两种含铋的杂多化合物的光谱研究

在水热条件下合成了两个含铋的杂多化合物：Co₅[Bi₂Co₂W₂₀O₇₀(H2O)₆]·44H₂O(Ⅰ)和Na₃H₂[Ce₃(H₂O)₁₈Bi₂W₂₂O₇₆]·23H₂O(Ⅱ),通过用FTIR, NIR FT-Raman和UV-Vis DRS光谱研究了它们的结构和性能的关系。ν_as(MO_d)和ν_s(M—Ob—M)的特征振动频率和材料的结构相关。ν_as(M—O_b—M)振动频率可说明当W原子被Co原子取代时氧化活性增强。在化合物Ⅰ和Ⅱ的UV-Vis DRS谱中,分别存在254,319和220,310 nm的(O_d→W),(O_b, c→W)的荷移跃迁特征峰,化合物Ⅰ还在529 nm处出现宽而弱的Co2+的d-d跃迁吸收谱带。最后,文章还对化合物Ⅰ进行了量子化学计算,用于说明其结构特征。     

航天育种甜椒、番茄品系种子的FTIR分析

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR),分析研究了航天育种甜椒、番茄品系种子与大田生产常用的甜椒品种、系统法选育的番茄品系种子的特征和变异。初步探索了空间效应对甜椒、番茄种子变异的影响。红外吸收光谱表明,四个航天种子产生的共同变异是: 1 160～1 061 cm-1范围峰的吸收都比对照品系增大,表明空间诱变效应使C—O振动增强。特殊变异是：(1)太空甜椒的2 854 cm-1峰(ν_s)增强,表明CH₂的碳氢对称伸缩振动增强;(2)太空小番茄的1 162 cm-1(ν_s)增强显著,可能由碳水化合物的C—O的伸缩振动峰增强引起。可以初步认为,太空甜椒、番茄种子的共同变异受太空微重力的因素影响较大,而其特殊变异则可能主要与太空强辐射的因素相关。     

绿松石的激光拉曼光谱研究

对湖北、安徽地区绿松石进行了激光拉曼光谱测试分析。结果表明,绿松石中H₂O,OH-及PO3-₄的基团振动是导致其激光拉曼光谱形成的主要原因。3 510～3 440 cm-1的谱峰是由ν(OH)伸缩振动所致,其中ν(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3 470 cm-1附近,ν(H₂O)伸缩振动致拉曼谱峰位于3 290～3 070 cm-1附近的较为宽缓的弱谱峰处;由ν₃(PO₄)伸缩振动致强拉曼特征谱峰在1 200～1 030 cm-1之间,其中ν₃(PO₄)振动导致的强拉曼特征谱峰在1 039 cm-1附近,ν₄(PO₄)弯曲振动位于650～540 cm-1范围,ν₂(PO₄)的弯曲振动谱峰位于500～410 cm-1处;不同产地、不同结晶类型的绿松石表现出的拉曼谱峰特征基本一致。     

常温高压下碳酸根离子的拉曼谱峰标定压力初探

在准静水压的条件下,利用碳化硅压腔和显微拉曼光谱原位测量技术,在0～1.7 GPa压力范围测定22 ℃高压下三种不同的H₂O-Na₂CO₃体系(1.5,2.0,2.5 mol·L-1)中CO2-₃的对称伸缩振动ν_{1 066}拉曼谱峰的变化。结果表明,在室温条件下,碳酸根的ν_{1 066}峰的拉曼位移随着压力的增大而线性增加。三种浓度下ν_{1 066}峰的拉曼位移与压力的拟合直线彼此接近,斜率误差小于1%,偏差小于系统误差,因此在实验误差范围内碳酸根浓度对ν_{1 066}峰随压力变化的行为不存在影响。经过数据拟合得到公式：p/MPa=174.13 Δν_{1 066}/cm-1—59.03(Δν_{1 066}=ν_{1 066}-ν_{1 066}0,ν_{1 066}0为体系零压时碳酸根离子ν_{1 066}峰的拉曼位移)。此公式可以用于常温下在含有纯碳酸钠体系中的压力标定。     

二元溶液中基频拉曼散射系数随浓度变化对费米共振的影响

在二硫化碳(CS₂)和苯(C₆H₆)的二元溶液中,随着相对体积浓度而变化,C₆H₆的基频ν_１(992 cm-1) 的拉曼散射系数随浓度减小而增加,而CS₂的基频ν₁(656 cm-1)的拉曼散射系数则随浓度增加而增加。文章测量了这二元溶液相对不同体积浓度的拉曼光谱。结果表明,尽管CS₂和C₆H₆的基频ν₁的强度都随着浓度变化而发生较大变化,但C₆H₆的基频ν₁对其参与的ν₁+ν₆～ν₈费米共振几乎没有影响,而CS₂的基频ν₁强度的变化不仅对ν₁～2ν₂费米共振产生较大影响,还使基频ν₂发生变化。文章给出了实验结果,并用Bertran费米共振理论和群论给予了解释。     

衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)在琥珀检测与研究中的应用

红外光谱分析是矿物材料研究中常用的一种表征手段,而衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR) 由于其快速、无损且能够进行微区检测等优势在而被广泛使用。以不同产地琥珀、柯巴树脂和覆膜处理琥珀为研究对象,通过BRUKER LUMOS独立式红外显微镜对样品的ATR-FTIR光谱进行测试与分析。结果表明：ν(CC)伸缩振动在1 643 cm-1和δ(芳C—H)弯曲振动在889 cm-1两处的红外吸收谱带均出现在多米尼加和俄罗斯琥珀中;由ν(C—O)伸缩振动在1 300～925 cm-1范围内的红外吸收谱带对于琥珀的产地具有一定的指示意义;ν_as(CH₂)不对称伸缩振动在3 080,1 643和887 cm-1三处的红外吸收谱带为柯巴树脂所特有,具有重要的鉴定意义;覆膜琥珀显示琥珀和人工树脂混合红外光谱,除琥珀特有的红外光谱之外,760和702 cm-1红外吸收谱带为人工树脂中γ(芳C—H)面外弯曲振动所致。ATR-FTIR在琥珀的成因、产地及优化处理品种的检测具有重要的意义。     

三种具有Keggin结构的硅钨氧簇化合物的光谱研究

合成了三种具有Keggin结构的硅钨氧簇化合物：K₃H[SiWⅥ₁₂O₄₀]·3H₂O(Ⅰ),(H₃O)₄[H₃SiWⅥ₉WⅤ₃O₄₀]·2H₂O(Ⅱ)和[(CH₃)₄N]₄[SiWⅥ₁₂O₄₀]·4.5 H₂O(Ⅲ),用FTIR,NIR FT-Raman,UV-Vis和荧光光谱等研究手段进行了光谱研究,探讨其结构与性能的关系。在这些化合物中, 阴离子相同或类似,具有孤立的[SiW₁₂O₄₀]簇骼基元,通过静电作用和弱的氢键与阳离子及水相连。它们的FTIR和NIR FT-Raman光谱研究表明：硅钨酸盐的特征振动频率与其结构相关,由于化合物Ⅱ中的部分W6+已被还原成W5+,使ν_as(WO_d)振动频率降低,且簇阴离子电荷大小也明显地对ν_as(W—O_c—W),ν_as(Si—O_a),δ(O_a—Si—O_a)等产生影响;化合物Ⅰ和Ⅱ的UV-Vis光谱显示,在200和250 nm左右有紫外吸收谱带;化合物Ⅰ的稳态荧光光谱观察到分别以220,350和440 nm激发时,相应在350,440和520及675 nm左右产生一个或两个发射峰。     

山东蒙阴金伯利岩中橄榄石的OH红外光谱研究

山东蒙阴金伯利岩中的橄榄石样品的OH红外光谱研究结果表明,在橄榄石的红外光谱图中,3 800～3 000 cm-1范围内共有60多个ν_OH吸收峰。其中3 800～3 710 cm-1范围内的ν_OH吸收峰主要是由空气中的水蒸气所引起的,并非橄榄石的本质或非本质ν_OH;3 710～3 620 cm-1范围内的ν_OH吸收峰主要归属于蛇纹石、滑石、含镁闪石三种含水蚀变矿物相,是橄榄石的非本质ν_OH。含水矿物相中的H主要是在金伯利岩浆后期侵位期间进入橄榄石的;3 620～3 425 cm-1范围内的ν_OH吸收峰源于H占据橄榄石结构中的Si空位后形成的硅镁石型缺陷,及(或)H占据橄榄石结构中的(Mg,Fe)等阳离子空位后形成的缺陷,因而是橄榄石的本质ν_OH。H主要是在地幔环境中,当橄榄石存在于高温的、富流体的金伯利岩浆中时进入橄榄石的;3 425～3 000 cm-1范围内的ν_OH吸收峰主要是由流体水分子所引起的,是橄榄石的非本质ν_OH。流体水可以在地幔环境中,也可以在金伯利岩浆后期侵位期间进入橄榄石。     

不同分子量龙须菜多糖对草酸钙结晶的调控作用

植物多糖的化学结构与尿液中的结石抑制剂葡胺聚糖相似,有可能用于预防和治疗肾结石。天然多糖由于分子量和分子体积过大,导致其应用受到限制。研究了四种分子量分别为49.6,16.2,8.2和3.8 kDa的降解龙须菜多糖GLP1,GLP2,GLP3和GLP4对草酸钙(CaOx)晶体生长的调控作用。1H NMR,13C NMR和气相色谱-质谱(GC-MS)谱分析表明四种GLPs由β-D-半乳糖和6-O-硫酸基-3,6-α-L-吡喃半乳糖组成。X射线衍射(XRD)检测表明,在各GLPs存在下,诱导了二水草酸钙(COD)晶体形成,COD的衍射峰出现在晶面间距d=0.617,0.441,0.277和0.224 nm处;而没有多糖存在时只生成一水草酸钙(COM)晶体,COM的衍射峰出现在d=0.593,0.364,0.296和0.235 nm。由于COD比COM更容易排出体外,COD的形成有利于降低结石形成的风险。傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测表明,随着GLP分子量减小或GLP浓度增加,草酸根中羧基的不对称伸缩振动ν_as(COO-)和对称对称伸缩振动ν_s(COO-)都发生了不同程度的蓝移,其中ν_as(COO-)从1 618 cm-1增加到1 642 cm-1,ν_s(COO-)从1 318 cm-1增加到1 328 cm-1,即GLP4诱导的全部是COD晶体。扫描电子显微镜(SEM)检测表明,随着GLP分子量减小,不但晶体中COD的比例增加,而且晶体的分散程度增大,晶体更加圆钝。随着GLP分子量减小或GLP浓度增加,其诱导生成的CaOx晶体表面电荷越负,Zeta电位绝对值越大,这有利于抑制晶体的聚集。电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)检测表明,四种GLPs均可以增加溶液中可溶性Ca2+的浓度,同时减少CaOx沉淀的生成量。在浓度为1.0 g·L-1多糖存在时,上清液中可溶性Ca2+的摩尔浓度分别为：GLP4 (37.88 μmol·L-1)>GLP3 (19.70 μmol·L-1)>GLP2 (16.05 μmol·L-1)>GLP1 (10.55 μmol·L-1)。结果表明,四种GLPs均可以抑制COM生长,诱导COD生成,降低晶体的聚集程度,增加晶体表面的Zeta电位绝对值和溶液中可溶性Ca2+浓度,减少CaOx晶体的生成量,且GLPs的调控活性与其分子量呈负相关。这些结果提示GLPs特别是分子量最小的GLP4有可能是防治CaOx结石的潜在药物。     

胺基化合物修饰戊二醛交联壳聚糖树脂的合成及其红外光谱研究

研究了以三聚氯氰为活化剂,正丁胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、苯甲胺、对甲基苯胺、对氨基苯磺酸修饰戊二醛交联壳聚糖的制备及其红外光谱。壳聚糖1 155 cm-1的糖苷键ν_(C—O—C)吸收峰、899 cm-1的环振动吸收峰和1 030 cm-1的伯羟基ν_(C—OH)吸收峰基本不变。在3 430～3 440 cm-1的ν_(O—H)和ν_(N—H)吸收峰稍有变化,1 400～1 384 cm-1的δ_(C—H)吸收峰变化较明显。氨基化修饰交联壳聚糖仲羟基的ν_(C—OH)吸收峰由1 095 cm-1移至1 060～1 070 cm-1。三聚氯氰活化交联壳聚糖在803～812 cm-1和1 584～1 590 cm-1出现均三嗪环骨架振动吸收峰。随取代度和脱乙酰度不同,壳聚糖的酰胺Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ峰强度变化明显。伯仲胺修饰交联壳聚糖在1 517～1 530 cm-1出现质子化氨基δ_(N—H)吸收峰,三甲胺、三乙胺修饰交联壳聚糖此峰消失或减弱,但在1 400～1 500 cm-1出现一组ν_(C—N)吸收峰。     

二元羧酸的化学结构与其抑制草酸钙结晶能力研究

采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了相距3个C—C键长具有不同取代基的二元羧酸对草酸钙(CaOxa)晶体生长的影响。这些二元酸包括丁二酸、顺丁二烯酸、反丁二烯酸、苹果酸、天冬氨酸和酒石酸。它们均能抑制一水草酸钙(COM)晶体的聚集,减小COM比表面积,并诱导二水草酸钙(COD)生成,其能力随二元酸上取代的—OH或—NH₂基数量增加而增强。从二元羧酸化学结构讨论了其影响草酸钙结晶效果的分子机理,对COM生长具有最佳抑制效果的羧酸是含有HOOC—CH(R)—CH₂—COOH(ROH或NH₂)分子的化合物。实验结果可为临床上寻找新的防石药物提供参考。     

海带多糖对草酸钙结晶过程中晶相的影响

采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子吸收光谱(AAS)等方法研究了从海带中提取的硫酸多糖(SPS)对尿结石主要成分草酸钙结晶的影响。SPS可以稳定热力学亚稳定的二水草酸钙(COD)晶体。随着SPS浓度从0增加到0.60 mg·mL-1,COD晶体的质量百分比从0增加到100％;亚稳溶液中草酸钙的相对过饱和度从1.0增加到19.6。SPS可以稳定COD晶体在溶液中的存在并增加可溶性Ca2+离子的浓度,这有利于防止草酸钙结石形成。结果表明,SPS是一种潜在的防止草酸钙尿结石形成的药物。     

混合型尿路结石的XPS和XRD联合分析

为了深入了解广东省珠江三角洲尿路结石的组份,为临床的相关研究和预防提供参考,采用X-射线光电子能谱(XPS)和X-射线衍射法(XRD)对6例典型的混合型尿路结石成份和物相进行了分析。结果表明,所检尿石成份合一水草酸钙、二水草酸钙、羟基磷灰石,其中2例含有少量磷酸铵镁。随着尿石中磷酸盐的增加,一水草酸钙(COM)的含量减少,二水草酸钙(COD)含量增加,表明磷酸盐的沉积抑制了高能量的COD向低能量的COM转化。采用XPS和XRD联合分析,可以较为准确地检测尿路结石的组份和物相。     

红外光谱法在草酸钙结石研究中的应用

泌尿系结石是一种世界范围的常见病。草酸钙是泌尿系结石中最常见的组分 ,尿石中的草酸钙主要是以一水草酸钙 (COM)、二水草酸钙 (COD)的形式存在。区分草酸钙结石中的COM和COD及其比例 ,对于准确诊断结石的成因和提出正确的预防其复发的方法非常重要。红外光谱法是研究泌尿系结石的一种较理想的常用方法 ,具有快速、简便、鉴定成分准确、使用样品少、可以回收等优点。文中重点综述了傅里叶变换红外光谱 (FTIR)在泌尿系结石研究中对COM和COD的定性和定量分析方法 ,并介绍了零交叉点一次导数光谱法、FTIR与四极质谱仪、FTIR与傅里叶变换拉曼光谱仪 (FTRS)联合分析尿石的方法。     

尿液中的纳米晶体组分及其对草酸钙结石形成的影响

采用高分辨率透射电子显微镜、选区电子衍射、能谱分析和X射线衍射对草酸钙(CaOx)结石患者尿液中纳米晶体的组分进行了准确分析。这些技术检测到一水草酸钙(COM)、尿酸(UA)和磷酸钙(CaP)的存在,能谱分析检测到大量C,O,Ca和少量N和P等元素,表明尿纳米晶体的主要组分是COM,并含有少量的尿酸和磷酸盐。电子显微镜观察到CaOx结石患者尿纳米晶体的粒径主要分布在几十纳米,其结果与Scherer公式计算相符。采用不同孔径的微孔滤膜(0.45,1.2和3 μm)将尿液过滤后,得到的尿微晶衍射峰的数量随着滤膜孔径的增加而增加,表明尿微晶的种类增加。CaOx尿石的形成过程涉及尿液晶体的成核、生长、团聚和与细胞的粘附等过程。尿液中大量纳米COM晶体的存在是草酸钙结石形成的重要原因。纳米UA,CaP晶体能够作为晶巢促进草酸钙结石的形成。     

不同形貌二水草酸钙对阴离子表面活性剂AOT的吸附差异

人体尿液中存在大量具有生物表面活性的物质,而这些物质与尿液中不同形貌的草酸钙微晶间的吸附关系并未得到人们广泛关注。挑选了常用的阴离子表面活性剂磺基琥珀酸钠二辛酯(AOT)作为吸附物质,研究了不同形貌的二水草酸钙(COD)晶体对AOT的吸附差异,探究草酸钙结石的形成机理。采用X射线粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征,并通过谱图差异分析了吸附AOT前后棒状、圆钝形、花状、十字形和双锥形COD晶体的组分变化;采用Zeta电位分析仪测定吸附AOT后晶体表面的Zeta电位随AOT浓度的变化;采用比色法通过紫外可见分光光度计测定不同浓度AOT存在下晶体的吸附量变化并绘制吸附曲线。随着AOT浓度的增加,COD的吸附量逐渐上升,最后达到吸附饱和状态,各吸附曲线均呈S型。不同形貌COD对AOT的最大吸附量大小顺序为：棒状COD (41.0 mg·g-1)>圆钝形COD (37.5 mg·g-1)>花状COD (35.0 mg·g-1)>十字形COD (27.2 mg·g-1)>双锥形COD (20.9 mg·g-1)。COD晶体的比表面积越大,表面提供的活性位点也越多,越有利于表面活性剂AOT在晶体表面的吸附;富含Ca2+的(100)晶面更利于阴离子的AOT的优先吸附;此外COD晶体的内能越大,越会抑制AOT在COD表面的吸附,导致吸附量降低。吸附了AOT的COD晶体稳定性显著增加,COD向COM转变的速度明显降低。基于AOT在不同形貌的COD晶体表面的吸附特点,提出了COD晶体吸附AOT的分子模型。COD晶体对AOT的吸附与晶体形貌密切相关。容易吸附AOT的COD晶体形貌更容易粘附在带负电荷受损伤的细胞表面,加大草酸钙结石形成的风险。     

Quantitative and multicomponent analysis of prevalent urinary calculi using Raman spectroscopy

This study established a quantitative micro‐Raman spectroscopic (MRS) method for measuring multicomponents (binary and ternary compositions) of prevalent urine calculi extracted from the ureter after the ureteroscopic lithotripsy (URSL) procedure. The analysis used calibration curves of known mixtures of synthetically prepared calcium oxalate monohydrate (COM), hydroxyapatite (HAP), calcium oxalate dehydrate (COD), dicalcium phosphate dehydrate (DCPD), and uric acid. A variety of samples of binary and ternary mixtures including COM/HAP, COM/COD, COD/HAP, COM/uric acid, COD/uric acid, HAP/uric acid, HAP/DCPD, and COM/COD/HAP were prepared in various concentration ratios for use as the basis of the quantitative analysis. Intensities of the characteristic bands at 961 cm⁻¹ (I_HAP), 986 cm⁻¹ (I_DCPD), 1402 cm⁻¹ (I_UricAcid), 1462 cm⁻¹ (I_COM), and 1477 cm⁻¹ (I_COD) were used for the calculation. We derived a set of quantitative analysis equations for the ternary composition COD/COM/HAP group by combining two binary equations from the groups COM/COD and the HAP/COM. This study quantitatively measured 18 urine samples extracted from the 18 patients' ureters after the URSL procedure. Fifteen samples were binary mixtures, whereas three samples were ternary mixtures. This research successfully applied the quantitative MRS‐based analysis technique from bench to bedside. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

环烷酸-酸性磷酸酯-庚烷体系萃取有机相的红外光谱研究

将环烷酸(NA)与2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯(PC88A)混合,以浓KOH溶液皂化,研究了高皂化度(80％)油包水型微乳萃取钕过程的有机相的结构变化。通过红外光谱分析,发现萃取钕过程随着负载率增加,COOH伸缩振动吸收峰 、COO-的反对称峰及PO伸缩振动吸收峰的峰位均向低波数移动。结果表明：皂化NA和PC88A的混合体系萃钕过程,NA与PC88A存在相互作用;它们都与Nd3+作用,但PC88A作用较环烷酸完全,萃取有机相中,P—O—H伸缩振动吸收峰消失,还残留部分COOH没有完全转化为COO-;环烷酸、PC88A与钕之间形成的萃合物具有复杂结构。     

服药前后草酸钙结石患者尿微晶的性质变化

采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、纳米粒度仪和透射电子显微镜(TEM)研究了6例草酸钙结石患者在服药前后尿微晶性质的变化.结果表明,服药后尿pH值由服药前的5.87±0.51增加至6.23±0.74;服药前的主要成分为尿酸、一水草酸钙(COM)和磷酸氢盐,服药后尿微晶种类和数量均比服药前减少;服药前,尿微晶的平均粒径为(579±326) nm,服药后减小至(404±338) nm;服药前尿微晶的Zeta电位为(-4.28±2.55) mV,服药后为(-7.29±4.16) mV,Zeta电位变负有利于防止尿微晶沉积;服药前尿微品棱角尖锐,有明显的团聚现象,而服药后尿微晶形貌圆钝,团聚较少.采用现代仪器分析研究服药前后草酸钙结石患者尿液微晶的性质变化,对临床上预防和治疗尿结石具有重要的临床意义.