Fourier Transform Spectroscopy of the O(2) Herzberg Bands

From absorption spectra obtained at high resolution by coupling a Fourier transform spectrometer to a long-path multiple reflection cell [A. Jenouvrier, M.-F. Mérienne, B. Coquart, M. Carleer, S. Fally, A. C. Vandaele, C. Hermans, and R. Colin, J. Mol. Spectrosc. 198, 136-162 (1999)] the intensities of the O(2) Herzberg bands (A(3)Sigma(+)(u)-X(3)Sigma(-)(g), c(1)Sigma(-)(u)-X(3)Sigma(-)(g), A'( 3)Delta(u)-X(3)Sigma(-)(g)) have been studied at ambient temperature. The integrated cross section values are given for the lines of the (v'-0) bands in the A(3)Sigma(+)(u)-X(3)Sigma(-)(g), c(1)Sigma(-)(u)-X(3)Sigma(-)(g), and A'( 3)Delta(u)-X(3)Sigma(-)(g) transitions with v' = 0-11, v' = 2-19, and v' = 2-12, respectively. The band oscillator strengths have been deduced and transition moments have been calculated. The total absorption values in the region of the Herzberg bands together with the photoabsorption values determined previously above the dissociation limit can be modeled by a single curve, in agreement with the continuity relationship of the cross sections through the dissociation limit. Copyright 2000 Academic Press.     

傅里叶变换红外光谱和近红外傅里叶变换拉曼光谱法无损鉴定中国字画

利用傅里叶变换红外(FTIR)和近红外傅里叶变换拉曼(NIR FT-Raman)光谱法鉴定了中国字画,结果表明：与荧光光谱法相比,根据谱峰的强度和位置可更容易地将真伪字画区别开来。拉曼光谱和红外光谱相互印证,互相补充,在鉴定中具有快速、准确、操作简单、重复性好、不需对样品进行预处理的优点,适于珍贵字画的无损鉴定。     

Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy of Biological Tissues

Abstract

This article reviews some of the recent advances on FTIR spectroscopy in areas related to natural tissues and cell biology. It is the second review publication resulting from a detailed study on the applications of spectroscopic methods in biological studies and summarizes some of the most widely used peak frequencies and their assignments. The aim of these studies is to prepare a database of molecular fingerprints, which will help researchers in defining the chemical structure of the biological tissues introducing most of the important peaks present in the natural tissues. In spite of applying different methods, there seems to be a considerable similarity in defining the peaks of identical areas of the FTIR spectra. As a result, it is believed that preparing a unique collection of the frequencies encountered in FTIR spectroscopic studies can lead to significant improvements both in the quantity and quality of research and their outcomes. This article is the first review of its kind that provides a precise database on the most important FTIR characteristic peak frequencies for researchers aiming to analyze natural tissues by FTIR spectroscopy and will be of considerable assistance to those who are focusing on the analysis of cancerous tissues by FTIR spectroscopy.     

小米的傅里叶变换红外光谱研究

本文利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合主成分分析和聚类分析对白小米、黄小米、糯小米、青小米、陈黄小米、黑小米和大黄米进行鉴别研究。所有样品的傅里叶变换红外光谱整体相似,二阶导数光谱存在明显的差异。选取1800~1400cm-1范围内的二阶导数光谱数据对52份小米样品做多变量分析,结果显示,主成分分析的分类准确率为84.6%,系统聚类分析的分类准确率为92.3%。结果表明傅里叶变换红外光谱技术结合化学计量学能有效地区分不同品种的小米,为不同小米的分类鉴定提供新的方法与途径。     

农作物锈病叶傅里叶变换红外光谱检测方法研究

在农作物生产中,不合理使用化学农药来防治植物病害的现象普遍存在,严重影响产品品质及食用安全,快速鉴别植物病害并采取合理的防治措施对提高农作物品质具有重要意义。利用红外光谱三级鉴别法（傅里叶变换红外光谱（FTIR）、二阶导数红外光谱（SD-IR）及二维相关红外光谱（2D-IR））对蚕豆、玉米、葱和蒜正常叶、锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位进行了研究。结果显示,正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的光谱吸收峰强度和形状存在微小差异。原始光谱中正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的几个吸收强度比存在差异,蚕豆的正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的吸收强度比A_{1 410}/A_{1 646}分别为0.698,0.624和0.616,A_{2 926}/A_{1 646}相应比值分别为0.665,0.638和0.552;玉米的相应比值A_{1 649}/A_{1 055}分别为0.813,0.696,0.691,A_{1 382}/A_{1 055}相应比值分别为0.552,0.478和0.465,A_{2 926}/A_{1 055}相应比值分别为0.574,0.467和0.469;葱的相应比值A_{1 382}/A_{1 061}分别为0.843,0.821和0.704,A_{2 923}/A_{1 061}相应比值分别为0.707,0.680和0.489;以上锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位的几个峰强比均比正常叶小。二阶导数红外光谱在1 800～800 cm-1范围内,正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的吸收峰的形状及强度显示明显差异。二维相关红外光谱显示,正常叶、锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位在860～1 690 cm-1范围内自动峰和交叉峰的位置、数目及强度存在显著差异。蚕豆正常叶出现4个强自动峰,2组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现5个强自动峰,4组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现2个最强自动峰和5个中强自动峰,5组强正交叉峰;蚕豆锈病叶病斑处自动峰强度最强,而正常叶的各个自动峰的强度最低。玉米正常叶出现9个强自动峰,12组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现11个强自动峰,3组最强的正交叉峰和11组中强正交叉峰;锈病叶病斑处出现6个强自动峰,3组强正交叉峰;蒜正常叶出现9个强自动峰,8组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现2个最强自动峰和9个次强自动峰,10组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现6个强自动峰,1组强正交叉峰;玉米和蒜病斑附近绿色部位的各个自动峰的强度最强,而锈病叶病斑处自动峰和交叉峰强度最弱。葱正常叶出现9个强自动峰,5组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现8个强自动峰,3组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现3个强自动峰,无正交叉峰出现。葱正常叶的各个自动峰的强度最强,而锈病叶病斑处自动峰强度最弱。结果表明,利用傅里叶变换红外光谱结合二阶导数红外光谱及二维相关红外光谱能简单、快速地鉴别研究农作物锈病叶,有望为农作物病害提供一种光谱检测方法。     

镰刀菌的傅里叶变换红外光谱鉴别

傅里叶变换红外光谱结合多元统计方法应用于微生物的快速鉴定及分类是近几年发展起来的一门新型技术。文章用傅里叶变换红外光谱研究了镰刀菌属五种6株镰刀菌。在获得分辨率高、重现性好的镰刀菌全细胞组分的红外谱图基础上,分析了主要吸收峰的归属,确定了镰刀菌红外谱图3 000～2 800 cm-1,1 800～1 600 cm-1与指纹区3个分析灵敏区。根据分析灵敏区的差异性区分了不同种的镰刀菌,并在此基础上进行了系统聚类分析并对镰刀菌种间进化亲缘关系进行了比较。结果表明,可根据光谱峰位、峰值及吸收强度比鉴别镰刀菌,而系统聚类分析方法能更科学合理地鉴别镰刀菌及呈现种间相似性程度,但不适合反映镰刀菌遗传亲缘关系。傅里叶变换红外光谱技术所具有快速、精确,易操作等优点是必将成为微生物研究领域的一个重要工具。     

傅里叶变换近红外反射用于鸡蛋蛋品质的研究

鸡蛋的无损检测技术一直以来都是蛋品质检测领域的重要研究课题,建立相应的检测技术对蛋鸡育种和蛋品质监测具有实际意义.文章利用近红外光谱仪测定保存时间不同的鸡蛋,探讨了蛋白高度、哈氏单位、气室直径、气室高度近红外模型的可行性,并运用无偏最小二乘法建立了鸡蛋蛋白高度、鸡蛋气室直径、气室高度的近红外测定模型,蛋白高度、气室直径与气室高度的测定模型的决定系数R2分别为0.867,0.821,0.865,RMSECV分别为0.476,0.014与0.479.对33个鸡蛋样品的模型验证的R2分别为0.873,0.861,0.895.鸡蛋新鲜度主要指标的预测值与实际值间的差异不显著(P＞0.05),所建模型具有较好的准确性与预测能力,能够满足蛋品新鲜度快速无损检测的要求.     

傅里叶变换红外测定氧化淀粉的羧基含量初探

采用傅里叶变换红外测试氧化淀粉中的羧基含量,以国标法测得的羧基含量为纵坐标,谱图中羰基吸光度与C—H键吸光度比值为横坐标绘制得到标准曲线。对未知氧化淀粉产物进行红外测试,得到吸光度比值通过标准曲线方程,计算其羧基含量,得到的羧基含量与采用国标法测试的羧基含量进行对比,误差在2%～4%之间。为了提高实验的准确度,选取标样绘制标准曲线时,必须保证待测氧化淀粉的羧基含量在标准曲线计算的极限值范围之内,且偏离标准曲线的极限值。与国标法测试羧基含量相比,采用红外测试,方法简单易操作,效率高,准确度好。因此采用红外光谱测试方法对氧化淀粉的羧基含量的预测具有一定重要意义。     

13种易制毒化学品红外光谱快速定性分析

建立了可用于13种易制毒化学品快速定性鉴定分析的衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR-FTIR）方法。长期以来,由于缺乏定性判别依据,红外光谱法仅被用于快速定性筛查分析。为扩大红外光谱法在法庭科学领域的应用,本研究收集并分析了152份各类缴获麻黄碱样品,对匹配度系数法和特征吸收峰法这两种定性判别依据进行了考察和比较。麻黄碱样品与标准品的匹配度系数区间为0.437～0.981,整体趋势为纯度越高匹配度系数越高,但匹配度系数与纯度并不成线性关系,所以匹配度系数的阈值很难确定。特征吸收峰的挑选原则为在2 500~650 cm-1范围内挑选8个相对吸收强度较高且不受常见掺杂物干扰的吸收峰。当以全部特征吸收峰均检出为阳性检出依据时,152份麻黄碱样品的阳性检出率为98.7%。综合评价结果表明采用特征吸收峰法作为判别依据,专属性强、适用范围宽、定性结果准确可靠。确定了1-苯基-2-丙酮、3,4-亚甲基二氧苯基-2-丙酮、胡椒醛、N-乙酰邻氨基苯酸、邻氨基苯甲酸、麻黄碱、伪麻黄碱、3-氧-2-苯基丁腈、1-苯基-2-溴-1-丙酮、N-苯乙基-4-哌啶酮、4-苯胺基-N-苯乙基哌啶、1-苯基-1-丙酮、N-甲基-1-苯基-1-氯-2-丙胺这13种易制毒化学品的特征吸收峰。采用基于特征吸收峰的ATR-FTIR法对易制毒化学品进行快速定性鉴定分析,将极大提高易制毒化学品定性检验的鉴定效率、降低检验鉴定成本。     

利用衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)技术快速筛选可降解苯酚菌株

苯酚是一种重要的化工原料并广泛存在于工业废水中,随着各国对苯酚生物毒性的认识,排放标准日益提高。生物法作为一种高效、 低成本、 不易二次污染的方法常用于含酚的废水处理。但是可降解苯酚的微生物筛选却是一个复杂繁琐的过程。衰减全反射傅里叶红外光谱(attenuated total reflection Fourier transform infrared,ATR-FTIR)技术是一种高效、 快捷、 高指纹特性的物理检测技术,主成分分析联用最小偏二乘法(principal component analysis-partial least squares,PCA-PLS)是一种有效提取特征指纹峰并建立模型的方法,该实验联合ATR-FTIR检测技术和PCA-PLS统计方法建立苯酚浓度与吸光度模型,可以快速检测固体培养基中底物浓度。实验建立模型判定系数可以达到99.5%,预测集的判定系数可以到达99.4%,说明模型具有较高的拟合性和推广性。通过模型可以预测出菌株降解后固体培养基底物浓度,筛选出可降解苯酚功能微生物,传统的液体培养并采用气相色谱检测残留苯酚浓度筛选出的结果与ATR-FTIR方法筛选出结果进行对比发现,得到相同的筛选结果。结果表明ATR-FTIR联合PCA-PLS建立高拟合度模型,可以快速检测固体培养基底物浓度,从而达到快速筛选可降解苯酚菌的目的,这种方法可以应用到其他有特征指纹峰的底物中,ATR-FTIR是一种可以广泛应用到功能微生物筛选的快速检测方法。     

食用菌的傅里叶变换红外光谱鉴别

利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了担子菌木耳目、非褶菌目和伞菌目6个科9个属的10种食用菌的子实体。将光谱分为5个区S1区(3 050～2 800 cm-1),S2区(1 750～1 500 cm-1),S3区(1 500～1 200 cm-1),S4区(1 200～950 cm-1),S5区(950～700 cm-1);在5个区中,强峰出现在S4区的1 080 cm-1附近和1 040 cm-1(1 020 cm-1)附近,以及S2区的1 640 cm-1附近,1 640 cm-1附近的峰为酰胺Ⅰ振动峰,前两峰为糖类振动峰。根据5个区光谱峰值和吸收强度比,可以鉴别不同的食用菌。700～950 cm-1范围有可能作为区分不同属蘑菇间的指纹区。     

鹅膏菌的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换红外光谱对云南野生鹅膏科蘑菇子实体及孢子进行了研究,二者的光谱差异显著。子实体光谱的最强峰出现在蛋白质酰胺Ⅰ的特征峰1 655 cm-1附近,在碳水化合物的C—O特征振动峰1 077, 1 042 cm-1附近也有强吸收,表明鹅膏科蘑菇子实体的主要成分是蛋白质和碳水化合物;孢子的三个强峰在2 926,2 855,1 747 cm-1,归属为脂类物质的吸收。在1 800～750 cm-1,不同属、不同种的鹅膏科蘑菇光谱有区别,以此可以区分不同种类的蘑菇。此外,隐花青鹅膏菌不同部位的光谱也有差异,表明蘑菇的化学组分在子实体的不同部位有不同分布。利用傅里叶变换红外光谱可以区分不同种类的蘑菇。     

普洱茶的傅里叶变换红外光谱鉴别研究

利用傅里叶变换红外光谱法研究了云南省思茅地区所产不同等级的普洱生茶和熟茶。结果显示:生普和熟普的红外光谱虽然整体上十分相似,但由于生普和熟普的生产工艺不同,其化学成分的组成比例也各异,因而生普和熟普均具有其各自的特征红外光谱,且不同品质的生普和不同品质的熟普之间,其红外光谱均有明显的差异。根据红外光谱的特征峰形和吸光度比不仅可以区分生普和熟普,而且有可能区分生普或熟普的不同品质级别。傅里叶红外光谱法快速、简便、直观且样品不需要分离提取,适用于普洱茶的级别鉴别。     

Application of Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy in the Characterization of Tannins

Abstract

A review of vibrational frequencies reported for tannin molecules is provided to create a database with typical fingerprints for different types of tannins. This will provide researchers working on vibrational spectroscopy applications and technicians a fast, easy, and reliable method to assess the quality and authenticity of these compounds, both extracted in laboratories and provided from commercial sources. The widespread use of these compounds has highlighted the need for a systematic characterization of the vibrational frequencies and molecular fingerprints for their identification and discrimination. According to our knowledge, this is the first systematic collection of typical peak frequencies for tannins, which can be applied in several research fields and technological applications.     

柳树病叶的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对三种柳树正常叶和病叶,同一枝条的幼叶、成叶、黄叶、病叶进行光谱测试,旨在分析柳树病叶发生的一些生理变化,并探讨柳树病变对系统聚类的影响。谱图显示不同阶段的叶片光谱变化主要在1800~800cm-1。对此波段进行二阶导数处理,清晰可看到蛋白质和木质素的叠加区域1700~1500cm-1,草酸钙特征峰1621、1318cm-1,糖类特征峰1075cm-1附近峰强有明显变化,用吸光度比A1621/A3390、A1318/A3390、A1075/A3390来比较草酸钙和糖类相对含量变化,用1700~1500cm-1波段的拟合峰面积比S酰胺I/S木质素、S酰胺Ⅱ/S木质素和S酰胺Ⅱ/S酰胺I来比较蛋白质相对含量变化。结果显示,病叶的草酸钙相对含量增加、多糖和蛋白质相对含量在减少。将叶片1800~800cm-1范围的二阶导数进行系统聚类,发现病叶化学成分的改变没有影响聚类效果,聚类正确率达100%。     

乳腺癌的傅里叶变换红外光谱成像研究

傅里叶变换红外光谱(FTIR)成像技术可同时获得组织样本的空间分布信息和红外光谱信息。本文利用FTIR成像技术对离体原位乳腺组织样本进行原位研究,通过特征谱带吸光度比值(面积比值)图像结合FTIR光谱分析研究健康和癌变乳腺组织的差异。发现乳腺癌组织的特征带吸光度比值A1087/A1455、A1238/A1455、A1550/A1455、A1650/A1455相对于健康组织明显增大,A1160/A1087、A1740/A1550则减小。研究结果论证了乳腺组织癌变过程中大分子含量的变化规律,体现了FTIR成像技术在乳腺癌诊断方面的准确性、直观性和可行性,其有潜力成为基础研究和临床诊断的一种准确有效的技术手段。     

天麻的傅里叶变换红外光谱鉴别研究

利用傅里叶变换红外光谱法对野生天麻、家种天麻及天麻伪品进行了快速无损鉴别研究。结果表明,野生天麻、家种天麻及天麻伪品均有自己的特征红外光谱。根据红外光谱谱峰形状和位置可以容易地鉴别天麻及天麻伪品;根据谱峰位置和吸光度比可以区分野生冬天麻和野生春麻、野生天麻和家种天麻;根据谱峰吸光度比有可能区分天麻的不同级别。该方法具有快速、简便、不需对样品分离提取等特点。     

Fourier Transform Spectroscopy of the A'(1)Pi-X(1)Sigma(+) System of CaO

The A'(1)Pi-X(1)Sigma(+) near-infrared system of CaO was observed for the first time at high resolution using a Fourier transform spectrometer. The A'(1)Pi-X(1)Sigma(+) chemiluminescence was excited in a Ca + N(2)O flame produced in a Broida-type oven. More than 3000 rotational lines, classified into 19 bands involving the A'(1)Pi 0 /= 2) levels with the nearby b(3)Sigma(+) (v-2) levels has been detected. An extended set of A'(1)Pi (v = 0-3) data has been obtained which is suitable for use in a future multistate deperturbation analysis of the a(3)Pi approximately A'(1)Pi approximately b(3)Sigma(+) approximately A(1)Sigma(+) complex of excited states. The new near-infrared spectra of the A'(1)Pi-X(1)Sigma(+) transition of CaO also permits the first direct high-resolution linkage between the orange and green systems and the near-infrared bands. Copyright 2000 Academic Press.     

Fourier Transform Infrared Spectroscopy of Aliphatic bis(Amidinohydrazones) and Their Deuterated Analogues

The first study on the infrared spectroscopy of the bis(amidinohydrazones) of various glyoxals is reported. The compounds studied include the antileukemic agents glyoxal bis(amidinohydrazone) and methylglyoxal bis(amidinohydrazone) (Mitoguazone) as well as seven mono-and dialkylglyoxal analogues thereof. Free bases as well as doubly protonated species (divalent salts) were investigated. Selectively deuterated analogues were also studied and were synthesized by exchanging nitrogen-bound hydrogen atoms for deuterium atoms. The effects of substituents, protonation and deuteration on the FT-IR spectra of the compounds are discussed.     

41个茶花品种基因组DNA傅里叶变换红外光谱

研究的目的是通过全基因组DNA的傅里叶变换红外光谱(FTIR)对41种茶花品种进行聚类分析和品种鉴定。研究发现,41个茶花品种基因组DNA的FTIR光谱不同,方差分析显示,各茶花品种FTIR数据之间的差异显著,因而,红外光谱可以作指纹光谱鉴定茶花。通过系统聚类结合主成分分析,建立了41种茶花品种的标准聚类和识别模型。41种茶花品种基因组DNA样本的平均光谱的聚类正确率为92.68%,品种鉴定准确率为100%。聚类结果表明,在1.0聚类距离,41个山茶品种可分为9个类别,在15.0聚类距离下可分为3个大类。亲缘关系分析表明,滇山茶中的楚雄居群来自楚雄、腾冲和大理。结果表明：基因组DNA的FTIR光谱数据的系统聚类结合主成分分析可用于茶花快速分类和鉴定。