多重衰减全反射-红外光谱法在复合材料表面分析中的应用

应用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱技术(FTIR-ATR)分析三种不同类型复合材料成分,并运用扫描电镜和光电子能谱方法对结果进行了确证,确定了:1.复合材料密封膜HNP由聚丙烯、(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物和聚酰胺三层材料组成;2.纤维复合膜中间层的粘结材料为聚四氟乙烯;3.金属复合包装膜中聚合物材料为(偏二氯乙烯-丙烯酸酯)共聚物。实验表明FTIR-ATR技术在复合材料表层和夹层中高分子材料成分的分析应用中有明显的优势,简化了繁杂的分离纯化样品工作,方法简单、易于操作。文中对使用FTIR-ATR技术进行定性分析中的若干问题提出探讨。

应用衰减全反射红外光谱无损鉴别中国传统手工纸的方法研究

纤维种类鉴别是古代纸张保护的重要基础工作。探究中国传统手工纸的无损纤维鉴别的方法对中国古籍、档案及纸质文物的研究和保护具有重要意义。该研究应用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATRFTIR)对已知纤维成分的17类64种中国传统手工纸标准样品进行了无损分析,参考纤维素和木质素的红外峰位及部分纸样的X射线衍射(XRD)分析结果确认纸样中的所有红外谱峰归属;并采用分波段比较分析的方法对相似度极高的谱图进行比对分析,分别总结各类纸张在4000~1800、1800~1500、1500~1200和1200~600cm^(-1)四个波段的谱图特征;同时对4cm^(-1)精度的谱图进行二阶导数处理,分别总结各类纸张在1500~1200和1200~900cm^(-1)两个波段的二阶导数谱图特征;最后通过红外结晶指数及其他峰高和峰面积比值计算结果实现对纸类更细致的区分。应用上述方法对16个盲测样品进行了有效性测试,红外分析结果与显微纤维鉴别结果一致,初步证明了该方法在中国传统手工纸无损纤维鉴别上的可行性和有效性。实验结果表明,应用ATR-FTIR无损分析法可对麻、桑构皮、檀皮、瑞香皮和竹几大类原料的传统手工纸纤维类型作出快速而准确的鉴别,对于混料的宣纸也同样适用;但对于显微分析也难以鉴别的亲缘关系较近的植物原料如桑、构皮之间的精细鉴别仍有一定局限性。

原位衰减全反射表面增强红外光谱示踪单原子催化二氧化碳电还原反应中间体的研究进展

电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)涉及多个电子和质子转移,动态演变过程复杂.具有结构简单性和均匀性的单原子催化剂(SACs)是研究上述复杂过程的理想模型催化剂,有利于理解催化构效关系.原位衰减全反射表面增强红外光谱技术为识别单原子催化CO_(2)RR的动态演变过程提供了有利方法.本文总结了原位红外光谱在电催化CO_(2)RR研究中的应用:首先,简要介绍了电化学衰减全反射表面增强红外光谱的表面增强机制;详细探讨了原位衰减全反射表面增强红外光谱技术在研究原子级金属催化剂催化CO_(2)/CORR反应动态演变过程的关键作用;简述了原位红外谱图确定界面水的相关信息以及电极局部pH值的定量方法.原位电化学红外光谱技术加深了对CO_(2)RR反应机制的理解,揭示了催化剂结构、电解质种类、分子吸附方式等对反应活性和选择性的调控规律.尽管研究已取得较大进展,但由于电催化CO_(2)RR的复杂性,学者对该反应的认知仍不够全面和深入,面临的机遇和挑战如下:(1)精准辨识CO_(2)RR关键中间体/生成物.特别是当中间体/生成物的特征峰与其他峰重叠时,精准识别相关特征峰将极具挑战.一方面,需进一步提高原位光谱技术分辨率;另一方面,近年来深度学习算法在光谱分析领域的应用为中间体/生成物混合特征峰的精准识别提供了有效方案,此类算法能建立变量之间的关系,实现光谱中特征信息的智能、精准提取;(2)深入解析CO_(2)RR机理和复杂的反应路径.目前,研究者尚难以通过直接实验手段明确CO_(2)RR路径.原位电化学红外光谱技术结合密度泛函理论(DFT)是明确CO_(2)RR中间体和反应途径的可行方案,能够进一步指导反应条件优化和催化剂结构设计;(3)建立工况下的原位CO_(2)RR机理研究方案.膜电极组件(MEA)电解槽通过使用膜直接连接阴极气体扩散电极和阳极,有效解决了H型反应器的局限性,具有工业应用前景.然而,基于MEA的工况条件CO_(2)RR机制研究鲜有报道.因此,需要开发工况条件下的原位电化学光谱技术,以探究三相界面分子尺度关键中间体/生成物动态演变,并建立工况条件的CO_(2)RR催化构效关系,这将有助于提高工况下的选择性、转化效率,以及实现更高价值的多碳产品的规模生产,并进一步指导高效反应器设计.综上,本文详细综述了原位红外光谱在电化学CO_(2)RR研究中的应用,并对电催化CO_(2)RR目前遇到的问题提出了解决方案,希望对广大科研工作者利用原位红外光谱进一步深入研究电催化CO_(2)RR提供参考和借鉴.

傅里叶变换衰减全反射红外光谱检测血液样本在疾病筛查及诊断的应用进展

傅里叶变换衰减全反射红外(attenuated total reflection Fourier transform infrared,ATR-FTIR)光谱技术以其快速、准确、无创的特点,在生物医学领域尤其是临床血液学检验中显示出巨大潜力。该技术记录样本中分子的振动光谱,提供生物样品内核酸、蛋白质和脂质的化学结构信息,可用于疾病筛查和诊断。ATR-FTIR光谱技术在地中海贫血、艾滋病毒感染、乳腺癌、卵巢癌和脑瘤等疾病中的研究现状和发展情况,提示该技术结合化学计量学方法可实现疾病的快速筛查、诊断与鉴别诊断。ATR-FTIR光谱技术与偏最小二乘法回归模型相结合,以定量法分析人外周血样品中平均红细胞血红蛋白含量、平均红细胞体积和血红蛋白等地中海贫血筛查指标,筛查地中海贫血的灵敏度、特异度分别达到100.0%和95.3%。采用ATR-FTIR光谱技术,基于遗传算法的线性判别分析法,分析血液样本红外图谱中1653 cm-1(酰胺Ⅰ带)、1558 cm-1(酰胺Ⅱ带)、1506 cm-1(环基)和901 cm-1(磷酸二酯伸缩带)处的特征峰,对人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染孕妇血液样本的辨别准确率为89%,灵敏度、特异度分别为83%、92%。采用主成分回归(principal component regression)法对乳腺患者血液ATRFTIR光谱进行识别,其灵敏度与特异度高达92.3%与87.1%此外,ATR-FTIR光谱技术还可应用于生物医学领域的其他方面,如细胞和组织学样本的检测、疾病严重程度的分类等。ATR-FTIR光谱技术展现出广阔的应用前景,但仍面临环境干扰、样本污染等挑战。未来,随着ATR-FTIR光谱技术的优化、发展,其有望在更多疾病的临床血液学检验中发挥重要作用。

衰减全反射红外光谱法鉴定药品包装材料材质

利用衰减全反射-红外光谱法对药用高密度聚乙烯瓶、药用聚丙烯瓶、药用聚酯瓶、聚氯乙烯固体药用硬片、注射用丁基橡胶塞5种常见的药品包装材料进行鉴定。对所得图谱中的主要特征峰进行归属,其中高密度聚乙烯瓶主要有2 916、2 848、1 472、1 462、730、719 cm^(-1)6个特征吸收峰;药用聚丙烯瓶主要有2 950、2 917、2 867、2 837、1 456、1 376、1 359、1 167、997、973、899、841、808 cm^(-1)13个特征吸收峰;药用聚酯瓶主要有1 715、1 409、1 243、1 097、1 017、872、793、723 cm^(-1)8个特征吸收峰;聚氯乙烯固体药用硬片主要有2 962、2 918、2 851、1 733、1 426、1 328、1 253、1 195、1 109、965、832、697 cm^(-1)12个特征吸收峰;注射用丁基橡胶塞有2 950、2 895、1 469、1 389、1 365、1 228、1 086、800 cm^(-1)8个特征吸收峰,从而得到相对应的特征红外图谱。建立了实验室内部的药品包装材料光谱数据库,便于对不能提供其产品红外对照图谱的药品包装材料进行鉴别。

基于红外光谱法和气相色谱-质谱法的两种烷基甲酰吲唑类合成大麻素的结构区分

采用红外光谱法和气相色谱-质谱法对两种烷基甲酰吲唑类合成大麻素ADB-4enPINACA和MDMB-4en-PINACA标准品结构进行区分,并对实际烟丝检材中的这两种化合物进行鉴定。结果显示:ADB-4en-PINACA的特征峰位于3354.1,3208.7,682.3 cm^(-1)处,保留时间19.098 min,母离子m/z 342.2,主要子离子m/z 213.1,241.2;MDMB-4en-PINACA的特征峰位于3411.8,1725.4 cm^(-1)处,保留时间13.238 min,母离子m/z 357.2,主要子离子m/z 213.1,270.1。两种化合物产生差异的原因在于ADB-4en-PINACA末端基团为酰胺基,而MDMB-4en-PINACA末端基团为酯基。采用气相色谱-质谱法对疑似含有ADB-4en-PINACA和MDMB-4en-PINACA的样品进行分析,所得质谱特征峰和标准品的基本一致。

衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法对花生仁霉变的分析

为快速检测贮藏花生的质量安全,对灭菌后的新鲜花生仁样品分别接种5种常见的有害霉菌,并于26℃、相对湿度80%条件下贮藏9 d。利用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FTIR)采集不同贮藏阶段花生样品在4 000~600 cm^(-1)的光谱信息,通过权重分析阐述花生中侵染霉菌后光谱特征的变化,并结合偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分析建立样品有害霉菌污染的定量分析模型。结果表明,不同贮藏阶段样品的峰谱出现明显波动,PLSR模型对单一菌株与多种菌株样品菌落总数的预测精度较高,其中对赭曲霉3.6486处理组样品预测模型相对偏优,有效决定系数(R_p^2)为0.915 7、交互验证均方根误差(root mean-square error of cross-validation,RMSECV)为0.208 0(lg(CFU/g))、剩余预测偏差(residual predictive deviation,RPD)为2.52;对多种菌株预测结果R_p^2、RMSECV、RPD分别为0.780 3、0.358 0(lg(CFU/g))与1.76。应用ATR-FTIR技术对花生受霉菌侵染的状况进行快速分析具有可行性。

衰减全反射-傅立叶变换红外光谱法在金丝桃药材鉴别中的研究

目的:用衰减全反射傅立叶变换红外光谱法鉴别中药材,为中药材提供一种新的鉴定方法。方法:衰减全反射-傅立叶变换红外光谱法结合聚类分析方法定性鉴别金丝桃属药材。结果:可以有效地鉴别金丝桃药材、结果与经典形态分类学的结果基本一致。结论:该方法是一种快速、简便、经济的新型分析技术,可用于中药材的质量控制。

水平衰减全反射-傅里叶变换红外光谱结合化学计量学法应用于三种缩叶藓属植物的分类

采用水平衰减全反射(HATR)-傅里叶变换红外光谱法(FTIR)测定了3种缩叶藓属植物齿边缩叶藓、多枝缩叶藓和中华缩叶藓的红外谱图,运用离散小波变换对吸收较为相似的3种缩叶藓属植物的红外谱图进行特征提取。通过分析比较后选择第三,四分解层进行特征向量的提取,利用所得到的特征变量进行径向基神经网络(RBF-NN)训练,再将训练出来的网络对不同产地的3种缩叶藓属植物的红外谱图离散小波提取后的特征向量进行分类。通过对120个不同样本的验证,说明能够采用基于FTIR-离散小波进行数据压缩后进行特征变量的提取及径向基神经网络分类法对3种缩叶属植物齿边缩叶藓、多枝缩叶藓和中华缩叶藓进行分类。

衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法在中药贴膏剂和皮肤病研究中的应用

采用衰减全反射 -傅里叶变换红外光谱法 (ATR -FTIR)和红外差谱技术研究了用于治疗银屑病贴膏剂的有效中药成分。用差谱技术得到的谱图与超临界流体萃取技术制备的纯有效成分的谱图基本一致 ,表明贴膏剂的制作工艺非常成功 ,药物成分没有与粘着性基质或其它助剂发生化学作用。此外 ,对人体健康皮肤和患银屑病皮肤的ATR红外光谱进行了对比分析。

衰减全反射-傅里叶红外光谱法快速测试干酪根样品

生油母质干酪根是石油地质工作研究的重要对象。文章利用衰减全反射(ATR)技术对干酪根样品进行傅里叶变换红外光谱分析,通过与传统压片法谱图进行峰形峰位特征、结构参数比较,表明:①ATR谱具有与压片法吸收谱类似的谱图特征;②与压片法吸收谱相比,ATR谱的吸收强度较弱;③ATR技术和压片法所获得的红外结构参数具有可比性。由于ATR技术具有无需制样、可以减少水分干扰等优点,因此可以作为干酪根样品快速测试的方法应用于干酪根样品的类型鉴别、热演化程度研究和来源对比。

衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法测定橙子油中柠檬烯的含量

应用衰减全反射傅里叶变换红外光谱法测定橙子油中柠檬烯的含量。柠檬烯的特征峰(1 645.1±1)cm-1为定量测量峰,测定样品在15min内完成。柠檬烯的体积分数在9.60%~76.8%范围内与测量峰峰高呈线性关系。以橙子油样品为基体进行加标回收试验,所得回收率在99.7%~101%之间,测定值的相对标准偏差(n=5)为1.1%。

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIR)的原理与应用进展

傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)在难以制备的样品、无损检测及表面信息的获取等方面具有独特的优势。本文对傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)的基本原理、特点及应用进展进行了较为全面的综述,对从事此方面相关工作的研究具有一定的参考价值。

红外光谱-热导法与半微量开氏法测定煤中氮含量

近几年由于仪器全自动化的普及,实验室在日常检测活动中,往往只重视仪器分析,忽视了化学分析方法的应用,导致检测能力范围局限单一化。本文采用红外光谱-热导法(仪器法)、半微量开氏法分别对煤中氮含量进行测定,通过分析具体实验、方法优缺点、影响因素及注意事项、分析结果审核,使实验人员在测定煤中氮含量的分析结果达到精密度、准确度要求,并建议煤炭检测实验室应采用两种方法相结合的方式开展检测业务。

应用傅里叶变换红外-衰减全反射法和差示光谱法研究甲烷磺酸铜的红外光谱

分别用衰减全反射法 ,石蜡糊差示光谱法及KBr压片法测定了甲烷磺酸铜的红外光谱。通过对结果的对比得出了结论 :甲烷磺酸铜在用KBr压片法制样时发生了固相反应 ,表现为 -SO2 -的不对称伸缩振动吸收峰发生了变化。

建立衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法测定食用油的过氧化值

为减少食用油过氧化值(POV)测定过程中化学试剂的使用量,基于油脂中的过氧化物与三苯基膦(TPP)间的定量反应,通过测定反应产物三苯基氧膦(TPPO)位于542 cm^(-1)处的红外特征吸收峰,建立简单的POV测定方法。将1 mL食用油与40μL TPP的丙酮溶液振荡混合,使用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱仪测定样品反应后的红外光谱,确定TPPO在542 cm^(-1)处的特征吸收峰的峰高,计算油脂的POV。结果表明:TPPO在542 cm^(-1)处的特征吸收峰的峰高D(542)与油脂过氧化值间存在良好的线性关系,28种食用油POV的红外光谱测定结果与国标碘量法测定结果一致,11次平行测定结果的相对标准偏差为2.91%,方法的检出限为0.61 mmol/kg。建立的测定方法具有操作简单、有机试剂使用量小、对实验人员的技术要求低等优点,适合油脂POV的快速筛查。

傅里叶变换衰减全反射红外光谱法的应用与进展

随着傅里叶变换红外光谱仪的应用及化学计量学的发展 ,傅里叶变换衰减全反射红外光谱法(ATR FTIR)成为用传统透过法制样效果不理想 (或制样复杂 )的样品及表层结构分析的有利工具和手段。ATR FTIR技术已应用到纺织、质检、公安等各个领域。目前 ,人们正在针对ATR FTIR的特性 ,开展应用研究。为此 ,文章主要介绍了国内外应用ATR FTIR技术进行深度剖析的研究 ,对材料表面的定性分析 ,组分的定量分析 ,光学纤维与ATR附件的联用技术 ,以及在其他领域 (如运用ATR FTIR技术考察中空纤维的结构及取向变化 ,研究皮肤促进剂的作用机理 )

衰减全反射红外光谱法快速检测沥青性质的研究

沥青质量的优劣直接影响路用性能和公路寿命。其中蜡含量、软化点和针入度是沥青三大重要指标,其分析过程繁冗耗时。提出了一种快速准确的沥青性质检测方法。实验共收集了220个已依照标准方法JTJ052-2000获得蜡含量、软化点和针入度标准值的沥青样品,采用偏最小二乘法(PLS)建立其红外光谱定量模型,交互验证标准偏差(SECV)分别为0.13,0.88,3.18,预测标准偏差(SEP)分别为0.14,1.06,3.90,小于标准方法的再现性偏差,任意选取不同厂家所生产的3个样品进行重复性测试,均满足标准方法的精密度要求。该方法具有重复性好、分析速度快,操作简单,可显著提高沥青的分析效率,在沥青质量检测与评价领域有着光明的应用前景。

衰减全反射傅里叶红外光谱法建模快筛中成药“骨节灵”中的泼尼松龙和醋酸泼尼松龙

对中成药"骨节灵"中添加泼尼松龙和醋酸泼尼松龙的快速筛查方法进行了研究。以抗风湿类中成药"骨节灵"为研究对象,用衰减全反射附件(ATR)采集研究样品的红外光谱(FT IR),用赛默飞公司的TQ Analyst 9软件,采用Discriminant Analysis建立了醋酸泼尼松龙、泼尼松龙两种激素类药物的红外识别模型。用该模型检测了30个供试样品,结果显示阳性样品和阴性样品的识别正确率为100%,误判数为0。

水平衰减全反射傅里叶变换红外光谱法结合化学计量学鉴别问荆与节节草

采用水平衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(HATR-FT-IR)测定中药问荆和同科植物节节草的FT-IR谱,运用连续小波变换(CWT)多分辨率分析法对吸收较为相似的问荆及节节草的FT-IR进行特征提取。选择第8、9、10分解层数下的特征值作为分析的基础,采用FT-IR-CWT-SVM法建立了问荆和节节草识别的模型。通过学习训练,对120个预测样品的识别准确率为90%以上。当采用径向基函数作为核函数时,识别准确率达100%。样品的FT-IR经小波特征提取后的特征值有所差异,采用SVM进行识别可以很好地把两者分类。通过对样品的FT-IR小波变换后所得特征值进行SVM的分类,能够有效地进行区别鉴定形态较为相似的同科植物问荆及节节草。