拉曼光谱与中红外光谱融合技术快速定量食用酒精的乙醇浓度

目的利用拉曼光谱与中红外光谱的数据融合技术实现对食用酒精乙醇浓度(酒精度)的快速定量检测。方法首先,分别采集不同浓度食用酒精水溶液的拉曼光谱与中红外光谱。其次,采用多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、卷积平滑(Savitzky-Golay,S-G)、一阶求导的方法对原始数据进行预处理。然后,基于自举软缩减法(bootstrapping soft shrinkage,BOSS)和无信息变量消除算法(uninformative variable elimination,UVE)分别对预处理后的光谱数据进行特征提取,并利用X-Y距离样本集划分法(sample set partitioning based on joint X-Y distance,SPXY)将光谱数据划分为校正集和预测集。最后,建立基于拉曼光谱-中红外光谱数据融合的偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)食用酒精乙醇浓度预测模型,并利用麻雀搜寻算法优化的混合核极限学习机算法(sparrow search algorithm-optimized hybrid kernel extreme learning machine,SSA-HKELM)提升预测性能,实现对不同浓度食用酒精的快速、准确定量检测。结果与拉曼光谱数据、中红外光谱数据以及中红外与拉曼光谱的数据层融合构建的预测模型相比,中红外光谱与拉曼光谱特征层融合数据构建的预测模型具有更好的预测性能。其中,最优模型的校正集均方根误差(root mean squared error of calibration set,RMSEC)为0.98314,校正集决定系数(R_(c)^(2))为0.99634,预测集均方根误差(root mean squared error of prediction set,RMSEP)为1.03256,预测集决定系数(R_(p)^(2))为0.99036。结论中红外光谱与拉曼光谱特征层融合预测模型可以实现对不同浓度食用酒精的高效定量检测,为食用酒精的质量检测提供了有效的理论支持与技术保障。

新精活物质乙卡西酮红外和拉曼光谱的理论与实验研究

基于密度泛函理论,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平对新精神活性物质乙卡西酮进行结构优化,并在相同水平计算了其拉曼光谱和红外光谱.使用标准样品,实验测定了乙卡西酮的拉曼光谱和红外光谱,实验结果与理论计算非常吻合.势能分布(Potential energy distribution,PED)分析对谱峰进行了归属,实验和理论研究对照表明,乙卡西酮的拉曼特征峰为1001、1599、1694、2891、2936和3071 cm-1;红外吸收特征峰为698、1694、2734和2934 cm-1.研究发现,乙卡西酮苯环结构、C=O对拉曼光谱和红外光谱影响较为明显,而拉曼光谱结合红外光谱将更加有助于卡西酮类物质的鉴定,取代基团对光谱的贡献是区分卡西酮类物质的关键.本研究提供了乙卡西酮的拉曼光谱和红外光谱,并对其进行了归属,研究将对乙卡西酮及其它卡西酮类物质的光谱法快速鉴定提供重要借鉴和参考.

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。

高品质危地马拉绿色翡翠的红外光谱及拉曼光谱特征

翡翠自传入中国以来便深受人们喜爱,是当下中国宝玉石市场上最大宗的玉器产品之一。一直以来,高品质翡翠主要来自缅甸,但由于缅甸国内局势的动荡,加上翡翠矿产资源接近枯竭,高品质缅甸翡翠越来越少。在此背景下,危地马拉翡翠逐渐被开发,陆续进入中国市场。目前已有G.E.Harlow^([1])、何立言^([2])、陈全莉^([3])、徐泽彬^([4])、薛皓予^([5])、甄翠玲^([6])、王礼胜^([7])、邢碧倩^([8])等对危地马拉翡翠的宝石学性质、矿物组成、结构构造和化学成分等进行了研究。然而,危地马拉翡翠颜色丰富,品种多样,成分复杂,前人的研究多针对早期出现在市场上的“蓝水料”“永楚料”或是一些品质一般的灰绿色品种展开。但是,随着危地马拉矿产资源的开发,出现一种被称为“玛雅绿”高端绿色翡翠产品,其品质在一定程度上可以媲美高端缅甸翡翠,已成为翡翠市场上高品质绿色翡翠的重要来源之一。目前对该品质危地马拉翡翠的谱学研究相对薄弱,对这种“玛雅绿”翡翠的认识模糊,检测机构开展有关的工作仍然存在问题。为了解决上述问题,本研究对36颗圆弧状高品质危地马拉绿色翡翠(“玛雅绿”)样品进行了常规宝石学、红外光谱以及激光拉曼光谱测试,系统地研究其谱学特征和矿物组成特征,以期为鉴别来自危地马拉高品质绿色翡翠样品提供重要参考。该类危地马拉翡翠样品呈现鲜艳浓郁绿色,玻璃光泽,质地细腻,少部分样品边缘有极轻微灰色调。在白板上目视观察,透过样品,清晰可见底部刻画线条影像,很难见到内部和外部特征。翡翠样品的相对密度3.27~3.35,平均值3.32,各样品折射率相差不大,均为1.66(点测)。结果表明,高品质绿色翡翠样品的红外光谱在400~1600 cm^(-1)范围内出现了412、448、524、563、648、885、961、1070 cm^(-1)处的吸收峰,与绿辉石的主要吸收峰较为一致(图2),不同翡翠样品的红外光谱相较于绿辉石的标准谱图有轻微偏移,但峰线组合基本不变。拉曼光谱可进行微区分析,且对晶体结构变化引起的振动变化更为敏感。绿色翡翠样品的主要拉曼位移峰为205、375、681 cm^(-1)和1021 cm^(-1),与绿辉石的拉曼特征峰一致,少部分样品存在点位仍然是绿辉石的拉曼位移峰组合,但其具有向硬玉过渡的特征,可能与Na、Al和Ca,Mg,Fe类质同象替换有关。大多高品质绿色翡翠样品的拉曼谱峰的半高宽较窄且形态尖锐,说明其翡翠结晶度较好。以上测试结果表明高品质玛雅绿翡翠以绿辉石为主要矿物,属于绿辉石质翡翠或硬玉与绿辉石过渡类型的翡翠。

Si—Al—Zr—O系非晶原位晶化过程中的拉曼光谱和红外光谱研究

借助Raman,IR和XRD等技术探讨了Si—Al—Zr—O系非晶在原位受控晶化过程中微结构变化。结果表明,Si—Al—Zr—O系非晶在920℃左右出现网络结构重整,形成了富Si区和富Zr和Al区。在920～950℃间,从富Zr区析出初晶相四方氧化锆,并从富Al区形成Al—Si尖晶石相。随着温度进一步升高,Al—Si尖晶石衍射峰先增强随后消失,同时在1200～1100,1000～700和650～400cm-1观察到莫来石的红外特征峰;当温度升高至1100～1150℃,出现了单斜氧化锆的拉曼特征峰179和193cm-1,同时形成了方石英,四方氧化锆和莫来石成为主晶相。说明在热处理过程中,Al不是以三氧化二铝形式析出而是先形成过渡Al—Si尖晶石相,随后与非晶二氧化硅反应形成莫来石晶相,Zr首先以四方氧化锆析出,高温下有小部分四方氧化锆发生相变转化为单斜相,其中过剩的非晶二氧化硅转化为方石英。

傅立叶变换红外光谱和拉曼光谱对参片的无损鉴别

利用傅立叶变换光谱和拉曼光谱法,直接、快速地测定了不同参片样品,并用计算机比对软件对所测样品的红外、拉曼光谱图进行比较.结果表明,不同品种、不同产地或加工方法不同的参片在高频区有相似的红外、拉曼特征光谱图,但在低频区其特征吸收峰位置和峰高有一定的差异,经计算机比对相关系数进行比较,不同参片的红外光谱图特别是拉曼光谱图仅有微小差别.傅立叶红外光谱技术和拉曼光谱技术用于鉴定分析人参,无需对样品进行分离、提纯,样品用量少,便于直接、快速、简便、有效进行测定.

红外与拉曼光谱技术对食用油掺伪检测研究进展

食用油是人们日常饮食中的必需品,因种类、产地和营养成分等因素不同而价格差异悬殊。不法商家为追求经济利益,将廉价食用油以次充好掺入优质食用油中,损害了消费者合法权益,因此研究食用油掺伪的快速检测方法至关重要。近些年,光谱技术以其简便、快速、无损、低成本等优点成为食用油掺伪的重要检测技术。文章基于近红外、中红外光谱法和拉曼光谱法的基本原理、优缺点以及互补关系,综述了近年来红外和拉曼光谱技术在橄榄油、山茶油等食用油掺伪检测中的研究进展,总结了几种光谱技术在食用油掺伪检测方面存在的问题,并对未来的检测发展方向进行了展望。

原位傅立叶变换红外光谱在有机合成研究中的应用

实时在线原位红外光谱技术以傅立叶变换红外光谱(FTIR)原理为基础,能精确监测反应中重要组分的浓度变化,由于光谱吸收直接与物质浓度相关,通过组分的浓度变化趋势,可以确定关键的反应参数,推断反应机制和反应路径,分析和验证反应动力学,为研究反应动力学和反应机制提供重要信息。因此,FTIR已广泛用于有机合成反应机制和反应动力学的研究以及晶型研究中,为药物研究中高效的合成目标化合物,减少副产物的生成以获得高质量的产品提供了重要的研究工具。本文对近5年来FTIR在有机合成中的应用进行综述。

红外、拉曼光谱的变压器油中糠醛检测方法对比研究

变压器油中的糠醛含量是电力变压器中绝缘老化的重要指标之一,在物质有效识别上红外及拉曼光谱具有检测速度快、分析速率快及无损检测等优势,开展了基于红外、拉曼光谱的变压器油中糠醛检测方法对比,探究适用于变压器油中糠醛红外、拉曼光谱的预处理及定量分析方法。基于傅里叶变换红外光谱仪和激光共聚焦拉曼光谱仪器对实验室配置的糠醛变压器油样检测并采集其光谱数据,采用小波变换、多项式最小二乘法和局部加权回归拟合对采集到的红外及拉曼光谱图进行预处理,综合考虑噪声、分辨率及有效信息丢失等,确定了多项式最小二乘法预处理效果最佳。基于高斯软件建立了糠醛分子模型,通过密度泛函仿真计算,研究了糠醛的红外及拉曼光谱吸收峰归属,结合实验测试光谱图,确定了变压器油中糠醛拉曼、红外检测特征峰分别为1 703和1 704 cm^(-1)。开展了红外及拉曼检测的重复性实验,两种检测方法的相对标准偏差分别为7.21%、 8.67%。通过绘制糠醛红外及拉曼的3D原位光谱图,分析红外及拉曼特征峰面积与不同糠醛浓度变压器油之间的关系,基于最小二乘法建立了变压器油中糠醛检测的红外及拉曼定量分析模型,拟合优度分别为0.998和0.885。对比两种检测方法的定量分析模型预测结果,表明拉曼光谱法检测下限低于红外光谱法,通过多项式最小二乘法预处理的光谱数据所构建的变压器油中糠醛检测红外及拉曼定量分析模型可以很好地预测变压器油中糠醛含量,为相关领域研究提供技术参考。

红外光谱和拉曼光谱法分析玉米种子的成分

采用傅立叶红外光谱法(FTIR)及拉曼光谱分析了玉米种子不同部位的成分。实验表明,不同部位蛋白质、脂类和碳水化合物的特征吸收峰的相对强弱是不同的。玉米种子的胚中这3种物质的特征吸收峰强度较为均匀,差别不大。胚乳中脂类特征吸收峰最强,显示胚乳中脂类占据主导。白色的糊粉层则以碳水化合物为主。而外层黄色部位蛋白质和碳水化合物的吸收峰较强,脂类的吸收峰很小。拉曼光谱分析可以看到玉米种子的类胡萝卜素含量从黄色的外层到胚逐渐降低。

近红外光谱、中红外光谱、拉曼光谱无损检测技术在食用油脂分析中的研究进展

近红外光谱(NIRS)、中红外光谱(MIRS)及拉曼光谱(Raman)技术能对样品进行无损分析,近年来在油脂分析领域表现出极大的应用潜力。本文综述了NIRS、MIRS及Raman技术在油脂分析中的研究进展,具体介绍了油脂脂肪酸组成分析、食用油的掺假鉴别、游离脂肪酸分析、脂肪酸顺反结构和不饱和度分析等方面的应用,并对NIRS、MIRS及Raman技术在油脂分析中的应用前景做了进一步展望。

傅里叶变换红外光谱和近红外傅里叶变换拉曼光谱法无损鉴定中国字画

利用傅里叶变换红外(FTIR)和近红外傅里叶变换拉曼(NIRFTRaman)光谱法鉴定了中国字画,结果表明与荧光光谱法相比,根据谱峰的强度和位置可更容易地将真伪字画区别开来。拉曼光谱和红外光谱相互印证,互相补充,在鉴定中具有快速、准确、操作简单、重复性好、不需对样品进行预处理的优点,适于珍贵字画的无损鉴定。

铝酸钠和含硅铝酸钠溶液的红外光谱和拉曼光谱

应用红外光谱和拉曼光谱系统地研究了苛性比ak=1.5 5 ,Al2 O3 含量分别为 10 0 g/L ,15 0g/L和 2 0 0 g/L的铝酸钠溶液和含硅铝酸钠溶液。结果表明 :溶液中存在Al—O—Al键 ,且随着Al2 O3 含量增加而增多 ;SiO2的存在使得铝酸钠溶液中Al—O—Al键转化为Al—O—Si键 ,随着SiO2 含量增加 ,Al—O—Si键增多。这表明Al—O—Si键比Al—O—Al键更稳定。因此 ,含硅铝酸钠溶液是由Al—O—Al,Al—O—Si,Si—O—Si键和Al—O—H…O—Al氢键结合的成网络状无机高分子溶液 ,而不是过饱和的Al2 O3 溶液。

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。

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－Ｒａｍａｎ）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。

拉曼光谱与近红外光谱技术在药品快速分析中的应用

目的:介绍拉曼光谱法和近红外光谱法的应用现状,为其在药品流通领域打击假劣药品的应用提供参考。方法:以"拉曼光谱""近红外光谱""快速分析""假劣药品""Raman spectroscopy""Near-infrared spectroscopy""Rapid analysis""Counterfeit drug"等为关键词,组合查询1998年1月-2017年9月在中国知网、万方、维普、Pub Med、Elsevier等数据库中的相关文献,对拉曼光谱和近红外光谱技术在化学药、中药、其他制剂和辅料的快速分析中的应用进行综述。结果与结论:共检索到相关文献215篇,其中有效文献42篇。拉曼光谱法可用于定性分析,更适于含水体系,如注射液的分析;近红外光谱法可用于定性和定量分析。两种方法与传统色谱分析法相比具有快速、高效、环保、无损伤检测等优势。上述两种方法可用于化学药、中药、其他制剂和辅料的快速分析以及检查非法添加。但是,上述两种方法目前存在建立的模型覆盖面不够广、模型维护更新慢等问题,未来将由独立模型向光谱数据库、网络化共享的方向发展,并与快速液相色谱、离子迁移谱、射频标签识别等其他快速分析技术相结合,以达到更准确、快速分析的目的。

古代青铜器锈蚀产物的拉曼和红外光谱分析

采用拉曼光谱、傅立叶转换红外光谱等分析方法研究分析山东省蓬莱市登州博物馆馆藏青铜器的锈蚀产物。结果表明,锈蚀产物成分复杂,有蓝铜矿、孔雀石、氯铜矿、副氯铜矿、赤铜矿、白铅矿、黄铅矾、方解石。确认该馆近半数青铜器上出现的"粉状"锈蚀物为"粉状锈",建议尽快对已感染"粉状锈"的器物进行有效隔离和科学保护。

拉曼和红外光谱快速评价原油性质的可行性比较

分子光谱技术如中红外和近红外光谱已应用于原油性质的快速分析,而拉曼光谱在这方面的应用鲜有报道。为探讨拉曼光谱进行原油性质快速分析的可行性,采用拉曼、中红外、近红外3种分子光谱方法结合化学计量学来预测原油的密度、残炭和蜡含量,对3种方法采集原油光谱的重复性和预测原油性质的准确性进行了比较。结果表明,拉曼光谱采集原油信号的重复性差,分析原油性质的准确性较低,在进行原油性质快速分析方面存在较大的局限性。

蓝柱石的高温X射线衍射、差热-热重分析、偏振红外光谱和高压拉曼光谱研究

通过高温X射线衍射(XRD)、差热-热重分析、偏振红外光谱和高压拉曼光谱研究了江西大余的蓝柱石的热膨胀行为、稳定性、羟基峰在(010)面上的强度变化及其常温高压拉曼光谱特征。结果表明,蓝柱石在1273K完全非晶化,其热膨胀系数αV为1.2(1)×10-5+0.16(1)T×10-9/K。蓝柱石在750K开始发生分解反应,最大的反应速率发生在1266K。在蓝柱石的(010)面上,羟基吸收峰在光的偏振方向与c轴夹角为70°和250°时最强,在光的偏振方向与c轴夹角为160°和340°时最弱。在常压至12.3GPa的压力范围内,蓝柱石没有发生相变。通过高压拉曼光谱计算得到了蓝柱石的mode Grüneisen参数的算术平均值为0.52(2)、thermal Grüneisen参数为0.64(2)。另外,根据Grüneisen关系式可以求得thermal Grüneisen参数,其值为0.70(6)。