会危害日益突出,对相关监管部门带来了严峻的挑战,如何能够提供一种无损、快速、实时与准确的冰毒检测方法具有重要的实际意义和应用价值。拉曼光谱是一种较为符合上述要求的新颖方法,但由于冰毒分子构象上的不同会导致其拉曼光谱存在差异,进而对冰毒现场实时的检测造成影响,甚至产生误判,并对毒品拉曼数据库的建立带来非常大的困难。因此,根据密度泛函理论,采用Becke-3-Lee-Yang-Parr (B3LYP)杂化泛函方法在6-31G基组下分别以冰毒分子?1,?2和?3三个二面角为变量,在0°~360°范围内,以10°为步长做了势能面扫描,取能量的极小值点从而获得12个不同的冰毒分子稳定构象,在此基础上,采用B3LYP方法6-31G++(d,p)基组选取其中4种能量较低的构象做进一步优化以及振动频率的计算,并将最终得到的计算拉曼光谱与实验光谱进行比较,结果表明:构象上的差异使计算得到的冰毒拉曼光谱中746, 837和1 356 cm^-1处的特征峰位置产生了不同程度的偏移,而632, 1 003, 1 180和1 312 cm^-1处的特征峰则基本不受构象影响,因此,在对可疑样品进行识别时上述不受构象影响的特征峰可以作为冰毒主要的特征峰来进行快速匹配,而这种通过关键特征峰进行匹配的方法相比于传统的相关系数匹配算法显然更为快捷;同时在选取的4种能量较低的构象中,由构象Ⅸ计算得到的结果与实验值最为吻合,于是在文中采用该结果并结合各振动频率的势能分布以及相关文献对冰毒实验拉曼特征峰进行了详细的归属。其中, 1 003 cm^-1为冰毒拉曼最强特征峰,归属为苯环的环呼吸振动;837 cm^-1处特征峰归属为NH摇摆振动;此外, 1 180 cm^-1处的特征峰归属为C-N伸缩振动;1 312 cm^-1处则归属为CH2摇摆振动。上述这些研究结果将为今后的毒品检测、毒品拉曼数据库的建立以及药物分子拉曼光谱理论计算研究提供有益的参考。     

2-(4-异丁基苯基)丙酸的激光拉曼光谱

２┐（４┐异丁基苯基）丙酸的激光拉曼光谱鲍培谛黄天荃刘新民（四川联合大学成都６１００６４）ＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａｏｆ２┐（４┐ｉｓｏｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎｉｃａｃｉｄＢａｏＰｅｉｄｉ，ＨｕａｎｇＴｉａｎｑｕａｎ，ＬｉｕＸｉｎｍｉｎ（...     

金溶胶中邻羟基苯甲酸吸附行为的密度泛函理论与实验研究

研究了邻羟基苯甲酸(OHBA)的常规拉曼散射(NRS)光谱以及其吸附在Au纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(SERS)光谱。以氯金酸为原料,柠檬酸三钠为还原剂,用化学还原法制备了球形的金纳米粒子溶胶,采用激光显微拉曼光谱仪(激发波长为785nm),测定OHBA分子的NRS光谱及其吸附在Au纳米颗粒上的SERS光谱。同时,应用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G**(C,H,O)/LANL2DZ(Au)水平上,对OHBA分子进行了结构优化,在此基础上计算了OHBA分子的NRS光谱以及其吸附在Au纳米颗粒上两种不同吸附构型下的SERS光谱,并和实验值进行比较。结果表明,OHBA分子通过羧基吸附构型的计算值比通过羟基吸附构型的计算值与实验值符合的更好。最后,利用GaussView可视化软件对其振动模式进行了全面归属。通过对邻羟基苯甲酸分子拉曼谱峰的详细指认能够得出:Au溶胶中的邻羟基苯甲酸分子,是通过羧基倾斜地吸附在Au纳米颗粒表面的。可视化软件直观形象地展示出了该分子的结构特征和分子基团振动情况,对其振动峰位的归属提供了重要依据。本文工作对推进邻羟基苯甲酸在生物医药等领域进一步的应用具有重要作用。     

高压液态重水的拉曼光谱研究

应用金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了重水在291 K,0.1～800 MPa条件下的拉曼谱图.结果表明:压力增大的过程中,重水的拉曼伸缩振动光谱向低频方向移动,并且频移和压力基本呈线性相关.频移没有突变,没有发生相的转变.将重水的拉曼谱峰分解为代表分子内O-D振动的高频峰和代表分子间氢键振动的低频峰.研究这两种不同类型谱峰的性质,发现代表分子间氢键的低频峰峰面积在不同的压力范围内呈现出不同的变化特征,压力对分子间氢键的影响并不是持续不变的.拉曼峰的峰面积反映的是产生这种拉曼峰的振动的数目,峰面积的变化反映了特征振动数目的变化.由于分子间氢键的强相互作用,水分子总是倾向于形成对称的空间五分子四面体结构,因此最大峰面积代表了最稳定的五分子团簇结构.     

麻黄素拉曼散射振动模式的研究

利用显微拉曼对违禁药品麻黄素以及伪麻黄素———左旋咪唑致幻药物做了拉曼测试 ,在激发光 5 1 4 5nm和室温环境下 ,得到了麻黄素和左旋咪唑分子的拉曼散射谱。麻黄素属单取代苯类 ,具有Cy2ν对称性 ,我们对它的拉曼振动模式做了识别。并将麻黄素的拉曼谱和甲基安非他明做了对比分析 ,麻黄素和甲基安非他明同属单取代苯 ,其分子结构十分相似 ,由于取代基的成分不一样 ,因而拉曼谱中一些峰的相对强度和位置发生了变化     

溶剂密度对β胡萝卜素拉曼散射截面的影响

测量了含有9个CC共轭双键的链状多烯类生物分子β胡萝卜素在9种溶剂中的紫外—可见吸收和拉曼光谱.结果表明,β胡萝卜素C—C,CC键拉曼散射截面随溶剂体密度增加而线性增加,其机理是β胡萝卜素分子在体密度大的溶剂中受浮动干扰小,分子结构有序性高,π电子离域扩展,产生强的相干弱阻尼CC键振动,而产生大的拉曼散射截面.密度对分子拉曼散射截面影响研究还没见过报道,本文为多烯类链状分子的光散射理论研究提供了实验线索,也对多烯类链状分子性能研究及光电器件研制有参考价值. 关键词： 拉曼散射截面 多烯分子 吸收光谱 分子结构有序     

表面增强拉曼光谱和电化学方法研究中性条件下咪唑对镍电极的缓蚀作用

利用表面增强拉曼光谱技术(SERS)研究了咪唑在镍电极表面的吸附机理和吸附方式,并分别比较了镍电极在加入咪唑前后溶液中的循环伏安曲线和极化曲线,计算了其缓蚀效率.结果表明,在镍电极表面,咪唑起到了较好的缓蚀效果;在研究电位区间内所得的SERS谱图中,面内振动峰占据了主导地位,咪唑是以垂直略带倾斜的方式吸附在镍电极表面的;而N-H面内弯曲振动峰(1 173 cm-1)的出现和pH值接近中性的研究体系证明了咪唑是以中性咪唑分子的形式存在;低波数区N-Ni伸缩振动峰(214 cm-1)的出现进一步验证了咪唑通过N原子与镍电极表面略带倾斜的吸附方式.