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激光拉曼光谱可定性定量测定

2019.10.30

　　定性鉴别
　　
　　拉曼光谱可提供任何分子中官能基团的结构信息。因此可用来鉴别试验和结构解析。多晶现象可以参照红外的处理。
　　
　　定量测定
　　
　　拉曼谱带的强度与待测物浓度的关系遵守比尔定律：IV=KLCI0其中IV是给定波长处的峰强，K代表仪器和样品的参数，L是光路长度，C是样品中特定组分的摩尔浓度，I0是激光强度。实际工作中，光路长度被更准确的描述为样品体积，这是一种描述激光聚焦和采集光学的仪器变量。上述等式是拉曼定量应用的基础。
　　
　　影响因素
　　
　　zui主要的干扰因素是荧光、样品的热效应和基质或样品自身的吸收。在拉曼光谱中，荧光干扰表现为一个典型的倾斜宽背景。因此，荧光对定量的影响主要为基线的偏离和信噪比下降，荧光的波长和强度取决于荧光物质的种类和浓度。与拉曼散射相比，荧光通常是一种量子效率更高的过程，甚至很少量不纯物质的荧光也可以导致显著的拉曼信号降低。使用更长的波长例如785nm或1064nm的激发光可使荧光显著减弱。然而，拉曼信号的强度与λ-4成比例，λ是激发波长。通过平衡荧光干扰、信号强度和检测器响应可获得zui佳信噪比。测量前将样品用激光照射一定时间，固态物质的荧光也可得以减弱。这个过程被称为光致漂白，是通过降解高吸收物质来实现的。光致漂白作用在液体中并不明显，可能是由于液体样品流动性，或荧光物质不是痕量。
　　
　　样品加热会造成一系列的问题，例如物理状态的改变（熔化），晶型的转变或样品的烧灼。这是有色的、具强吸收或低热传导的小颗粒物质常出现的问题。样品加热的影响通常是可观察的，表现在一定时间内拉曼光谱或样品的表观变化。除了减少激光通量，有许多种方法可用来降低热效应，例如在测量过程中移动样品或激光，或者通过热接触或液体浸入来改善样品的热传导。基质或样品本身也可吸收拉曼信号。在长波傅里叶变换拉曼系统中，拉曼信号可以与近红外的泛频吸收重叠。这种影响与系统的光学以及样品的形态有关。装填和颗粒大小的差异而引起的固体散射的可变性与这种效应有关。然而，由于在拉曼光谱中样品的有限穿透深度和相对狭窄的波长范围，所有这些效应的大小都没有近红外光谱严重。
　　
　　定量拉曼光谱与许多其它的光谱技术不同，它是单光束零背景测量。谨慎地进行样品测定以及使用设计合理的仪器可以使这种变异减到zui小，但是并不能全部消除。所以，的拉曼信号强度很难直接用于待测物的定量。变异的潜在来源是样品的不透明性和样品的不均匀性、照射样品的激光功率的变化以及光学几何学或样品位置的变化。这些影响可以通过能重复的或有代表性的样品处置方式予以减小。
　　
　　由于拉曼信号强度的波动，使用内标是zui普通和有效的减少可变性的方法。内标方法有几种变通选择。可以有目的地加入一种内标，该内标应具有与待测物互不干扰的独特谱带以便检测。在溶液中，也可利用溶剂的独特谱带，因为溶剂随样品不同将相对保持不变。另外，在制剂中，如果赋形剂量大大超过待测组分，则可以使用该赋形剂的峰。在假设激光和样品定位的改变将会同等地影响全光谱的前提下，全光谱同样可以用作参比。
　　
　　样品测定中需考虑的重要因素还有光谱的污染。拉曼是一种可以被许多外源影响掩蔽的弱效应。普通的污染源包括样品支持物（容器或基质）和周围光线。通常，这些问题可以通过细致的实验方法来识别和解

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周锦帆