不同产地酸枣仁切片的拉曼光谱检测及分析

利用拉曼光谱比较不同产地酸枣仁的主要成分组成及含量差异。以酸枣仁切片为研究对象,使用共聚焦显微拉曼光谱仪分析了四个不同产地的酸枣仁主要成分特征峰,得到酸枣仁拉曼光谱及拉曼一阶导数谱,并对其进行振动模式归属分析。不同产地酸枣仁在299,403,790,873,941,1084,1160,1237,1600 cm^(-1)附近处均出现明显的特征峰,不同产地酸枣仁有效成分的特征峰有一定差异,宁夏产地与山东产地的酸枣仁较河北产地与榆林产地皂苷类化合物特征峰弱;酸枣仁有效成分为皂苷类化合物、黄酮类化合物、碳水化合物;酸枣仁的一阶导数谱在237.8,375.9,844.7 cm^(-1)附近处出现尖锐的特征峰,分辨率更高,可以作为鉴定和识别酸枣仁的特征峰。拉曼光谱的特征峰可以作为鉴定和识别不同产地酸枣仁的手段,其结果可为酸枣仁的真伪鉴定及质量监测提供参考。

DFT方法研究木质素单体及二聚体的结构与拉曼光谱

木质素是自然界中第二丰富的天然聚合物,广泛存在于各种陆地植物的木质部中,利用木质素拉曼光谱对植物种类进行快速无损鉴别具有重要的应用价值。但由于木质素大分子构型非常复杂,对其拉曼特征光谱的仿真研究一直存在困难。利用Gaussian16W中包含的B3LYP密度泛函方法结合6-311G(d, p)基组,构建出三种木质素单体及其三种同种木质素单体构成的二聚体以及三种异种木质素单体构成的二聚体,提出了一种利用木质素的三种基本结构单体及其二聚体仿真分析木质素大分子拉曼光谱特征的方法。首先计算了三种单体的基本构型、轨道能级和电子空间分布,并分析了三种木质素单体拉曼光谱和振动模式的特点。随后利用不同组合方式的β-O-4二聚体的光谱谱峰特征,解释了特征谱峰信号位置漂移的成因,提出了判断木质素大分子信号特征的主要依据。研究结果表明,1 712 cm^(-1)谱峰信号最强且位置稳定,振动归属为碳碳双键伸缩振动,该振动归属引起的特征峰可以作为木质素大分子最主要的信号特征;1 642 cm^(-1)谱峰信号振动归属为芳香环骨架振动,仅受芳香环甲基数量影响产生劈裂,该振动归属引起的特征峰不仅可以作为识别木质素大分子最主要的信号特征也可以作为木质素内三种单体含量的判据;1 352 cm^(-1)谱峰信号振动归属为HCCH原子链摇摆振动,附近的特征峰受单体种类和聚合方式共同影响,在木质素大分子拉曼光谱中会形成信号包络,可以作为鉴别木质素的一个辅助判据。该研究对于复杂分子的光谱特征及其物理机制的仿真具有一定的借鉴价值,同时也能为植物检材的拉曼光谱分析方法提供理论指导。

基于比色法和表面增强拉曼光谱双传感系统检测水中的芘

设计了一种基于AgNPs-AuNPs的核-卫星纳米结构检测水样中多环芳烃芘的比色和SERS双通道传感系统。首先将单巯基β-环糊精修饰到纳米金颗粒和纳米银颗粒的表面。受益于氧化态的四甲基联苯胺的触发,当体系中存在多环芳烃芘时,纳米颗粒会自组装形成AgNPs-pyrene-AuNPs的核-卫星结构。芘分子在其中充当分子桥的作用,拉近纳米粒子距离,使得纳米粒子发生一定的聚集。所以芘分子的个数直接影响AgNPs-pyrene-AuNPs的核-卫星结构数量,使溶液颜色发生变化,能够通过目测法建立溶液颜色与芘浓度的关系;组装形成的的核-卫星结构具有非常丰富的“热点”而表现出较强的表面增强拉曼光谱(SERS)活性,可通过SERS方法实现芘分子的高灵敏高特异检测。此结构可通过比色法和SERS方法实现水中芘的高灵敏高特异性检测。该方法可以在25 min内快速完成微量芘的检测,比色法对芘的检出限为3.4μmol·L^(-1), SERS法的检出限为0.42μmol·L^(-1)。根据上述原理,基于AgNPs-PAHs-AuNPs核-卫星结构的SERS传感器可用来检测水样中的多种多环芳烃。这一双通道传感系统提供了一种检测水样中多环芳烃芘的新方法,并为开发多路复用的传感系统提供了新的思路。

表面增强拉曼光谱快速检测香蕉中的苯醚甲环唑和毒死蜱残留

目的 基于双重基底的表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)对香蕉中苯醚甲环唑与毒死蜱进行定性和定量检测。方法 采用银溶胶作为柔性衬底,增强芯片作为固体基底,实现双信号放大策略。选用香蕉这种常见的热带水果作为基质,向香蕉基质中加入不同浓度苯醚甲环唑和毒死蜱标准溶液,利用QuEChERS法对香蕉中农药残留进行提取,通过SERS技术对两种农药进行定量分析。结果 在0.10~5.00μg/mL范围内,苯醚甲环唑和毒死蜱的特征峰强度和浓度之间均满足线性关系,相关系数分别为0.9794、0.9773,方法检出限分别为0.16 mg/kg、0.032 mg/kg。结论 本研究建立了一种基于双重基底的SERS,为香蕉中苯醚甲环唑和毒死蜱农药残留快速检测提供了依据,也为热带水果中农药残留的快速检测提供了方法支持。

过渡金属原子与一氧化碳作用对C—O伸缩振动的红外和拉曼光谱强度的影响

采用杂化密度泛函方法计算了过渡金属M CO分子的基态几何结构和谱学性质。计算结果表明C—O伸缩振动的红外强度明显比M C和弯曲振动模的红外强度大 ;C—O伸缩振动有最大的拉曼散射因子 ,且第四周期和Cu族金属的M CO分子的C—O伸缩振动的拉曼散射因子明显比其他过渡金属的大。

拉曼光谱的16种多环芳烃(PAHs)特征振动光谱辨识

借助密度泛函理论中B3LYP/6-311++G(d,p)方法对美国EPA优先控制污染物中的16种多环芳烃(PAHs):萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、稠二萘、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、二苯并(a,h)蒽、二苯并[g,h,i]芘以及茚苯(1,2,3-cd)芘进行结构优化,并计算拉曼光谱振动频率和去偏振度,在此基础上辨识多环芳烃的拉曼特征光谱。研究显示,16种PAHs的拉曼振动主要分布在3个频区:200~1 000cm-1(指纹区)、1 000~1 700和3 000~3 200cm-1(基团频率区),3个频区主要振动归属分别为环变形(ring def),碳碳伸缩(CCStr)、碳氢摇摆(CHw)及其耦合振动(CCStrCCw),碳氢伸缩(CHStr)。进一步分析显示,指纹区16种PAHs的去偏振度随苯环变形振动对称性增强而降低,在该频区去偏振度最小的频移处苯环呼吸振动的对称性最强,指纹区的峰强也在此处出现最大值。任意PAHs在指纹区的最强峰之间的波数差较大,在显微拉曼光谱的可分辨范围内,因而利用指纹区的去偏振度和最强峰可将16种PAHs逐一识别。烷烃、烯烃、炔烃、醇类和酚类、脂肪醚、芳基烷基醚、醛类、酮类、羧酸、酯类、胺类、腈类、酰胺类、酸酐、芳烃的振动频率和峰强分布不完全一致,利用PAHs与这几类物质拉曼频率和峰强分布的差异可以逐一排出干扰。

ⅢA族环分子GnHnm环伸缩振动拉曼光谱频率与分子芳香性关系的研究

本研究使用量子化学软件Gaussian09,选用杂化密度泛函B3LYP方法,选取6-311G+(d,p)基组,对ⅢA族环分子GnHnm(G=B、Al、Ga,n=3,5-8,m=-2,0)进行几何结构优化,并计算其独立核化学位移(NICS)以及环伸缩振动拉曼光谱频率(RSVRSF)。分析NICS与RSVRSF之间的相关性,探索RSVRSF与分子芳香性的关系。

D3h挂苯中心环芳香性的新判据——环伸缩振动拉曼光谱频率

本研究采用Gaussian09计算程序中的密度泛函理论(DFT),采用6-31g(d, p)基组,对直线型并苯进行几何优化,计算其环伸缩振动拉曼光谱频率(RSVRSF),并且运用B3LYP-GIAO方法计算目标分子的核独立化学位移(NICS)。结果表明:目标分子中心环的NICS与RSVRSF数值间均呈高度相关,理论上预测可以通过实验测定分子中心环的RSVRSF大小来实现实验测定目标分子中心环芳香性大小。

半三明治配合物的芳香性及其与环伸缩振动拉曼光谱频率的相关性

寻找实验上定量测定芳香性分子芳香性大小的方法是科学家一直追求的一个目标,应用拉曼光谱测量半三明治配合物芳香性大小是一项新的尝试。采用Gaussian09计算程序中的密度泛函理论(DFT),对(η6-C6X6)和半三明治配合物[(η6-C6X6)M]n+(X=F～Br,M=Ti～Mn,n=1,2)进行几何优化,并对其几何结构、静电引力、稳定化能ΔE、核独立化学位移(NICS)值及环伸缩振动拉曼光谱频率(RSVRSF)大小进行了理论计算。结果表明:取代苯及其形成的半三明治配合物的NICS值均为负值,均为芳香性分子;取代苯及其半三明治配合物中均存在A1g或A1对称性的RSVRSF,且其峰强度均很大,其NICS绝对值、RSVRSF值均随着F,Cl,Br取代的顺序逐渐减小,均呈高度正相关,且相关性系数均达到0.99以上,理论预测可通过实验测定其RSVRSF值测定该类物质的芳香性大小。

表面增强拉曼光谱技术在多环芳烃检测中的应用

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类致癌性很强的环境污染物。由于PAHs分子不含有能与金属配位或键合的官能团,因此很难利用SERS技术对其进行直接检测。本文综述了近年来表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)光谱在PAHs检测方面的应用和研究进展。并着重介绍最近发展成果,利用分子识别技术对贵金属表面进行修饰,使得利用SERS方法对PAHs进行定性鉴别以及定量的检测成为可能。该方法有望在其他类似体系中应用,为低含量有机污染物的检测提供了一个新的有力工具。

多环芳烃的表面增强拉曼光谱探测与分析

首次实现了以参数优化的金溶胶为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底探测水中痕量的多环芳烃。采用化学还原法制备不同颗粒大小的金溶胶,实验确定了632.8nm激发光下的最优金纳米颗粒的平均粒径为(32±3)nm,并以此金溶胶为基底,探索pH值对多环芳烃增强效果的影响,发现pH=13效果最佳,与pH=6相比谱线绝对强度提高约20倍。以粒径为(32±3)nm,pH=13的金溶胶为活性基底对不同浓度萘、菲、芘溶液进行了SERS光谱探测,探测到的最低浓度分别为20,4和4nmol·L-1,特征峰强与浓度呈线性关系,线性拟合相关系数均在0.985以上,三者混合溶液的SERS光谱可清晰分辨出各自的特征峰。结果表明,该实验所采用的SERS活性基底灵敏度较高,具有广阔的应用前景。

环境水样中五种多环芳烃的表面增强拉曼光谱定量分析

首次以多巴胺一步还原法制备了金纳米溶胶表面增强拉曼散射(SERS)活性基底,实现了水体中多环芳烃(PAHs)的检测.利用紫外可见分光光度计、高分辨透射电子显微镜以及激光粒度仪对金溶胶进行表征,结果表明制备的金溶胶粒径均匀,具有良好的分散性以及稳定性.基于金溶胶表面的多巴胺与PAHs之间的π-π相互作用,完成了对PAHs的定性定量分析,方法检测限为10-5—5×10-7mol·L-1.

碳纳米管晶格振动模及拉曼光谱的研究进展

本文介绍了碳纳米管的结构特征和晶格振动模的理论研究 ,综述了不同方法生长的多壁碳纳米管和单壁碳纳米管拉曼光谱的研究进展。另外 。

硅酸盐熔体团粒结构类声子振动的高温拉曼光谱研究

硅酸盐熔体是典型的近程有序,远程无序的准稳定态分数维体系,文章采用X射线小角散射(SAXS)、低波数拉曼光谱(LWRS)及高温拉曼光谱(HTRS)实时、原位分析等技术,对高温熔融法和溶胶凝胶法合成的CaO-Al2O3-SiO2和Na2O-Al2O3-SiO2系列低维非晶硅酸盐试样进行了团粒结构粒度及其类声子振动频率的定量测定,获得了低温硅酸盐凝胶、高温硅酸盐熔体及其淬火玻璃相均具有纳米级(几个纳米至几十纳米)自相似团粒结构和类声子振动模的重要结论,进而建立了测定高温熔体介观团粒结构粒度的HTRS测定法,结果表明硅酸盐熔体的团粒结构粒度在高温下均会比其室温玻璃相的团粒尺度小,且高温熔体的网络结构基元也向桥氧数减少之基元转变。这些结论为探索自然界岩浆的地球化学特征、岩浆的结晶和演化以及低维硅酸盐材料结构性能的改进提供重要理论依据及信息。

磁性微孔聚合物富集/表面增强拉曼光谱法测定水与土壤中多环芳烃

建立了磁性聚亚苯基共轭微孔聚合物富集/表面增强拉曼光谱法测定水样和土壤中4种多环芳烃的分析方法。待测物经磁性聚亚苯基共轭微孔聚合物吸附萃取,甲醇洗脱后进行SERS检测。结果表明,蒽、芘、荧蒽和苯[α]芘在0.1~10μg/L范围内与其SERS特征峰峰强呈良好的线性关系,检出限为0.03μg/L,回收率为71.6%~115.8%,相对标准偏差不大于13.7%。该分析方法灵敏度高,能够满足实际水样和土壤中4种多环芳烃同时检测的要求。

饱和一元醇类分子拉曼光谱振动峰的归属研究

选用B3LYP/6-31G(d)优化并计算了31种饱和一元醇类分子的拉曼光谱,以甲醇为例,考察了理论计算结果的准确性,分析了碳原子数小于7的直链饱和一元醇拉曼光谱振动峰的归属。研究结果显示,B3LYP/6-31G(d)用于饱和一元醇类分子拉曼光谱振动的模拟计算较为准确,通过饱和一元醇拉曼光谱振动峰归属分析,确认C—O伸缩振动引起的振动峰可作为饱和一元醇类分子拉曼光谱的特征峰;进一步研究还发现,饱和一元醇类分子拉曼光谱的特征峰与其极化率、热力学、能量等主要参数具有显著的相关性(sig.为0.015),为同系物的拉曼光谱研究提供了一定的参考价值。

有机半导体-纳米银复合基底的制备及其在表面增强拉曼光谱中的应用

工业染料的大规模生产和广泛应用给地球生态带来了相当大的影响,对水环境污染非常严重,而传统色谱和光谱工具难以检测到微弱的光谱和化学信息,因此开发便携快速的检测技术至关重要。表面增强拉曼光谱(SERS)是一种与纳米技术相结合的新型分析技术,可以实现单分子量级化学物质的检测,但潜力容易受到SERS基底的增强能力、稳定性等普适性问题限制。研究提出了一种简单而通用的策略,制备了一种基于疏水性有机半导体双(二氰基亚甲基)-封端-二噻吩并[2,3-d;2’,3’-d]苯并[2,1-b;3,4-b’]-二噻吩(4CN-DTmBDT)薄膜为衬底的新型SERS复合基底。首先通过旋涂法制备有机半导体衬底,该π共轭有机半导体具有分子结构可控、生物相容性、光电特性可微调、成膜形态参数可控等优势,衬底表面具有疏水性使纳米银粒子(AgNPs)在其表面形成紧密咖啡环,制备有机半导体-纳米银SERS复合基底,探究基底拉曼信号的增强效果。同时提出了一种该有机半导体与纳米银粒子的协同增强机制,并对增强能力与增强机理进行了相关研究。结果表明,紧密咖啡环的形成减小了银纳米颗粒之间的空间,检测时通过浓缩分析物,从而增强了热点效应。对以有机染料为探针分子罗丹明6G(R6G)的检测限低至1×10^(-8)mol·L^(-1),SERS增强因子(EF)达1.30×10^(6),对于疏水性更优异的PDMS与纳米银粒子复合基底检测限为1×10^(-5)mol·L^(-1),说明单独的纳米银粒子对R6G探针信号增强能力有限,同时证明研究采用的有机半导体与银纳米粒子之间通过协同效应进一步显著提升基底拉曼信号,而且灵敏度高、重复性好。该SERS复合基底对1×10^(-4)和1×10^(-8)mol·L^(-1)R6G染料检测的相对标准偏差(RSD)分别为8.3%和4.7%。实验表明该有机半导体-纳米银复合基底在废水中染料痕量分析领域具有良好的应用潜力。

MMTN晶体与MMTWD晶体的晶格振动及热导率的拉曼光谱研究

采用拉曼光谱技术测量了MMTN(MnHg(SCN)4(C2H5NO)2)和MMTWD(MnHg(SCN)4(H2O)2(C3H7NO)2)两类金属有机配合物晶体的拉曼光谱,并对其晶格振动特征峰进行了指认。依据晶格动力学理论以及声子散射模型,推导了晶体热导率与声子寿命及拉曼谱线半峰宽的关系,计算了晶体的热导率,讨论了该类晶体激光损伤的物理机制。

KDP晶格振动模和生长机制的拉曼光谱研究(英文)

用空间群理论分析和指认了KDP晶体的拉曼活性晶格振动模 ,测量了晶体以及生长溶液的拉曼光谱 ,重点分析了出现在固 /液界面附近的 91 6cm- 1拉曼峰 ,该峰被指认为扭曲的P(OH) 2 集团反对称伸缩振动。依据本文的理论分析和实验测量 ,我们认为H2 PO- 4阴离子集团的二聚物可能是KDP晶体的生长基元。

亚已基硫脲分子的拉曼、红外光谱和简正振动分析

实验测量了亚乙基硫脲分子的拉曼和红外光谱,用量子化学方法计算了分子的几何构型以及振动频率,以实验频率为标准对分子内力场进行了标度,采用简正振动分析方法得到了各振动频率的势能分布,从而对亚乙基硫脲分子的振动频率归属做出了全面指认。