基于拉曼光谱的聚酯过程酯化反应中清晰点的在线检测

现有的人工采样分析方法如折光指数法、色谱法等操作复杂,存在时间上的滞后和人为误差,无法实时评估聚酯生产中的酯化反应过程,确定反应的清晰点。为此,该文搭建了以1 064 nm为激光波长的在线拉曼分析系统,对对苯二甲酸(PTA)和1,3-丙二醇(PDO)生成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的酯化反应过程进行光谱连续采集和处理。利用主成分分析法提取光谱信息,并结合酯化反应原理,利用位于1 604 cm^-1附近的苯环基团和位于1 720 cm^-1处的芳酯基团的拉曼特征峰面积比,建立了一种用于确定清晰点的定性分析方法。结果表明:拉曼光谱分析法可以准确反映聚酯过程酯化反应中的清晰点,且具有实时性好、操作方便、分析速度快的优势,可为聚酯生产的工艺控制和产品品质控制提供参考。     

尿液中常见毒品微量检测的表面增强拉曼光谱识别

通过将自适应平滑滤波器和结合小波变换的支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器有机组合,建立了低信噪比拉曼光谱的模式识别方法。首先,通过自适应平滑滤波器进行光谱去噪,滤波窗口宽度根据信噪比估计值进行调整,从而在保证特征峰信号强度的同时达到更好的噪声滤波效果;其次,由小波变换实现光谱数据降维,通过小波分解层数优化可以获得训练集的最佳分类准确率;最后,由SVM进行分类,通过交叉验证(Cross validation,CV)实现SVM参数寻优,并根据交叉验证与分类器之间的准确率关系,得出分类器可用参数需满足的条件。基于表面增强拉曼光谱技术,本方法实现了人体尿液中甲基苯丙胺(Methamphetamine,MAMP)和亚甲基二氧基甲基苯丙胺(3,4-Methylenedio-xymethamphetamine,MDMA)的定性微量分析。实验使用中国科学院合肥智能机械研究所研发的金纳米棒拉曼光谱增强基底,由Delta Nu公司的Inspector型便携拉曼光谱仪采集光谱,激发光波长785 nm,曝光时间为5 s,整体检测准确率高于95.0%。     

眼晶状体的直接付立叶变换拉曼光谱研究

眼晶状体的直接付立叶变换拉曼光谱研究纪海星陈义＊（中国科学院化学研究所北京１０００８０）眼晶状体的直接激光拉曼光谱，可探测晶状体内蛋白质在维持正常生理代谢作用环境中的亚结构和微区变化，如酪氨酸（ｔｙｒ），色氨酸（ｔｒｐ），巯基（ＳＨ）和二硫键（Ｓ－Ｓ...     

负载氧化钒催化剂的多波长拉曼光谱研究:结构识别和定量

探究负载金属氧化物的结构是确立催化剂结构和催化性能之间相互关系的首要条件. 在众多表征技术中,多波长拉曼光谱结合了共振拉曼和由不同波长激发的非共振拉曼,不仅在识别负载金属氧化物团簇的结构,而且在定量方面已经成为强有力的工具. 本文以两个负载氧化钒体系(VOx/SiO2,VOx/CeO2)为例,阐述了如何利用该技术研究活性氧化物团簇的多相结构,并理解氧化物团簇和载体之间复杂的相互作用. 由多波长拉曼光谱得到的定性和定量信息能为设计更有效的负载金属氧化物催化剂提供基本的依据.     

阿司匹林合成体系三组分的拉曼光谱测定及应用

阿司匹林合成过程中所采集的阿司匹林、水杨酸和乙酸酐的拉曼光谱存在交迭现象,很难从光谱数据中分离各组分含量。根据反应体系的组成和浓度配制样本溶液并采集拉曼光谱,运用多种方法对光谱进行预处理结合偏最小二乘法（PLS）对混合体系中阿司匹林、乙酸酐和水杨酸3组分浓度和光谱矩阵建立回归模型,对回归结果进行比较,根据交互验证均方根误差RMSECV,预测相关系数帮,预测均方根误差RMSEP。结果表明预处理方案可以有效降低基线漂移对预测精度的影响,根据Q值检验法和严检验法确定经矢量归一＋Savitzky-Golay五点二次平滑一阶卷积求导＋均值中心化对拉曼光谱预处理,PLS主成分选4,交互验证选用“逐一法”可时阿司匹林反应体系3组分进行同时测定,此训练集为阿司匹林合成体系的拉曼光谱在线监测提供了良好的数据支持。     

紫外多波长光谱法监测阿司匹林合成过程的水杨酸和阿司匹林

建立测定阿司匹林合成过程中水杨酸、阿司匹林含量和转化率的分析模型。采用紫外多波长扫描乙醇溶液中阿司匹林和水杨酸的紫外光谱,建立水杨酸和阿司匹林紫外光谱的向量长度与其质量浓度的标准曲线,通过斜投影算法分离出待测样本中阿司匹林和水杨酸的紫外光谱。计算光谱向量长度,代入标准曲线得到待测样本中阿司匹林和水杨酸的含量。实验结果表明,水杨酸、阿司匹林的质量浓度与其紫外光谱的向量长度呈良好的线性关系,线性范围分别为2.00~40.00,10.00~200.00μg/m L。水杨酸和阿司匹林测定结果的相对标准偏差为0.16%~2.19%(n=5),加标回收率在93.3%~106.9%之间。该方法快速简便、准确可靠,可满足阿司匹林和水杨酸的同时测定及反应过程中水杨酸转化率监测要求。     

基于子空间夹角判据监测阿司匹林合成体系中的水杨酸和阿司匹林

利用水杨酸、阿司匹林、乙酸酐和乙酸的多波长紫外光谱作为本底光谱库和样本光谱库,建立一种基于子空间夹角判据的快速定量分析阿司匹林合成体系中水杨酸和阿司匹林的方法。水杨酸、阿司匹林质量浓度范围分别在1.16～34.684,9.84～188.928μg/mL内,所测得水杨酸和阿司匹林检验集的R分别为0.999 7和0.999 1,RMSE分别为0.509 5,2.624 0μg/mL,效果优于普通波峰点最小二乘法和偏最小二乘法。水杨酸和阿司匹林的加标回收率在94.01%～106.44%之间,测定结果的相对标准偏差分别为3.45%和4.80%(n=7)。该方法可用于监测阿司匹林合成体系中的水杨酸和阿司匹林。     

拉曼光谱在催化研究中应用的进展

催化科学与技术的发展与催化研究方法的发展是密不可分的。特别是在催化新材料和新反应的不断探索过程中 ,催化新表征技术起着很重要的作用。在过去的几十年中 ,特别是自 6 0年代以来 ,催化研究领域发展了一系列催化研究的新方法 ,几乎利用了现代科学发展所派生出来的所有新技术 ,包括基于光 ,声、电、磁 ,电子、原子、离子和热的原理所研制出的现代物理技术。拉曼光谱是一项重要的现代分子光谱技术 ,被广泛应用于化学、物理和生物科学等诸多学科领域 ,是研究物质分子结构的有力工具。 70年代起拉曼光谱被应用于催化领域的研究 ,在担载型金…     

傅立叶变换拉曼光谱和红外光谱鉴别塑料

用傅立叶变换拉曼光谱、衰减全反射红外光谱和近红外光谱结合OPUS/Ident软件对添加不同填料、不同助剂的塑料进行鉴别分类。结果表明:分子光谱结合化学计量学鉴别塑料是一种快速可靠的方法。其中拉曼光谱和衰减全反射红外光谱能够直接区分样品,而近红外光谱非常类似,不能直接区分。但是用OPUS/Ident软件中的W ard算法处理这3种光谱后,得到的树形图能够将样品准确分类。     

基于拉曼光谱的细菌检测研究进展

细菌是一种与人类生命活动息息相关的微生物,其快速、高灵敏检测对重大传染性疾病的防控至关重要.本文介绍了拉曼光谱用于细菌检测的基本原理,综述了3种拉曼光谱用于细菌检测的主要方式,包括细菌组成成分检测、细菌代谢物检测以及基于拉曼探针标记的检测模式,并对各种拉曼检测方法进行了分析比较.最后,展望了拉曼光谱在细菌检测领域的发展前景,并提出了5条建议.     

在线多通道拉曼光谱检测系统的建立及与毛细管电泳的联用

利用氩离子激光器和ICCD自组装了毛细管电泳-激光拉曼光谱联用分析系统,用已知拉曼谱图的苯和甲苯对系统进行调试,详细讨论了外光路系统对灵敏度的影响.用甲基橙和甲基红混合体系进行拉曼-毛细管电泳联用的实验研究,得到了较好的甲基橙和甲基红的在线电泳-时间分辨激光拉曼谱图.     

嵌段共聚物傅里叶变换拉曼光谱

用傅里叶变换拉曼光谱(FT-Paman)研究了聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(PEO-PPO-PEO)嵌段共聚物的无水样品,发现某些谱带对PEO0-PPO-PEO嵌段共聚物的结构和构象变化敏感,其中某些峰的相对强度的PPO/PEO比率和共聚物的构象有关,研究表明PluronicF68和F88具有一些反式构象的螺旋结构,PluronicP103(P123)是无规则结构,其它的嵌段共聚物处于二者之间.     

Nanoscale Chemical Imaging Using Tip‐Enhanced Raman Spectroscopy: A Critical Review

Methods for chemical analysis at the nanometer scale are crucial for understanding and characterizing nanostructures of modern materials and biological systems. Tip‐enhanced Raman spectroscopy (TERS) combines the chemical information provided by Raman spectroscopy with the signal enhancement known from surface‐enhanced Raman scattering (SERS) and the high spatial resolution of atomic force microscopy (AFM) or scanning tunneling microscopy (STM). A metallic or metallized tip is illuminated by a focused laser beam and the resulting strongly enhanced electromagnetic field at the tip apex acts as a highly confined light source for Raman spectroscopic measurements. This Review focuses on the prerequisites for the efficient coupling of light to the tip as well as the shortcomings and pitfalls that have to be considered for TERS imaging, a fascinating but still challenging way to look at the nanoworld. Finally, examples from recent publications have been selected to demonstrate the potential of this technique for chemical imaging with a spatial resolution of approximately 10 nm and sensitivity down to the single‐molecule level for applications ranging from materials sciences to life sciences.     

表面增强拉曼光谱检测联苯胺

采用柠檬酸钠还原法制备了具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的银纳米溶胶, 利用透射电子显微镜、 扫描电子显微镜和紫外-可见光谱仪对银纳米溶胶进行了表征. 对水相的联苯胺进行了SERS研究, 并对联苯胺的拉曼谱带进行了归属. 考察了团聚剂氯化镁的浓度对检测的影响, 发现随着氯化镁浓度的变大, SERS信号呈现出先增大后减弱的趋势, 即氯化镁的浓度存在一个最佳值, 此时联苯胺的检测限可达到10^-8 mol/L.     

多孔β－TCP生物降解陶瓷的拉曼光谱

求文研究了多孔Ｂ－ＴＣＰ生物降解陶瓷及其粘结剂的拉王光谱。参照各种磷酸盐及磷酸盐玻璃的拉曼光谱，对生物降解陶瓷的拉曼特征频率进行了经验式的归属和指认。实验结果表明，生物降解陶瓷以β－Ｃａ３（ＰＯ４）２（β－ＴＣＰ）为主晶相，当粘结剂含量增加时，生物降解陶瓷中出现明显的Ｃａ４Ｐ２Ｏ９９和Ｃａ２Ｐ２Ｏ７，晶相和其他非晶相，其含量随粘结剂量增加而增加，并呈现一种多孔的网络结构。     

On-line monitoring of all-acrylic emulsion polymerization reactors by Raman spectroscopy

Fourier Transform Raman spectroscopy was used as an on-line sensor in order to monitor high solids content (50 wt%) n-BA/MMA emulsion copolymerization reactions. Due to the similarity of the chemical structure of the monomers, no separate bands could be detected for each monomer, and therefore a multivariate calibration technique was required (Partial Least Squares Regression, PLSR). Using experimental data from several semi-batch reactions independent PLSR models were built for the solids content, cumulative copolymer composition and unreacted amounts of n-BA and MMA. Those models were experimentally validated by monitoring reactions not used for calibration. It is demonstrated that FT-Raman spectroscopy can be successfully applied to on-line monitor emulsion polymerization reactors. This technique also shows a high potential for process control purposes because independent information about several molecular properties can be obtained from a single apparatus.     

pH值对2-(2-吡啶基)咪唑荧光光谱的影响研究

合成了2-(2-吡啶基)咪唑,并通过稳态荧光光谱研究了它在溶液中的光物理行为及溶液酸碱度的影响.发现2-(2-吡啶基)咪唑化合物存在分子内光诱导电子转移反应(PET),并且这一过程强烈地依赖于溶液的pH值,但是氮原子的质子化会影响PET过程.     

基于非接触式拉曼光谱分析人血与犬血的PCA-LDA鉴别方法

将拉曼光谱分析法与数理统计方法有机结合,构建人血与犬血种属判别模型,实现了不同种属血液样本的高效无损鉴别.采用拉曼光谱的无损测试模式对血液样本进行测试,考察了抗凝管管材、聚焦位置及曝光时间等对血液样本拉曼光谱的影响,在激发波长为632.8 nm,光谱扫描范围为200~1800 cm-1,功率衰减率50%,曝光时间5 s及累加次数为2次的优化条件下,获得了无损检测条件下的血液样本拉曼光谱图.针对血液样本组分复杂、拉曼光谱信号基底背景高等问题,提出了基于小波变换去噪,进行分段多项式基线校正的预处理方法,有效解决了血液样本拉曼光谱谱图的高噪音和基线漂移问题.实验选择30例正常人血和33例比格犬血为样本训练集,5例正常人血和5例比格犬血为测试集,基于主成分分析法(PCA)联合线性判别法(LDA)模型,训练集分类正确率达到95.23%,盲测集分类正确率达90.00%.这种基于非接触式血液样本拉曼光谱和PCA-LDA判断模型的测试方法在进出口检验检疫等涉及血液无损鉴别的领域具有广泛的应用价值和前景.     

激光拉曼光谱法分析乙烯裂解气

研究建立了乙烯裂解气中6种主要组分H_2,CH_4,C_2H_4,C_2H_6,C_3H_6,C_3H_8的混合气体激光拉曼(Raman)分析法,可将分析时间缩短至约2 min,且无载气、色谱柱等消耗,在加快分析反馈的同时大大降低了仪器维护及使用费用。该方法采用指纹峰浓度曲线,通过筛选计量峰、扣除信号大于3倍信噪比(3 S/N)交叉干扰的修正方式,实现了混合气中6种目标组分的定量分析。在混合气体定量分析中,Raman分析法对H_2,C_2H_4,C_3H_6,C_3H_8的定量分析具有较好的测量精度,均小于2%;但对CH_4及C_2H_6的测量精度有待提高,表明所建立的Raman分析法需进一步优化完善。