表面增强拉曼光谱在定量分析中的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种快速、灵敏的检测方法,在很多领域有着广泛的应用前景。随着SERS技术的发展,SERS研究工作不再限于物质的定性检测,更多地定位于样品中一种或多种成分的定量分析。本文详细介绍了三类SERS增强基底的制备,包括传统固相基底、金属胶体溶液和基于纳米制造的等离子体共振纳米结构以及它们在定量分析中的优缺点;从分子取向、激发波长、内标(internal standard)和数据分析4个方面论述如何提高SERS定量分析时的灵敏度和可靠性。本文综述了SERS在定量分析中的应用,简要分析其存在的问题并对其未来的发展进行展望。     

利用拉曼光谱定量分析金红石型二氧化钛

用金红石二氧化钛标样R902和锐钛型二氧化钛标样PT120按不同比例混合成不同金红石含量的标样,用激光拉曼光谱采集标准二氧化钛样品的拉曼光谱,选择锐钛型的139.6cm处的特征峰和金红石型二氧化钛在439.93cm处的特征峰作为定量分析峰。然后使用TQ Analyst软件采用偏最小二乘法建立标准曲线,通过Spectrum outlier筛选光谱、Leverage筛选掉异常点并使用交叉试验验证后得到R2=0.996,均方根误差=0.205,预测均方根误差=0.335拟合度很高的标准工作曲线,最后使用二阶导数校正曲线后得到了可用于定量分析金红石含量的标准曲线。     

拉曼光谱同时测定乙醇与葡萄糖的方法研究

以共焦拉曼光谱技术为基础,结合96孔板,对比利用一元线性回归法、多元线性回归法、主成分回归法和偏最小二乘法建立定量分析模型,探索同时定量检测乙醇和葡萄糖的快捷方法。对同一组乙醇和葡萄糖混合标准溶液进行定量检测,并用木薯淀粉发酵液进一步验证。结果表明,偏最小二乘法定量结果的平均标准误差(SE)为0.179,平均相对标准偏差(RSD)为0.029,结合二阶导数后分别降至0.106和0.021,说明偏最小二乘法具有良好的紧密度和稳定性;t检验表明,在置信度为95%的条件下,实测值与标准值间不存在显著性差异。研究表明基于拉曼光谱技术的偏最小二乘回归定量方法,能满足实验和生产对乙醇和葡萄糖检测精度的要求,可用于乙醇和葡萄糖相关成分的同时快速检测。     

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.     

表面增强拉曼光谱定量分析技术研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有适于现场快速分析等优点,从而引起众多分析科学家的关注。但在实际分析过程中,SERS信号易受基体干扰,重现性欠佳,因此SERS技术目前多应用于定性或半定量分析,SERS定量分析技术仍亟待发展完善。随着科技的不断发展,人们对准确度更高的表面增强拉曼光谱定量技术的需求日益强烈。该文综述了目前外标法、内标法和化学计量学定量方法等主流SERS定量分析技术在近年来的研究进展,并展望了SERS定量分析技术的未来发展趋势。     

拉曼光谱法定量分析焦磷酸根离子的含量

应用拉曼光谱技术研究了焦磷酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、乙二胺四乙酸钠等十余种可溶性盐水溶液以及它们的混合物溶液的拉曼光谱特征,考察了共存组分对焦磷酸根拉曼光谱特征峰的影响;建立了基于拉曼光谱技术定量分析溶液中焦磷酸根离子含量的方法。结果表明,以硝酸钾为内标物,保持被测溶液pH 11,焦磷酸根离子拉曼光谱特征峰强度与硝酸根离子拉曼光谱特征峰强度之比值对焦磷酸根浓度呈良好的线性关系,所得线性回归方程为y=1.2110x+0.1515,相关系数R2=0.9996;已经研究过的十余种可溶性盐共存物几乎不干扰焦磷酸根离子的定量分析。     

拉曼积分球对水中微量硫酸根和碳酸氢根离子定量分析可行性研究

拉曼光谱因非接触、无损、指纹光谱特性,广泛应用于科学研究领域,主要集中于定性研究,拉曼光谱定量分析较为缺乏,尤其在液体中的定量分析研究明显不足.因此,有必要进一步开展水中拉曼光谱定量分析研究.探讨了将拉曼积分球应用于液体拉曼光谱定量分析技术,对水中SO24-和HCO-3进行了定量分析可行性研究.定量分析基于内标法,选取...     

基于Voigt峰的未知成分光谱拟合算法及其在甲醇汽油定量分析中的应用

提出了一种基于Voigt函数的未知成分拉曼光谱拟合算法,利用Voigt峰函数的叠加形式对样本中未知成分所产生的背景光谱进行拟合。在扣除背景光谱影响后,利用被测成分的光谱贡献权值与成分浓度之间建立线性关系模型。实验在3种成分不同的基础汽油中加入不同体积比例(2.5%~80.0%)的甲醇溶液,利用本方法对成分未知的基础汽油所产生的背景光谱进行拟合,扣除拟合光谱后,剩余光谱即可视为甲醇的光谱贡献。基于4个训练样本建立了甲醇光谱贡献权值与浓度之间的线性定量分析模型,模型的预测均方误差(RMSEP)为1.86%,复相关系数(R2)达到0.987。结果表明,此方法可有效解决混合物中光谱重叠问题,具有训练样本少、外推性强的优点。     

测定聚丁二烯微结构的拉曼光谱方法

本文采用聚丁二烯中碳碳双键伸缩振动的拉曼散射峰1667、1652和1639cm~(-1)分别作为反1,4、顺1,4和1,2结构的分析峰,借助于1H-NMR测得的典型样品的1,2结构含量,建立了测定聚丁二烯微结构的拉曼光谱方法。用本方法测定了27个微结构组成大范围变化的样品,与1H-NMR的测定结果相符。     

拉曼光谱与红外光谱无损检测技术新进展

综述了拉曼光谱和红外光谱无损分析技术在医学、药物、文物、宝石鉴定和法庭科学等领域的最新进展。     

基于96孔板与拉曼光谱的发酵乙醇高通量快速检测

发酵液中乙醇含量是实验室研究和工业生产的必检项目.应用拉曼光谱在倒置显微镜上建立一种用96孔板高通量快速检测发酵液乙醇含量的新方法,通过最小二乘法拟合标准乙醇溶液与内标物的拉曼信号比值,得到回归方程,根据回归方程计算乙醇溶液和发酵液中的乙醇含量,与气相色谱法的检测结果进行对比.用本方法检测了菌株筛选、三角瓶发酵和500 L发酵罐发酵过程的乙醇含量.t-检验表明,与气相色谱法结果吻合较好(p=0.05).本方法只需要10～15 s的拉曼光谱收集时间,应用自编程序实时读取检测值,准确度高;结合96孔板可以实现大量样品的实时快速检测.     

基于超微电极的原位电化学拉曼光谱

原位电化学拉曼光谱是一种重要的光谱电化学技术.基于超微电极的原位电化学拉曼光谱将拉曼光谱反映的结构信息与电极表面的电化学过程从实验上严格对应和关联,为深刻理解电化学反应机理提供依据.本文综述了采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱的研究方法和应用进展,总结了应用超微电极作为工作电极开展电化学拉曼光谱实验的方法和具有表面增强拉曼活性的超微电极制备方法,展示了如何利用在超微电极表面获得的拉曼光谱与界面电化学过程的严格关联研究单个锌颗粒电化学氧化过程、吡啶分子在Au电极表面的电化学吸附过程,以及如何利用该技术能以高的信噪比和灵敏度同时测量光电流与分子反应这一特性研究对巯基苯胺选择性光氧化反应.采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱技术极大拓展了拉曼光谱技术的研究范围,有望成为探索(光)电化学反应的有力工具.     

不同校正策略预测性能的比较——生物样本中6-巯基嘌呤的表面增强拉曼光谱定量分析

比较了单变量比率校正方法、偏最小二乘回归法、基于各种预处理方法的偏最小二乘回归法,以及波谱形变定量分析理论对生物基质(血浆和尿液)中6-巯基嘌呤(6-MP)的表面增强拉曼光谱(SERS)数据的定量分析结果。研究表明,只有波谱形变定量分析理论能够对加标血浆和尿液样本中6-MP的SERS光谱数据进行准确的定量分析,其预测结果的平均相对误差小于7%,回收率在93.6%～107.4%,检出限约为6.0 nmol/L。SERS光谱技术结合波谱形变定量分析理论有望成为一种适用复杂生物样本中6-MP定量分析的替代方法。     

针尖增强拉曼光谱应用于单分子研究的进展

拉曼光谱因可表征物质的化学信息而被广泛应用,特别是表面增强拉曼光谱(SERS)能够在单分子水平研究物质的化学结构信息,但SERS技术对基底粗糙度要求较高,无法获得令人满意的空间分辨率。扫描探针显微技术的出现使在原子水平研究物质的形貌成为可能,但该方法不能同时获得原子/分子的化学信息。针尖增强拉曼光谱(TERS)技术则集两者于一身,已被广泛用于物质的单分子物理化学性质的研究。本文在回顾TERS及相关技术发展的基础上,介绍了TERS技术的原理及性能,简述了TERS技术用于单分子研究的部分典型结果,并展望了该技术的发展前景。     

基于一元线性回归的近红外光谱模型传递研究

为解决近红外光谱分析中的模型传递问题,本研究提出了一元线性回归直接标准化算法(Simple linear regression direct standardization,SLRDS)。为验证算法的有效性,采用玉米样品的近红外光谱集进行实验,并与传统的直接标准化算法(Direct standardization,DS)、分段直接标准化算法(Piecewise direct standardization,PDS)进行比较。实验结果表明,SLRDS算法不仅能够有效消除近红外光谱仪之间的差异,很好地实现玉米样品的PLS校正模型在3台仪器之间的共享,而且与DS和PDS算法相比,具有传递性能高、模型简单及所求参数少等优点。     

固体活性基底表面增强拉曼光谱研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种研究分子吸附和界面现象的有效手段,它促进了拉曼光谱技术应用的发展,其增强机理主要包括电磁增强机理和化学增强机理。固体活性基底是SERS技术的重要组成部分,综述了水体系和非水体系SERS固体活性基底的研究状况及SERS固相基底在定量分析方面的应用,指出了SERS固体活性基底在非水体系的应用潜力。     

阿司匹林合成过程的在线拉曼光谱研究

利用在线拉曼光谱的方法,跟踪阿司匹林合成反应过程的实验.直接观测到反应过程中体系的拉曼光谱随时间的变化,用小波变换的方法去除光谱的本底之后, 又利用多波长线性回归的方法对实验数据进行实时的处理,得到了实验中各组分的相对浓度随时间的变化.     

稀土催化聚乙炔的拉曼光谱研究

比较了用稀土和白川催化体系,制备的70％顺式含量及全反式聚乙炔的拉曼光谱及其随激发光源波长的变化。报道了用稀土催化体系制备的可溶性聚乙炔的拉曼光谱。这些实验结果支持导致反式聚乙炔拉吏异常的主要原因是反式聚乙炔链段共轭长度分散的解释。