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紅外光譜鑒別檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-02 07:08:34 更新時(shí)間：2025-08-01 07:08:34

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

紅外光譜鑒別檢測是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、材料科學(xué)、制藥工業(yè)和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的先進(jìn)檢測技術(shù)，其基本原理是基于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)對(duì)紅外輻射的吸收特性。當(dāng)紅外光照射到樣品時(shí)，不同化學(xué)鍵和官能團(tuán)會(huì)吸收特定波長的光，產(chǎn)生獨(dú)特的吸收譜圖，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的定性或定量分析。這種技術(shù)具有非破壞性、高靈敏度、操作簡便和結(jié)果可靠等優(yōu)勢，特別適用于鑒別未知化合物、監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量、檢測污染物或驗(yàn)證材料成分。在制藥行業(yè)，它用于原料藥的真?zhèn)舞b別；在食品安全領(lǐng)域，可快速識(shí)別添加劑或摻雜物；在環(huán)保檢測中，幫助分析大氣或水體中的有機(jī)污染物。紅外光譜技術(shù)的核心在于其能夠提供分子結(jié)構(gòu)的“指紋”信息，通過與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫比對(duì)，準(zhǔn)確識(shí)別物質(zhì)性質(zhì)。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代紅外光譜儀結(jié)合了數(shù)字化和智能化元素，進(jìn)一步提升了檢測效率和精度，使其成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室不可或缺的分析工具。

檢測項(xiàng)目

紅外光譜鑒別檢測可應(yīng)用于多種項(xiàng)目，涵蓋工業(yè)、科研和日常檢測需求。典型的檢測項(xiàng)目包括：化學(xué)物質(zhì)鑒別（如有機(jī)化合物、無機(jī)鹽或聚合物），通過特征吸收峰確認(rèn)分子結(jié)構(gòu)；藥品質(zhì)量控制（如原料藥、輔料或制劑的純度分析），確保符合藥典標(biāo)準(zhǔn)；食品與農(nóng)產(chǎn)品檢測（如添加劑、農(nóng)藥殘留或摻假物質(zhì)篩查），保障食品安全；材料分析（如塑料、橡膠或纖維的成分鑒定），用于產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量監(jiān)控；環(huán)境污染物檢測（如VOCs、微塑料或有機(jī)污染物），追蹤污染源并評(píng)估環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。例如，在制藥領(lǐng)域，紅外光譜常用于鑒別阿司匹林或維生素C的分子結(jié)構(gòu)；在環(huán)保方面，可檢測土壤中的石油烴類污染物。這些項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)快速、無損和高特異性，紅外光譜技術(shù)通過其強(qiáng)大的譜圖庫支持，能高效處理多樣樣本。

檢測儀器

進(jìn)行紅外光譜鑒別檢測的主要儀器是傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR），該設(shè)備通過干涉儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高分辨率和高信噪比的譜圖采集。關(guān)鍵儀器組件包括：紅外光源（如陶瓷或Nernst燈）、干涉儀（Michelson干涉儀用于光程差調(diào)制）、樣品室（支持透射、反射或ATR模式）、檢測器（如DTGS或MCT檢測器）以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)?，F(xiàn)代FTIR光譜儀常配備衰減全反射（ATR）附件，可直接測試固體或液體樣品，無需復(fù)雜制樣；其他輔助儀器包括壓片機(jī)（用于KBr壓片制樣）、顯微鏡（微區(qū)分析）和軟件平臺(tái)（如OMNIC或Spectrum軟件）。儀器選擇需根據(jù)檢測項(xiàng)目定制，例如，便攜式FTIR適用于現(xiàn)場快速篩查，而實(shí)驗(yàn)室級(jí)儀器則用于高精度定量分析。儀器的性能指標(biāo)如分辨率（通常需達(dá)到4 cm?1或更高）和波長范圍（4000-400 cm?1）直接影響檢測可靠性。

檢測方法

紅外光譜鑒別檢測的方法主要包括樣品制備、光譜掃描和數(shù)據(jù)分析三個(gè)步驟。首先，樣品制備是關(guān)鍵：固體樣品可采用KBr壓片法（將樣品與溴化鉀混合壓成透明片）或ATR法（直接接觸ATR晶體）；液體樣品可直接滴入液體池或使用薄膜法；氣體樣品則需充入氣體池。其次，進(jìn)行光譜掃描：將樣品置于儀器光路中，設(shè)置參數(shù)（如掃描次數(shù)16-32次、分辨率4 cm?1），啟動(dòng)FTIR系統(tǒng)采集吸收譜圖。最后，數(shù)據(jù)分析：通過軟件比對(duì)樣品譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜庫（如Hummel聚合物庫或Sadtler譜圖集），識(shí)別特征峰（如羰基峰1700 cm?1或羥基峰3600 cm?1），并結(jié)合峰強(qiáng)度、形狀和位置進(jìn)行定性或半定量評(píng)估。方法強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化操作，包括空白校正和重復(fù)測試，以減少誤差。例如，在藥物鑒別中，方法涉及譜圖與藥典標(biāo)準(zhǔn)的一致性比對(duì)。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

紅外光譜鑒別檢測需遵循嚴(yán)格的國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。核心標(biāo)準(zhǔn)包括：ISO 11358（塑料的熱分析和紅外光譜法），用于高分子材料的鑒別；ASTM E1252（紅外光譜定性分析標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐），指導(dǎo)譜圖解析和報(bào)告要求；中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6040（紅外光譜分析方法通則），規(guī)定儀器校準(zhǔn)和樣品處理流程；以及藥典標(biāo)準(zhǔn)如USP <857>（美國藥典紅外光譜法）或EP 2.2.24（歐洲藥典），專門針對(duì)藥品質(zhì)量控制。這些標(biāo)準(zhǔn)明確了檢測條件（如溫濕度控制）、儀器性能驗(yàn)證（如波數(shù)校正）、譜圖匹配準(zhǔn)則（相似度需大于95%）。此外，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如環(huán)保部的HJ 834（土壤有機(jī)污染物紅外光譜法）也提供具體應(yīng)用規(guī)范。實(shí)施中，實(shí)驗(yàn)室需定期進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣品測試（如聚苯乙烯薄膜校準(zhǔn)）以符合ISO/IEC 17025認(rèn)證要求。