现代仪器分析与技术思考题
一、近红外光谱分析
? 近红外吸收光谱与中红外吸收光谱有何关系及差别 ?
答 : 近 红 外 谱 区 是 介 于 可 见 谱 区 与 中 红 外 谱 区 之 间 的 电 磁 波 , 其 范 围 为
12800~3960cm
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(780~2526nm) 。近代研究证实,该区域的吸收主要是分子中 C-H、N—H、 o
—H基团基频振动的倍频吸收与合频吸收产生的。
? 近红外光谱区的吸收峰,主要是哪些基团的何种振动形式的吸收产生的?
答:由 X—H(X=C, N,O,S)键的伸缩振动所产生。
? 近红外光谱分析有哪些特点 ?
(1) 答:由于近红外光谱的产生来自分子振动跃迁的非谐振效应, 能级跃迁的概率较低, 与
中红外谱图相比,其语带较宽且强度较弱,特别在短波近红外区域,主要是第三级倍
频及一、二级倍频的合频,其吸收强度就更弱。
(2) 因为物体对光的散射率随波长的减少而增大, 所以与中红外区相比, 近红外谱区光的波
长短,散射的效率高,因此近红外谱区适合做固体、半固体、液体的漫反射光谱或散
射光谱分析,可以得到较高的信噪比,较宽的线性范围。
(3) 近红外光谱记录的倍频、 合频吸收带比基频吸收带宽很多, 这使得多组分样品的近红外
光谱中不同组分的谱带、同一组分中不同基团的谱带以及同一基团不同形式的倍频、
合频谱带发生严重的重叠,从而使近红外光谱的图谱解析异常困难。
(4) 近红外分析的缺点。 谱带重叠. 特别对复杂体系, 光谱信息特征性不足,没有定性鉴别
优势;灵敏度较差,特别在近红外短波区域,对微量组分的分析仍较困难。
? 试述近红外光谱的用途。
答: (1) 药物和化学物质中水分的含量测定
由于水分子在近红外区有一些特征性很强的合频吸收带, 而其他各种分子的倍频与合频吸收
相对较弱, 这使近红外光谱能够较为方便地测定药物和化学物质中水分的含量。 近红外法避
免了空气中水分的干扰。
(2) 药物鉴别分析
对药物和其他化学物质进行可靠的鉴定是分析试验室一项重要的任务, 这种鉴定可基于近红
外光谱分析技术进行。 采用主成分分析和偏最小二乘算法进行光谱的特征选择, 可实现对不
同原料药和不同剂量的同种药物制剂的区分。
(3) 制药过程分析
制药过程分析是药物分析的一个重要研究内容。 近红外光谱分析的最大特点是操作简便、 快
速.可不被坏样品进行原位测定,可不使用化学试剂,不必对样品进行预处理,可直接对颗
粒状、固体状、糊状、不透明的样品进行分析。
(4) 生命科学领域
在生命科学领域, NIR用于生物组织的表征.研究皮肤组织的水分、蛋白质和脂肪。除此之
外, NIR还用于血液中血红蛋白、血糖及其他成分的测定,均取得较好的结果。
二、拉曼光谱分析
? 试述拉曼光谱法与红外吸收光谱法的关系与区别。
答:拉曼光谱与红外光谱都是研究分子的振动. 但其产生的机理却截然不同。 红外光谱是由
于极性基团和非对称分子,在振动过程中吸收红外光后,发生永久偶极矩的变化而产生的。
拉曼散射光谱产生于分子诱导偶极矩的变化。非极性基团或全对称分子.其本身没有偶极
短.当分子中的原子在平衡位置周围振动时, 由于人射光子的外电场的作用, 使分子的电子
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