二维相关分析光谱技术

给出推导二维相关光谱和推广至普遍意义上的数学过程,其物理含义和二维相关光谱的性质及其解释规则。以应用实例给出了该光谱技术在分析结构、相互作用等相关性方面的独特性质。还给出紫外可见二维相关光谱。     

真伪大黄的二维相关红外光谱

采用红外光谱法并结合二维相关光谱(two-dimensional correlation spectroscopy)分析技术，对药用西宁大黄和伪品华北大黄进行了无损快速鉴别研究。西宁大黄和华北大黄在一维谱图上差别不显著，而在二维谱图上显示出较大的差别。在1200-1700cm-1波段范围内，西宁大黄在同步图上有两个较强的自动峰，分别在1460和1560cm^-1附近，而华北大黄只有一个较强的自动峰，在1460cm^-1附近；同样在1030-1170cm-1波段范围内西宁大黄有两个较强的自动峰，分别在1060和1080cm^-1附近，而伪品大黄也只有一个较强的自动峰，在1080cm^-1附近。两个波段的异步谱也显示出较大的差别。结果表明：二维相关谱可以提高谱图的分辨率，增加谱图的识别能力，可用于药材真伪品的鉴别。该法快速、准确，为客观评价中药材的来源提供了一种新的方法。     

β-环糊精变温红外光谱的二维相关分析

基于热分析和变温红外光谱，借助于二维相关分析法，揭示了β-CD在空气中的热变行为，22—150℃，脱出吸附水和结晶水；150—260℃，伯羟基被空气中的氧气氧化为醛；当温度高于20℃时，β-CD发生了强烈的氧化反应，糖环和大环均被破坏，最终生成C02和H2O。该法为环糊精热稳定性机理的研究提供了一个有价值的理论依据。     

二维相关荧光光谱技术

从发展历史、计算方程、一般规则和特有性质等方面系统地介绍了近年来在二维相关荧光光谱技术方面的方法探索和应用进展。以不同的外扰方式,如浓度、激发波长、猝灭以及其他如pH等分类,举例阐述了二维荧光相关光谱的可操作性及其应用,并与普通一维荧光光谱比较,说明了二维荧光相关光谱技术的优势。     

抗坏血酸升温氧化过程的二维相关红外光谱分析

采用傅里叶变换红外光谱法 (FTIR)和二维相关分析 (2DCorrelationAnalysis)技术研究了固态抗坏血酸在 2 0℃～ 1 60℃的升温氧化过程。结果表明 :抗坏血酸随着温度升高的红外光谱的特征峰在一维图上变化不明显。借助于二维相关分析 ,不仅提高了谱图的分辨率 ,将一维红外谱图上 1 674cm- 1 处的单峰分解为两个自相关峰 ,显示了抗坏血酸的互变异构体中酮式结构的CO基团和醇式结构的CC基团的振动 ;还揭示了分子内各官能团之间的相互作用 ,反映了在升温氧化过程中这些基团之间的协同关系和变化的先后顺序。抗坏血酸分子中CO、CC和COC基团发生了相互作用 ,其变化的顺序是CC先于COC发生偶极矩的变化 ,最后是CO发生变化 ,此现象与抗坏血酸的氧化反应机理相一致。总之 ,二维相关红外分析可以作为研究抗坏血酸升温氧化过程中结构动态变化的一种新方法 ,也为抗坏血酸在氧化过程中的机理研究提供了一个重要的理论依据。     

广义二维相关光谱在红外和拉曼光谱研究中的应用

介绍广义二维相关分析方法 ,给出了二维相关光谱的广义数学公式及其推广过程。阐述了广义二维相关光谱的基本性质。给出了二维相关在傅立叶变换拉曼和近红外的应用实例 ,以证明广义二维相关光谱在结构分析以及相关性方面的独特效用。     

二维相关振动光谱技术

从发展历史、计算方程、性质规则等方面系统地介绍了近年来发展起来的二维相关光谱技术.结合各种常见的一维振动光谱, 如红外、拉曼、荧光、近红外-红外等光谱举例阐述了二维振动光谱的优势及其普适性.介绍了在广义二维相关光谱理论上最新延伸发展起来的二维样品-样品相关技术和二维杂化相关技术的基本理论, 并将之与传统的二维变量-变量相关技术(广义二维相关光谱)进行了比较.     

尼龙6升温过程的二维红外相关分析研究

通过二维红外相关分析来研究尼龙6在25～200℃范围内酰胺氢键和碳氢链段的结构变化．结果证明,尼龙6中酰胺氢键的吸收峰和主链上亚甲基的伸缩振动对于温度变化所导致的结构变化是十分敏感的,因此可以通过对二维红外相关谱图的分析,确定尼龙6在升温过程中酰胺氢键的解离和碳氢链段结构变化的先后顺序．     

二维红外相关光谱在双氰胺固化环氧树脂体系中的应用

利用原位红外加热炉模拟双氰胺固化环氧树脂体系的固化反应过程,实时测试并记录反应过程中官能团结构的变化;将一维红外光谱和二维红外光谱相结合进行分析,给出固化过程中各官能团的变化顺序和趋势。 在双氰胺固化环氧树脂体系中,双氰胺首先分解成氰基胺,然后再和环氧树脂发生开环加成反应,生成亚胺结构,通过重排生成酰胺结构。 双氰胺分解为氰基胺的反应是可逆反应。 将原位红外、一维红外与二维红外三者结合是阐明热固性树脂固化反应机理的非常有效的手段。     

移动窗口二维相关光谱技术

移动窗口二维相关光谱是一种新的二维相关分析方法,它将移动窗口的概念和二维相关分析方法有效地结合在了一起,利用移动窗口将庞大的光谱数据按矩阵分割成若干个便于操作的子矩阵,用二维相关光谱分别处理,将得到的结果综合分析,用以光谱变量和扰动变量为坐标的等高图表现出来,从中可以非常直观地观察出光谱强度在扰动变量方向上的变化,进而找出引起光谱强度突变的特征扰动点。本文主要介绍了移动窗口二维相关光谱的计算方法、基本特征、影响因素和实际应用,同时还详细介绍了以它为基础改进得到的扰动相关移动窗口二维相关光谱。扰动相关移动窗口二维相关光谱包括同步图和异步图,它不仅能很好地反映出引起光谱强度突变的特征扰动,还能详尽地描述出光谱强度在扰动过程中的变化情况。     

二维相关红外光谱法与阿胶的真伪鉴别

采用傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)和二维相关红外光谱技术(2D-IR)对几种阿胶进行了真伪鉴别。实验结果表明,伪品阿胶和黄明胶与标本东阿阿胶的谱图较为相似,尤其是黄明胶与阿胶极其相似,仅仅在1648cm^-1的酰胺I带的吸收峰和东阿阿胶有9个波数的区别;不同批次和厂家的正品阿胶的红外光谱图更为相似,难以区分开,借助于二维相关红外光谱法,获取了物质的微观结构信息,提高了谱图的分辨率,几种真品阿胶得到了直观有效的鉴别。     

红外光谱法对肉苁蓉径向不同部位的分析与评价

采用傅里叶变换红外光谱、二阶导数谱和二维相关红外光谱技术对肉苁蓉由表及里3个部位的药材粉末及其水提物和醇提物进行了分析与评价研究.结果表明,肉苁蓉不同部位的一维光谱非常相似,三者相似系数分别为0.9605,0.944和0.976;二阶导数谱中峰位和峰强的差异明显.1430～1700 cm-1范围内的二维相关谱中皮部自动峰有3个,而中部及髓部均为4个,更直观的反映出三者的差异.不同部位水提物和醇提物的分析结果进一步明确了肉苁蓉皮部芳香类、环烯醚萜类及糖苷类物质与中部和髓部存在明显不同,而髓部的水溶性多糖、半乳糖醇和苯乙醇苷类物质均高于其它部位.可见红外光谱法结合二维相关红外光谱技术为同种药材不同部位的细微差异分析和评价提供了一种快速、全面和客观的方法和手段.     

松杉灵芝不同部位的红外光谱分析研究

采用红外光谱三级鉴定法对松杉灵芝菌盖、表皮、菌柄、子实体不同部位的红外光谱图进行了整体分析。结果表明:松杉灵芝的各部位均含萜类、甾醇类、氨基酸、多肽、蛋白质和糖苷类等物质。在松杉灵芝的一维红外光谱中,菌盖的1 649cm-1峰的相对强度明显比表皮、菌柄和子实体强,说明菌盖中所含的氨基酸、多肽、蛋白质物质的量比其它部位高;在二阶导数谱中,四者在1 720~1 600cm-1范围内峰形差别较大,进一步说明松杉灵芝不同部位所含氨基酸、多肽、蛋白质物质不一致;而二维相关红外光谱中,各部位自动峰的数目、峰位置和峰相对强度都有所不同,可推断松杉灵芝各部位本身所含的糖苷类物质是不一致的。     

二维相关红外光谱与奶粉的品质分析

采用红外光谱法(FT-IR)并结合二阶导数谱对几种奶粉产品进行了无损快速鉴别。结果表明：不同脂肪含量的奶粉其最主要的差别直观地表现在1747cm^-1对应的脂肪C=O吸收峰强度的不同;同理,不同糖含量的奶粉红外谱图上的主要差别就体现在糖的特征峰带(1150—900cm^-1)的强度上。最后,采用二维相关红外光谱法(2D-IR)对全脂奶粉和全脂甜奶粉进行了热扰动过程研究,发现由于糖类物质的加入,奶粉蛋白成分在常温下变得相对稳定。该法为研究奶粉的稳定性提供了一条新的途径。     

傅里叶变换红外光谱和傅里叶变换拉曼光谱法无损鉴别药材的真伪

利用傅里叶变换红外（FT-IR）和近红外傅里叶变换拉曼（NIR FT-aman）光谱法对大黄（西宁大黄）与伪品大黄（华北大黄、山大黄、水根大黄）进行了无损快速的鉴别。结果表明：尽管正品大黄与伪品大黄差别较小，有大部分的化学成分有很大的相同之处，但在红外、拉曼谱图中各自的特征峰较突出，根据谱峰的强度和位置可容易地将它们区别开来。红外和拉曼光谱法相互印证，相互补充，具有快速、准确、操作简单、重复性好、不需对样品进行分离提取，可直接鉴别等特点。     

基于曲线拟合的形态相似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仪测试了形态相似的灰疣鹅膏菌、灰绒鹅膏菌和灰褶鹅膏菌的光谱,结果显示,它们的傅里叶变换红外光谱主要由蛋白质和多糖的振动吸收带组成,其蛋白质的吸收频率略有差。选择酰胺I带(中心频率1647cm-1)进行傅里叶自去卷积和曲线拟合处理后3种鹅膏菌中蛋白质在酰胺I带的吸收峰都由12个子峰叠加而成,其中在无序(1650cm-1)、α螺旋(1658cm-1)和β转角结构(1666cm-1)的振动吸收峰上,灰褶鹅膏菌吸收峰的面积百分比分别是20.98%、4.47%和17.14%,明显地区别于其它两种鹅膏菌(灰疣鹅膏菌:10.26%、12.58%和7.71%;灰绒鹅膏菌:14.33%、9.76%和8.83%)。在1683cm-1处的β转角吸收峰上,灰绒鹅膏菌吸收峰的面积百分比是1.92%,明显小于其它两种鹅膏菌(灰疣鹅膏菌:8.03%;灰褶鹅膏菌:6.65%)。研究表明:傅里叶变换红外光谱技术能提供大型真菌所含蛋白质二级结构信息。     

热解/红外光谱联用技术用于热解反应的快速检测

详细介绍了快速热解装置CDS2000／红外联用仪(Py／FTIR)的特点。带有样品的热解探头插入并固定在接口装置上，接口装置可直接置于FTIR的光路中，对热解产物进行直接、快速检测，并且可分析重质热解产物。CDS2000热丝裂解器具有极快的升温速度，升温速度从0．01℃／min到20000℃／s，可以有效避免热解过程中的二次反应，有助于推断结构和热解机理；另外，本文对CDS2000／FTIR热解／红外联用仪使用过程中的有关参数进行了分析，如分辨率的选择。本文应用CDS2000／FTIR联用仪对PVC、生物质和模型化合物进行了热解实验，取得了满意的结果。