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。     

3-三苯基锗基-1,1-二苯基-1-丙烯及其同系物的拉曼光谱和红外光谱

我们合成了一类多苯基取代的烯丙基锗烷类化合物,并测量了这三种化合物的拉曼光谱和红外光谱。经光谱分析,指认了主要波数所对应的分子振动。在这三种化合物的拉曼光谱中,Ge-Ph均在1000cm-1附近出现非常强的振动峰;烯丙基中的C=C键在1615 cm-1和1595 cm-1附近出现强的振动峰;在1585 cm-1附近出现芳香环的多重振动峰;在3050 cm-1(m)1、025 cm-1(m)、615 cm-1(m)附近出现芳香环的C-H伸缩振动,C-H面内弯曲振动和C-H面外弯曲振动峰;与饱和碳原子相连接的Ge-C振动峰分别出现在595 cm-1、592 cm-1和597 cm-1。在红外光谱中,这类化合物的Ge-C振动和饱和Ge-C振动较为明显,分别出现在1090 cm-1(s)附近和625 cm-1~577 cm-1(w)之间。     

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。     

甲状腺癌组织的傅里叶变换拉曼光谱研究

利用傅里叶变换拉曼光谱仪得到了甲状腺癌和甲状腺正常组织样品的拉曼光谱,这2种组织样本的拉曼特征峰主要出现在400～3 500 cm-1的波长范围内。在甲状腺正常组织的拉曼光谱中位于503和758 cm-1处有两个特征峰,758 cm-1处峰指认为苯环的环振动,503 cm-1处的拉曼峰经分析初步指认为C—Ⅰ伸缩振动,这2个特征峰在甲状腺癌的拉曼光谱中均消失。在甲状腺正常组织的拉曼光谱中位于3 062和1 003 cm-1处酪氨酸的特征峰,在甲状腺癌组织的拉曼光谱中,这2处峰的相对强度明显降低。因此,拉曼光谱法有望成为甲状腺癌诊断的有效方法。     

翡翠B货的拉曼光谱鉴别

与传统宝石鉴定相比 ,拉曼光谱在漂白或注胶翡翠 (B货翡翠 )的鉴别中是一种快速、无损、微区分析方法 ,特别对于宝石中的包体和填充物尤其有效[1 ] 。翡翠中经常充填各种油、蜡、胶 (如石蜡、石蜡油、AB胶、环氧树脂等 )来增强其透明度[2 ] ,由于它们化学成分、化学结构的不同 ,在拉曼光谱中显示不同的峰位特征。环氧树脂的特征峰主要属于苯环的 :1 60 9和 1 1 1 6cm- 1 两个C—C伸缩振动 ,3 0 69cm- 1 C—H的伸缩振动以及 1 1 89cm- 1 C—H的面内弯曲振动 ,而用于翡翠抛光处理的石蜡不具有苯环的特征峰 ,据此可作为鉴别B货翡翠的依据。     

基于分子对接的类二恶英类多氯联苯的拉曼光谱增强

为了从分子结构角度找到可以增强类二恶英类多氯联苯（PCBs）的拉曼光谱振动强度的结构变量,利用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-31G（d）水平下对13种类PCBs结构进行优化,通过分子对接技术提取13种PCBs与联苯双加氧酶（Bpha,PDB：3GZX）对接后的PCBs分子结构,并计算了气态环境下对接前后PCBs分子的拉曼光谱振动强度和频率。研究结果表明：13种PCBs的拉曼振动归属为苯环变形、C-C伸缩、C-H摇摆、C-H伸缩以及各种形式的耦合,其中拉曼光谱频率在1 632.77~1 652.06 cm^-1之间的振动最强,苯环变形为特征振动;对接后PCBs的二面角大小有明显的改变,导致拉曼振动强度提高2.9%~213.98%,频率在1 631.57~1 651.94 cm^-1之间的拉曼峰整体发生蓝移,二面角大小与拉曼振动强度呈现一定程度的线性关系,随二面角逐渐减小,拉曼振动增强。实验结果表明,可通过调整PCBs的二面角大小达到提升PCBs辨识灵敏度的目的,并为PCBs拉曼光谱检测提供理论依据。     

吸附于纳米磷化镓粉体表面碱性品红的拉曼光谱(英文)

本文中,对吸附于纳米磷化镓(GaP)粉体表面的碱性品红拉曼光谱进行了研究。通过将吸附碱性品红与纯碱性品红晶体样品的拉曼光谱进行对比、分析可知,碱性品红在纳米GaP粉体表面发生了化学吸附。在吸附碱性品红样品的拉曼光谱中,位于1200~1320cm-1范围内的光谱特征表明可能有新的化学键(P-O-C+或Ga-O-C+)形成。碱性品红分子的中央碳正离子(C+)与GaP表面具有孤对电子的氧原子形成配位键。红外光谱结果表明,氧原子与纳米GaP粉体表面的磷原子或镓原子键合,以P-O,Ga-O或P-O-Ga形式存在于GaP表面。碱性品红分子的呼吸振动,N-苯环伸缩振动,以及苯环C-C伸缩振动散射强度与纯碱性品红晶体样品相比皆有所增强。N-苯环伸缩振动散射强度增加意味着N原子是除C+离子以外的另一个可以与GaP表面发生化学作用的活性中心,这种化学作用是由N原子与GaP表面存在共轭效应造成的。     

二维红外相关光谱在鉴别不同配方树脂中的应用

采用红外光谱结合二维相关分析技术,对添加不同固化促进剂的环氧树脂进行了快速鉴别研究.结果表明,二者在一维红外光谱图上没有差别,但是在二维红外相关谱图上却存在明显的差异.在对4000-2500cm-1和1600-730cm-1两个区域的同步和异步光谱进行研究后发现,配方B有甲基自动峰的出现,而配方A则无;配方A中基团变化顺序为：-CH3＞-CH2＞苯环C=C,醚C-O-C＞一CH2＞苯环C=C,环氧C-O-C＞苯环C=C,苯环=CH＞苯环C=C,苯环=CH＞叔丁基C-C;配方B中基团变化顺序为：环氧C-O-C＞苯环C=C,醚C-O-C＞苯环C=C＞叔丁基C-C,-CH3＞苯环C=C＞叔丁基C-C.研究得到两种树脂体系中-OH、苯环C=C、-CH2、-CH3、叔丁基C-C、醚C-O-C、环氧C-O-C、苯环=CH等基团光谱强度的变化相关性.因此,二维相关红外光谱可以用于揭示树脂反应过程中的高分子链段内不同基团的变化规律和相互作用,并用于一维红外谱图无差别的树脂的鉴别.     

柠檬酸和乙二胺改性前后麦秸秆的红外光谱分析比较

对天然麦秸秆(NWS)、柠檬酸改性麦秸秆(CWS)、乙二胺改性麦秸秆(EWS)的红外光谱进行了比较分析.NWS的红外吸收光谱主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.NWS表面的羟基吸收峰出现在3405.16cm-1、2916.81cm-1处的吸收峰来自亚甲基中C—H的伸缩振动.1736.02cm-1和1602.21cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;苯环的骨架伸缩振动峰出现在1511.33cm-1;1425.47cm-1处的吸收峰是来自羧基的C—O伸缩振动,1376.19cm-1处为CH2的弯曲振动峰.与NWS的红外光谱图相比,CWS的主要变化为1738.13cm-1和1592.06cm-1处C=O吸收峰强度显著增加;EWS的主要变化为3405.16cm-1处的吸收峰蓝移至3417.43cm-1,且强度增加,1736.02cm-1处的吸收峰消失,CH2的C—H伸缩振动峰(2903.49cm-1)和弯曲振动峰(1382.91cm-1)强度显著增加,结果说明改性后分别引入了羧基和胺基.     

基于苯溶剂化效应的多种邻苯二甲酸酯(PAEs)拉曼特征振动光谱辨识

利用密度泛函与自洽反应场理论在B3LYP/6-311G(d)水平下对16种邻苯二甲酸酯(PAEs)进行结构优化,并计算气态环境及溶剂中PAEs的拉曼光谱振动频率和去偏振度。研究显示,16种PAEs拉曼振动归属为苯环变形、酯基振动、C—C伸缩、C—H摇摆、C—H伸缩与耦合振动。其中酯基官能团出峰位置在1 700~1 780cm-1之间,拉曼峰较强,去偏振度较低(振动的对称性较强),可将酯基振动作为特征振动;但气态环境下仅12种PAEs拉曼峰之间的最小波数差大于显微拉曼光谱仪的检出限(0.2 cm-1),即利用酯基频区的去偏振度和拉曼峰不能完全辨识16种PAEs。溶剂化效应分析显示,溶剂苯对16种PAEs具有明显的溶剂化增强效应,16种PAEs拉曼峰之间最小波数差均增大到0.2 cm-1以上,且峰强增加了23%~183%,说明溶剂化效应下可利用酯基频区的去偏振度和拉曼峰辨识16种PAEs。本文的研究结果为PAEs拉曼光谱检测提供了理论依据。     

苯海拉明的拉曼光谱和红外光谱研究

测量并分析了盐酸苯海拉明的红外光谱和拉曼光谱。在Raman光谱中, 1001 cm-1出现一个极强峰, 在1030 cm-1和618 cm-1各有一个中等峰,此外,在红外光谱中, 714 cm-1和757 cm-1附近出现极强的吸收峰,认定这个化合物中存在单取代苯。C-N的对称伸缩振动出现在837 cm-1, 1433 cm-1和1470 cm-1分别为CH2和CH3的变形振动, 在红外光谱中, 1020 cm-1处明显的吸收峰属于C-O-C反对称伸缩振动。此外, 测量得到含量为25 mg苯海拉明药片的拉曼光谱与纯苯海拉明的拉曼峰比较一致, 可作为无损快速检测该药物的手段。     

银杏内酯分子结构和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论方法详细考察四种银杏内酯分子(银杏内酯A、B、C和J)的结构和光谱性质.研究发现，改变银杏内酯上的取代基，银杏内酯分子骨架具有相对稳定的结构.基于优化得到的稳定结构，我们计算得到了四种银杏内酯分子的红外(Infrared,IR)光谱、拉曼(Raman)光谱和振动圆二色(Vibrational circular dichroism,VCD)光谱性质.我们发现，四种银杏内酯分子的IR光谱图在1100 cm-1有较明显的区别，这些振动峰主要是银杏内酯分子中C-O-C键的伸缩振动峰.在Raman光谱图中，波长在3600cm-1处为银杏内酯分子中羟基的伸缩振动，银杏内酯A、银杏内酯B、银杏内酯C分裂成了两个强度不等的振动峰，而银杏内酯J分子表现为一个宽的振动峰.在VCD光谱图中，我们发现四种银杏内酯分子在3800 cm-1附近有明显的区别.     

宝石级钠沸石的振动光谱表征

国际珠宝交易市场上最近出现了一批价值不菲的无色透明的宝石级钠沸石刻面成品,为提供快速区分其与仿制品材料的依据,文章通过红外光谱和拉曼光谱对三颗钠沸石样品的振动光谱进行了研究。结果表明, 其红外光谱主要表现为：4 000～1 200 cm-1的吸收峰是结构中水导致的吸收;1 200～600 cm-1 的强吸收与TO₄四面体的内部T—O(T为Si或Al)的反对称和对称伸缩振动有关。拉曼光谱散射峰主要分布在300～600和700～1 200 cm-1两个区间。300～360 cm-1处较弱强度的拉曼散射峰是由于结构中水分子所导致。482 cm-1处中等强度的峰归属于硅氧四面体内部由于变形导致的拉曼位移。726 cm-1处的拉曼散射峰归属于Al—O的伸缩振动;974,1 038,1 084 cm-1的三处拉曼散射峰都是Si—O的伸缩振动导致的拉曼位移。     

基于表面增强拉曼光谱技术的海洋污染物多氯联苯吸附特性分析

海洋中多氯联苯污染监测受到广泛关注,采用表面增强拉曼光谱(SERS)和密度泛函理论(DFT)方法探究四种代表性的多氯联苯(PCB15,PCB28,PCB47和PCB77)的拉曼光谱差异以及在金纳米表面的吸附特性,并对比了物质吸附特性差异对各自SERS定量检测的影响规律.首先,计算了多氯联苯的拉曼光谱和振动模式贡献,并与...     

氟虫氰表面增强拉曼光谱的密度泛函理论研究（英文）

2017年8月初,荷兰发现大范围鸡蛋受杀虫剂氟虫腈污染。用拉曼光谱检测的方法对解决氟虫腈检测问题做了一定的探索。为了获得氟虫腈分子的分子结构振动信息,根据密度泛函理论中的B3LYP杂化泛函和6-311G++(d,p)基组,对氟虫腈分子进行了几何结构优化和频率计算,得到了该分子的稳定构型和全部振动模式,计算了氟虫腈分子稳定构型的拉曼散射光谱。利用HORIBA公司的T64000型光栅共聚焦显微拉曼光谱仪采集了FP的拉曼光谱并配合使用Ag/Cu纳米基底采集了表面增强拉曼光谱,较强峰出现在211,308,350,867,1323和1432 cm-1处,次强峰出现在254,407,443,463,511,607,646,712,800,1065和1639 cm-1处。结果表明,理论计算得到的振动频率与实验测量值在全部较强峰处和部分次强峰处吻合的较好。并对FP分子200~2000 cm-1区间内各频率谱线对应的振动模式进行了归属指认,6个较强峰依由小到大的次序分别指认为21H-22H蜷曲振动,10F-11F变形振动和21H-22H面外摇摆振动,15N-22H蜷曲振动,6C伸缩振动和21H面内弯曲振动,苯环呼吸振动和9C伸缩振动,7H-8H面内弯曲振动。发现表面增强拉曼光谱相对于拉曼光谱整体有微小的频移,两者整体吻合较好,表面增强拉曼光谱中211,867,1400和1432 cm-1处的峰得到了选择性增强,根据表面增强拉曼光谱的选择定则,解释为相关振动峰的原子与银衬底表面或许为接近垂直的状态,并可能与银表面吸附。下一步计划将氟虫腈混入鸡蛋中,对氟虫腈在鸡蛋中不同浓度情况下进行指认研究。研究结果可为氟虫腈的拉曼光谱分析提供理论依据,将促进食品和农产品中氟虫腈残留的快速检测和在线检测研究。将拉曼光谱作为对传统化学检测方法的补充。     

木糖醇的红外光谱和拉曼光谱研究

实验测量了木糖醇的拉曼光谱和红外光谱,在相关文献的帮助下,对其谱带进行了初步指认。在拉曼光谱中,1000cm-1～1110cm-1之间的中等强度振动属于C-O伸缩振动和H-C-O弯曲振动。850cm-1到920cm-1之间的振动属于C-C伸缩振动。羟基面内弯曲振动在红外吸收光谱中出现在1300～1500cm-1,O-H的变形振动δO-H出现在1420～1380cm-1。     

芬太尼类物质的振动光谱特征分析研究

通过分析28种芬太尼类物质的红外和拉曼光谱,研究了芬太尼类物质的振动光谱特征,考察了红外和拉曼光谱对芬太尼类物质的区分能力。整体上看,芬太尼类物质的红外和拉曼光谱表现出不同的光谱特征,具有互补性。在红外光谱中,不同盐型芬太尼类物质在3200～2 000 cm-1区间差异显著,碱型化合物在2 972～2 952 cm-1存在强的吸收峰,盐酸盐化合物在2 600～2 320 cm-1存在中等强度的多重吸收峰,枸橼酸盐化合物在3 100～2 800 cm-1存在中等偏弱的宽吸收峰。在红外光谱中,芬太尼类物质在1 750～1 630 cm-1存在由C═O键伸缩振动引起的强吸收峰,在710～680 cm-1存在由苯环面外弯曲振动引起的强的单峰或双峰。在拉曼光谱中,28种芬太尼类物质均在1 001～1 002 cm-1处有强的拉曼峰,该峰是由苯环上C-H键的面内弯曲振动引起的。含烷基、苯基、四氢呋喃基取代化合物的拉曼光谱中,1 000 cm-1左右位置的峰为基峰,其他峰的强度均低于基峰强度的30%;含氟、呋喃、硫代等取代基化合物的拉曼光谱中,除1 000 cm-1左右位置的峰外还有其他高强度的峰。红外光谱可用于区分所有芬太尼类物质,对绝大多数化合物区分度高,对个别结构相差一个甲基的芬太尼结构类似物的区分度较弱,但通过指纹区的特征吸收峰,也可实现区分。当不存在荧光干扰时,拉曼光谱可用于区分所有的芬太尼类物质,对绝大多数化合物区分度高,对部分结构相差一个甲基或不同位置甲基取代的芬太尼结构类似物的区分度较弱,但通过指纹区的特征峰,也可实现区分。红外光谱和拉曼光谱均具有无需样品前处理、测试速度快、检测成本低、绿色环保等优点,便携式设备可用于现场快速检验。拉曼光谱仪测定某些样品时会受到荧光干扰,具有一定的局限性。与拉曼光谱相比,红外光谱无荧光干扰、谱图一致性高、商业谱库更加完备,是现场快速定性分析的首选方法。     

3-三苯基锗基-1,1-二苯基-1-丁醇类化合物的拉曼光谱和红外光谱研究

我们合成３－三苯基锗基－１,１－二苯基－１－丙醇及同系物３－三苯基锗基－１,１－二苯基－１－丁醇;３－三苯基锗基－２－甲基－１,１－二苯基－１－丙醇,这些化合物都是有机锗类化合物,是具有抗肿瘤活性的化合物３－三苯基锗基－１－二苯基－１－丙醇的类似物,它们可能具有生物活性。我们测量了它们的拉曼光谱及红外光谱。经光谱分析,指认了主要波数所对应的分子振动。在这三种化合物中,Ｇｅ－Ｐｈ的伸缩振动出现在１０     

碱性品红分子在正、负电性纳米银上的吸附取向

制备了两种不同电性的纳米银粒子的胶体,发现当碱性品红分子分别吸附的在这两种纳米银上时,其表面增强拉曼谱在谱线的强度及谱线数目上均有有明显的不同。在正电性纳米银上,主要是面内模式得到增强,且碱性品红特征峰的强度是I1589>I1524>I1371。而在负电性纳米银上,面内伸缩模式及面外弯曲模式均得到增强,且碱性品红特征峰的强度是I1588<I1520=I1371,通过分析增强谱的差异表明,分子在这两种不同电性胶态纳米银表面上可能分别以垂直及倾斜方式吸附。