拉曼光譜儀在化學研究中的應用

拉曼(man)光譜(pu)在有(you)機化學(xue)(xue)方(fang)面主(zhu)要是用(yong)(yong)作結構(gou)(gou)鑒(jian)定和分子相互作用(yong)(yong)的手段，它與紅外(wai)光譜(pu)互為補充(chong)，可以(yi)鑒(jian)別(bie)特殊的結構(gou)(gou)特征或特征基團。拉曼(man)位移(yi)的大小、強(qiang)度及(ji)拉曼(man)峰形狀是鑒(jian)定化學(xue)(xue)鍵、官能團的重要依(yi)據(ju)。利(li)用(yong)(yong)偏振(zhen)特性，拉曼(man)光譜(pu)還可以(yi)作為分子異構(gou)(gou)體判(pan)斷的依(yi)據(ju)。

在無(wu)機化(hua)(hua)合物中金屬離子和配(pei)位體間的(de)共價鍵(jian)常具(ju)有拉(la)曼活性(xing)，由此(ci)拉(la)曼光譜(pu)可提供有關配(pei)位化(hua)(hua)合物的(de)組成(cheng)、結構(gou)和穩定性(xing)等信息(xi)。另外(wai)，許(xu)多無(wu)機化(hua)(hua)合物具(ju)有多種晶型(xing)結構(gou)，它們具(ju)有不(bu)同(tong)的(de)拉(la)曼活性(xing)，因此(ci)用拉(la)曼光譜(pu)能測定和鑒(jian)別(bie)紅外(wai)光譜(pu)無(wu)法(fa)完成(cheng)的(de)無(wu)機化(hua)(hua)合物的(de)晶型(xing)結構(gou)。

在催(cui)化(hua)化(hua)學中(zhong)，拉曼光譜(pu)能夠提供催(cui)化(hua)劑本身以(yi)及表面(mian)上(shang)(shang)物種的(de)結(jie)(jie)構(gou)信息，還可以(yi)對催(cui)化(hua)劑制備過程進行實(shi)時研究。同(tong)時，激光拉曼光譜(pu)是研究電(dian)極/溶液界(jie)面(mian)的(de)結(jie)(jie)構(gou)和(he)性(xing)能的(de)重要(yao)方法，能夠在分(fen)子(zi)水平上(shang)(shang)深入研究電(dian)化(hua)學界(jie)面(mian)結(jie)(jie)構(gou)、吸附(fu)和(he)反(fan)應(ying)等基礎問題并應(ying)用于電(dian)催(cui)化(hua)、腐蝕和(he)電(dian)鍍等領(ling)域。

2、拉曼光譜儀在生物學研究中的應用

拉(la)曼光譜(pu)是研(yan)究生(sheng)物(wu)大(da)分子的有力手段，由(you)于水的拉(la)曼光譜(pu)很弱、譜(pu)圖(tu)又(you)很簡單，故拉(la)曼光譜(pu)可以(yi)在接近自然(ran)狀態、活(huo)性狀態下來(lai)研(yan)究生(sheng)物(wu)大(da)分子的結構及其變化。

生物大分子的拉曼光譜可(ke)以同(tong)時(shi)得到許多寶貴(gui)的信息(xi)：

(1)蛋白質二級結構：α-螺(luo)旋(xuan)、β-折疊、無規卷曲及β-回轉

(2)蛋白質主鏈構像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振(zhen)動

(3)蛋(dan)白質側鏈(lian)構像(xiang)：苯丙氨(an)酸、酪氨(an)酸、色氨(an)酸的(de)側鏈(lian)和后二者的(de)構像(xiang)及存在形式隨其微環境的(de)變化(hua)

(4)對構像(xiang)變化(hua)(hua)敏感的(de)羧(suo)基(ji)、巰基(ji)、S-S、C-S構像(xiang)變化(hua)(hua)

(5)生物膜的脂肪酸碳氫(qing)鏈旋轉(zhuan)異構現象。

(6)DNA分子(zi)結構以及(ji)和DNA與其他分子(zi)間的作用。

(7)研究脂類和生物膜的相互作用、結構、組(zu)分等(deng)。

(8)對生物膜(mo)中蛋白質(zhi)與脂質(zhi)相互(hu)作用(yong)提供重要信息。

3、拉曼光譜技術在寶石研究中的應用

拉曼(man)光譜(pu)技術(shu)已被**地(di)(di)應用于(yu)寶(bao)(bao)石學研(yan)究(jiu)和寶(bao)(bao)石鑒定(ding)領域。拉曼(man)光譜(pu)技術(shu)可以準確地(di)(di)鑒定(ding)寶(bao)(bao)石內部的(de)包裹體，提供寶(bao)(bao)石的(de)成(cheng)因(yin)及產地(di)(di)信息(xi)，并(bing)且可以有效、快(kuai)速、無損和準確地(di)(di)鑒定(ding)寶(bao)(bao)石的(de)類別--天(tian)然寶(bao)(bao)石、人工合成(cheng)寶(bao)(bao)石和優化處(chu)理寶(bao)(bao)石。

(1)拉(la)曼光譜儀在寶石包(bao)裹體研究中的應用

拉(la)(la)曼光譜(pu)(pu)可(ke)(ke)以(yi)用于寶(bao)石包(bao)裹體化(hua)學(xue)成(cheng)分的(de)定(ding)性、定(ding)量檢測，利用拉(la)(la)曼光譜(pu)(pu)技(ji)術研究礦物(wu)內的(de)包(bao)裹體特征，可(ke)(ke)以(yi)獲得有關(guan)寶(bao)石礦物(wu)的(de)成(cheng)因及(ji)產地的(de)信(xin)息(xi)。

(2)拉曼光譜儀(yi)在寶石鑒定(ding)中的應(ying)用(yong)

拉曼光譜測試的微(wei)區(qu)可達(da)1-2um，在寶(bao)石(shi)鑒定中(zhong)具有明顯的優勢，能夠探測寶(bao)石(shi)極其微(wei)小的雜(za)質、顯微(wei)內含物和人工(gong)摻雜(za)物，且(qie)能滿(man)足(zu)寶(bao)石(shi)鑒定所必(bi)須(xu)的無損、快速的要(yao)求。

另外(wai)，拉(la)曼顯微鏡的(de)共聚焦設計(confoal)可以(yi)實現在(zai)不(bu)破壞樣品的(de)情況下對樣品進行不(bu)同(tong)深(shen)度的(de)探測(ce)而同(tong)時*排除其(qi)他深(shen)度樣品的(de)干(gan)擾信(xin)息，從(cong)而獲(huo)得(de)不(bu)同(tong)深(shen)度樣品的(de)真實信(xin)息，這在(zai)分(fen)析(xi)多層材(cai)料時相當有(you)用。共焦顯微拉(la)曼光譜技術有(you)很好的(de)空(kong)間分(fen)辨(bian)率，從(cong)而可以(yi)獲(huo)得(de)界(jie)面過(guo)程中物(wu)種(zhong)分(fen)子(zi)變化情況、相應的(de)物(wu)種(zhong)分(fen)布、物(wu)種(zhong)分(fen)子(zi)在(zai)界(jie)面不(bu)同(tong)區(qu)域的(de)吸附取(qu)向等。

4、拉曼在文物研究中具有“得天獨厚”的優勢

拉(la)(la)曼(man)(man)光(guang)譜(pu)是一種以拉(la)(la)曼(man)(man)散射為基礎的(de)分子(zi)光(guang)譜(pu)分析方(fang)法，文物(wu)界選擇拉(la)(la)曼(man)(man)，正是看中了其“得(de)天獨厚”的(de)優勢—無損。而且拉(la)(la)曼(man)(man)光(guang)譜(pu)樣品需求(qiu)量(liang)少，具(ju)有高的(de)空間分辨率，檢測(ce)過程簡單，越來越多的(de)被應用在(zai)文物(wu)研究領域(yu)。

拉曼光譜的分析方向

拉(la)曼光(guang)譜儀(yi)分(fen)析(xi)技術(shu)是以拉(la)曼效(xiao)應為基礎建立起來的分(fen)子結(jie)構(gou)表征技術(shu)，其信號來源(yuan)與分(fen)子的振動和轉動。

拉曼光譜的(de)分析(xi)方向有：

定性(xing)分析：不同的物質具有不同的特征光譜(pu)，因此可以通過光譜(pu)進(jin)行定性(xing)分析。

結(jie)(jie)構分(fen)析(xi)：對光(guang)譜譜帶(dai)的(de)分(fen)析(xi)，又是進行(xing)物(wu)質結(jie)(jie)構分(fen)析(xi)的(de)基(ji)礎(chu)。

定量分析：根據物質對光(guang)譜的吸光(guang)度(du)的特點，可以對物質的量有很好的分析能力。

拉曼(man)光譜儀用于分(fen)析的(de)優點(dian)(dian)和缺點(dian)(dian)

1、拉(la)曼光譜用于(yu)分析(xi)的優點

拉曼光譜的分(fen)析方法不需要(yao)對樣(yang)品(pin)進行(xing)前(qian)處理(li)，也沒有(you)樣(yang)品(pin)的制備過程，避免了一些(xie)誤差的產生，并且在分(fen)析過程中(zhong)操作簡便，測定時間短，靈敏度(du)高等優點

2、拉曼(man)光譜用于分析的不足(zu)

(1)拉曼散射面積

(2)不同(tong)振動峰重疊(die)和拉曼散射強度容易受光學(xue)系統參數等因(yin)素(su)的影(ying)響

(3)熒光現象對傅立葉變換拉曼光譜分析(xi)的干擾(rao)

(4)在進(jin)行傅立(li)葉變換光(guang)譜分析時，常出現曲線的非(fei)線性的問題(ti)

(5)任何(he)一物(wu)質的(de)(de)引入(ru)(ru)都會對(dui)被測體體系帶來某(mou)種程度的(de)(de)污(wu)染，這等于引入(ru)(ru)了一些誤(wu)差的(de)(de)可能性，會對(dui)分析的(de)(de)結(jie)果產生一定的(de)(de)影響。