紅外光譜分析：揭示分子結構的多維途徑

紅外光譜分析（Infrared Spectroscopy, IR）是一種基於分子中原子間振動的光譜學方法，它主要用於研究分子結構和識別化合物。紅外光譜分析中，樣品會被紅外光照射，分子中的化學鍵會吸收特定波長的光，導致分子的振動能級發生改變。這些特定的吸收峰可用於分析化合物的功能團和其他結構資訊。下面介紹幾種不同型別的紅外光譜分析方法：



圖1. 傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）分析

 

一、傳輸紅外光譜（Transmission IR Spectroscopy）

 

1.KBr盤法： 樣品與氯化鉀或溴化鉀混合，壓制成透明碟片進行測量。

 

2.Nujol懸浮液法或KBr懸浮液法： 不溶於KBr的樣品可以與Nujol或KBr粉末混合製成懸浮液進行測量。

 

二、反射紅外光譜（Reflectance IR Spectroscopy）

 

1.ATR-FTIR（衰減全反射傅立葉變換紅外光譜）： 樣品直接置於一個具有高折射率的晶體表面上進行測量，廣泛用於固體、凝膠、液體、薄膜樣品分析。

 

2.DRIFTS（漫反射紅外傅立葉變換光譜）： 適用於固體或粉末樣品，樣品不需要特殊處理。

 

三、光譜顯微技術（Infrared Microspectroscopy）

 

• IR顯微鏡： 能對微小樣品（例如細胞、纖維、微粒等）進行區域性區域的IR光譜分析。

 

四、傅立葉變換紅外光譜（FTIR Spectroscopy）:

 

• FTIR可以應用於透射、反射或微觀紅外光譜。

 

• 它使用干涉儀快速地收集寬頻譜資料。

 

• 由於高解析度和快速掃描能力，FTIR的應用相當廣泛。

 

五、近紅外光譜（Near-Infrared Spectroscopy, NIR）

 

• 這種技術使用的波長較短（通常在800 nm至2500 nm之間）。

 

• NIR主要用於定量分析，特別是在農業、食品和藥品工業中。

 

六、二維紅外光譜（2D IR Spectroscopy）:

• 二維紅外光譜是一種非線性光譜技術，提供關於系統動力學以及結構更多的詳細資訊。

 

• 它在研究生物大分子的結構和動力學方面特別有用。

 

紅外光譜分析在各種領域都有廣泛的應用，例如：

（1）有機化合物分析： 確定不同化學功能團的存在。

（2）無機化合物分析： 識別無機鹽的陽離子和陰離子。

（3）生物科學： 分析脂質、蛋白質和核酸等的結構。

（4）材料科學： 研究聚合物、奈米材料等的性質。

（5）環境和地球科學： 分析土壤、岩石和大氣樣品。

 

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