现代波谱分析研究进展 综述
近五年我国近红外光谱分析技术研究与应用进展
近五年我国近红外光谱分析技术研究与应用进展一、本文概述近红外光谱分析技术，作为一种重要的分析手段，在化学、生物、医药、农业、食品、石油等多个领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着科学技术的不断发展，我国近红外光谱分析技术也取得了显著的研究与应用进展。
本文旨在全面梳理和评述近五年我国近红外光谱分析技术的研究动态和应用实践，以期为推动该领域的技术创新和产业发展提供参考。
在概述部分，我们将首先介绍近红外光谱分析技术的基本原理和特点，阐述其在不同领域中的应用价值。
随后，我们将简要回顾近五年我国近红外光谱分析技术的发展历程，包括关键技术的突破、仪器设备的升级以及应用领域的拓展等方面。
在此基础上，本文将重点分析近五年内我国近红外光谱分析技术的主要研究成果，包括理论创新、方法优化以及应用案例等。
我们将展望近红外光谱分析技术的未来发展趋势，探讨其在我国各领域的潜在应用前景和面临的挑战。
二、近五年我国近红外光谱分析技术研究进展近五年来，我国近红外光谱分析技术研究取得了显著进展，不仅在理论深度上有所提升，还在技术应用上实现了突破。
在理论研究方面，我国的科研团队深入探索了近红外光谱与物质分子结构之间的关系，提出了一系列新的分析模型和算法。
这些模型不仅提高了光谱解析的精度，还拓展了近红外光谱技术的应用范围。
同时，随着计算机技术的快速发展，近红外光谱数据处理和分析的速度也得到了显著提升。
在技术应用方面，近红外光谱分析技术在多个领域实现了广泛应用。
例如，在农业领域，通过近红外光谱技术可以快速准确地检测农产品的品质和成分，为农业生产提供了有力支持。
在医药领域，近红外光谱技术被用于药物成分的分析和药品质量控制，确保了药品的安全有效。
在环保、石油化工等领域，近红外光谱技术也发挥着重要作用。
值得一提的是，我国在近红外光谱仪器研发方面也取得了重要进展。
国内科研机构和企业相继推出了一系列性能稳定、操作简便的近红外光谱仪器，为我国近红外光谱技术的普及和推广提供了有力保障。
综述现代波谱分析的进展
综述现代波谱分析的进展学号：150309235 姓名：周静摘要：波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。
它主要包括：紫外——可见光谱、红外光谱、核磁共振、质谱、荧光光谱、拉曼光谱等。
本文对现代波谱分析的新方法、新成就及新应用进行简要的描述。
关键词：波谱法，紫外——可见光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，进展，应用一、紫外——可见光谱法紫外——可见光谱法（也称紫外——可见分光光度法）是根据溶液中物质的分子或离子对紫外——可见光的吸收程度来确定物质的组成、含量，推测物质结构的分析方法。
其应用非常广泛：用于定量分析，定性分析和结构分析；无机和有机物的分析，配合物的组成及解离常数的测定等。
1 紫外可见光谱法的研究进展1.1、动力学光度法。
催化动力学光度法因其灵敏度高所需仪器设备简单而始终保持快速发展的势头。
其测定范围包括无机物、有机物,特别是生物和药物分析中得到较多应用。
例如在邻苯二甲酸氢钾- 氢氧化钠介质中,以钴( Ⅱ) 催化过氧化氢氧化DCF 偶氮胂的褪色反应为指示反应,测定中草药样品中的钴,方法的检出限为216 ×10 - 12 g/ mL。
利用催化反应的激活或抑制作用和酶法进行动力学光度法测定,扩大了方法的应用范围。
1.2、固相光度法。
将有色结合物吸附或萃取在固相离子交换树脂上,再在固相进行光度测定,往往是分离和富集同时完成,也可在高效液相色谱和流动注射分析中应用,利用导数技术可降低或消除噪声的影响,方法简单、快速、灵敏度高、选择性好、易于实现自动操作。
固相分光光度法作为一种新的痕量分析手段正在兴起,不断研究出新的固相载体,与其它技术联用更是增强了它的活力,拓宽了它的应用范围。
1.3、液相色谱和毛细管电泳光度检测。
光度法是液相色谱及毛细管电泳最常用的检测手段。
磁共振波谱分析在颅脑疾病中的研究进展
磁共振波谱分析在颅脑疾病中的研究进展摘要】磁共振波谱分析能客观地反映脑内代谢物的变化，进而反映早期病变的病理改变。
作者从影像学角度归纳了脑血管疾病、神经系统变性疾病、多发性硬化等神经系统疾病在磁共振波谱成像上的不同表现，提示磁共振波谱分析能从影像学角度对颅脑疾病进行早期辅助诊断和预后判断。
【关键词】磁共振波谱分析;颅脑疾病磁共振波谱分析(MRS)是测定活体内某一特定组织区域化学成分的唯一的无损伤技术，是磁共振成像和磁共振波谱技术完美结合的产物。
由于代谢异常通常早于结构的变化，MRS可以检测到常规磁共振不能显示的异常，在神经系统疾病的早期诊断中具有巨大的发展前景。
1． MRS分析的原理是组织内的一些化合物和代谢物的含量以及它们的浓度，由于各组织中的原子核质子是以一定的化合物的形式存在，在一定的化学环境下这些化合物或代谢物有一定的化学位移，并在磁共振波谱中的峰值都会有微小变化，它们的峰值和化学浓度的微小变化经磁共振扫描仪采集，使其转化为数值波谱。
与MRI根据信号的位置得到的解剖图像不同，MRS获得的是各个频率的峰图[1]。
这些化学信息代表组织或体液中相应代谢物的浓度，反映组织细胞的代谢状况。
即磁共振波谱是从组织细胞代谢方面来表达其病理改变的。
2 MRS在颅脑疾病诊治中的作用2.1脑梗死(CI)MRS可反映脑梗死后脑细胞内酸中毒、能量代谢障碍以及脑内一些重要物质的变化，较为完整地反映出缺血性梗死和修复等整个脑梗死的病理生理过程，可对治疗和预后做出较准确的评估与判断。
1HMRS出现异常改变比常规MRI早，临床上脑梗死发生4小时以内的病人，常规MRI常难以显示缺血灶，而MRS改变则很明显，1HMRS的改变不受模糊效应的影响（3W左右）。
对脑梗死的1HMRS出现Lacd的增高是脑梗死早期的一个敏感指标，2-3小时即可出现。
由于在脑梗死的超急性期，CT和MRI常不能检测到梗死灶，而理想的溶栓治疗时间窗≤6 h，且CT和MRI对缺血半暗带的识别能力有限，所以早期诊断对溶栓治疗非常关键。
波谱学综合解析
根据每种波谱分析方法的特长和局限性，我们可以采用综合的方法或侧重利用某些波谱手段来检测不同的样品。
综合解析程序
确定样品纯度
确定分子量、分子式
计算不饱和度
对测定的谱图进行解析
对确定的结果进行检查、复核。
（1）C6H12O
1700cm-1, C=0, 醛,酮 <3000 cm-1, -C-H 饱和烃 两种质子 1：3或3：9 CH3 ：-C(CH3)9 无裂分，无相邻质子
7.98
4.02
1.0
说明该紫外处吸收是典型的饱和酮或醛的 跃进，这一点与IR(1715cm-1)的羰基吸收判断一致。 4．： δ 2.4 ppm（q，2H） δ 2.09ppm（s，3H） δ 1.04ppm（t，3H） 从峰形判断δ2.4与δ1.04相互偶合，是典型的CH3CH2-结构单 元；δ2.09ppm显然符合结构。 5. 根据上述分析,又由于IR在2720cm-1无吸收,1H-NMR中δ9～ 10ppm 范围内无吸收,排除了醛的可能性,推断其结构式为：
69
41
99
86
114 M+
29
700
600
300
0.6
0.4
500
400
200
0.2
0.8
1.0
A
λ/ n m
500
Wavenumbers /(cm-1)
%Transmittance
4000
0
50
100
1000 显地揭示未知物的结构特征，未知物含有什么或不含有什么官能团和化学键，
从谱带位置和强度可以进行判断。
1
2
3
4
综合解析
近年来在各种文献和标准谱库中已积累了大量的红外标准谱图，常可用于未知物的鉴定，即未知样品的处理方法与标准谱图相同时，红外光谱的谱带位置、峰的强度以及峰形与标准谱图完全一致时，就几乎可以肯定两者是同一化合物。近年来又发展了许多检索程序，使未知物的结构鉴定变得比较容易。但对于某种不纯净的化合物，具有同系物、复配物和杂质，未反应的原料和副产物等，使红外光谱的应用受到限制。特别是某些新化合物如果还没有标准谱图，必须用解析谱带归属的方法来推断未知物的结构。
四大波谱基本概念以及解析综述
四大谱图基本原理及图谱解析一.质谱1.基本原理：用来测量质谱的仪器称为质谱仪，可以分成三个部分：离子化器、质量分析器与侦测器。
其基本原理是使试样中的成分在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。
在质量分析器中，再利用电场或磁场使不同质荷比的离子在空间上或时间上分离，或是透过过滤的方式，将它们分别聚焦到侦测器而得到质谱图，从而获得质量与浓度(或分压)相关的图谱。
在质谱计的离子源中有机化合物的分子被离子化。
丢失一个电子形成带一个正电荷的奇电子离子(M+·)叫分子离子。
它还会发生一些化学键的断裂生成各种碎片离子。
带正电荷离子的运动轨迹：经整理可写成：式中：m／e为质荷比是离子质量与所带电荷数之比；近年来常用m／z表示质荷比；z表示带一个至多个电荷。
由于大多数离子只带一个电荷，故m／z就可以看作离子的质量数。
质谱的基本公式表明：（1）当磁场强度(H)和加速电压(V)一定时，离子的质荷比与其在磁场中运动半径的平方成正比(m／z ∝r2m)，质荷比(m／z)越大的离子在磁场中运动的轨道半径(rm)也越大。
这就是磁场的重要作用，即对不同质荷比离子的色散作用。
（2）当加速电压(V)一定以及离子运动的轨道半径(即收集器的位置)一定时，离子的质荷比(m／z)与磁场强度的平方成正比(m／z∝H2)改变H即所谓的磁场扫描，磁场由小到大改变，则由小质荷比到大质荷比的离子依次通过收集狭缝，分别被收集、检出和记录下来。
（3）若磁场强度(H)和离子的轨道半径(rm)一定时，离子的质荷比(m／z)与加速电压(V)成反比(m／z∝1／V)，表明加速电压越高，仪器所能测量的质量范围越小。
就测量的质量范围而言，希望质量范围大一些，这就必须降低加速电压。
从提高灵敏度和分辨率来讲，需要提高加速电压。
这是一对矛盾，解决的办法是在质量范围够用的情况下尽量提高加速电压，高分辨质谱计加速电压为8kV，中分辨为4～3kV。
我国近红外光谱分析技术的研究与应用进展
我国近红外光谱分析技术的研究与应用摘要：对我国近10年来近红外光谱分析技术的研究与应用进展作了较为详细的综述，包括近红外光谱仪器研制、化学计量学方法及软件开发和在各领域的实际应用。
根据国际上近红外光谱分析技术的现状和国内实际情况，提出了今后我国近红外光谱分析技术的发展方向。
关键词：近红外光谱；分析仪器；化学计量学；软件开发；应用Research and Applications of Near InfraredSpectroscopy in ChinaAbstract: The progress of research and applications of near infrared spectroscopical techniques in China in past decade is reviewed,including instrument design,chemometrics algorithm and software development,and applications in various fields. According to the international state of the technique and the practical conditions of our country,the future direction of development of near infrared spectroscopy in China is discussed.Keyword: near infrared spectroscopy;analytical instrument;chemometrics algorithm;software development;applications1．前言近红外光谱（NIR）是近十年来发展最为迅速的高新分析技术之一。
目前，大约有50多个国家和地区开展了NIR的研究和应用工作，特别是一些发达国家表现得尤为突出，这些国家拥有大量的各种类型的NIR分析仪器用于各行各业，有研究型、专用型、便携型，还有直接安装在工业生产线的在线型分析仪。
核磁共振波谱在药物研发中的应用进展
核磁共振波谱在药物研发中的应用进展一、本文概述核磁共振波谱（NMR）是一种强大的分析技术，被广泛应用于化学、生物、医药等多个领域。
特别是在药物研发过程中，核磁共振波谱技术发挥着至关重要的作用。
本文旨在综述核磁共振波谱在药物研发中的应用进展，包括其在药物分子结构鉴定、药物代谢研究、药物作用机制探讨以及新药发现等方面的具体应用。
文章还将讨论核磁共振波谱技术的最新发展趋势，以及在未来药物研发中的潜在应用。
通过深入了解核磁共振波谱在药物研发中的应用，可以为药物研究者提供更加精准、高效的分析手段，推动药物研发领域的持续发展和创新。
二、核磁共振波谱的基本原理与技术核磁共振波谱（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）是一种利用原子核自旋磁矩在非均匀磁场中进行能级跃迁而产生共振信号的技术。
其基本原理基于原子核的自旋磁矩在磁场中的行为。
原子核中的质子和中子都有一定的自旋磁矩，当它们置于外磁场中时，磁矩将沿磁场方向排列，产生能级分裂。
当外加一定频率的射频脉冲时，原子核将吸收能量发生能级跃迁，当射频脉冲撤去后，原子核将释放能量回到低能级，这一过程中产生的共振信号即为NMR信号。
在药物研发中，常用的NMR技术主要包括一维（1D）和多维（2D 或3D）核磁共振谱。
一维核磁共振谱如¹H-NMR、¹³C-NMR等，能够直接提供分子中氢原子和碳原子的化学位移、耦合常数等信息，从而推断出分子结构。
而多维核磁共振谱则能够提供更多关于分子内部空间结构和动态行为的信息，如COSY、NOESY、HMBC等。
近年来，随着NMR技术的不断发展，其在药物研发中的应用也越来越广泛。
例如，通过NMR技术可以快速鉴定和筛选药物候选分子，评估其纯度、结构以及分子间相互作用等。
NMR技术还可以用于研究药物与生物大分子（如蛋白质、DNA等）的相互作用，揭示药物的作用机制和药效学特性。
核磁共振波谱作为一种重要的分析技术，在药物研发中发挥着重要作用。
磁共振波谱分析在脑梗死中的研究进展
·综述·磁共振波谱分析在脑梗死中的研究进展姚于飞 高幼奇 【摘要】 脑梗死占脑卒中的80%耀85%，其死亡率、致残率及复发率都很高，而且随着我国老龄化人口的增多，其发病率亦逐年增加。
在脑梗死的早期，及时诊治对抢救患者的生命、减轻神经功能缺损、改善预后至关重要。
近年来，随着磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）技术的发展，磁共振成像已由大体形态学向功能、代谢及分子诊断水平迈进，对了解各种疾病的生化、病理生理变化、临床诊断、判断疾病预后和治疗效果均有非常重要的意义。
本文对近年来MRS在脑梗死方面的研究进行了综述。
【关键词】 脑梗死；磁共振；波谱Advances of Magnetic Resonance Spectroscopy on Cerebral Infarction Research YAO Yu⁃fei，GAO You⁃qi.Department of Neurology，Jiangxi Provincial People’s Hospi⁃tal，Nanchang330006，ChinaCorresponding author：Gao You⁃qi，E⁃mail：308881019@【Abstract】 Cerebral infarction which takes accounted for80%to85%has a high morbidity，mortality and recurrence rates in all cerebrovascular disorders.Moreo⁃ver，with the rise of aging population in china，its incidence has increased year by year. It is critical on saving the lives，reducing neurological deficit and improving the progno⁃sis of patients timely diagnosis and treatment in the early cerebral infarction.In recent years，with the development of magnetic resonance spectroscopy，magnetic resonance imaging has been forward to the functional，metabolical and molecular diagnosis from general morphology.It is of great significance to understand biochemistry，pathophysi⁃ology，clinical diagnosis，prognosis and therapeutic effect of various diseases.In this paper，recent MRS study in cerebral infarction was reviewed.【Key words】 Cerebral infarction；Magnetic resonance imaging；Spectroscopy 基金项目：十一五国家科技支撑计划资助项目（2008BAI68B03） 作者单位：330006 南昌，江西省人民医院神经内科 通信作者：高幼奇，E⁃mail：308881019@ MRS是一种利用磁共振现象和化学位移作用进行一系列原子核和化合物分析的磁共振新技术。
综述现代波谱分析的进展
综述现代波谱分析的进展学号：150309235 姓名：周静摘要：波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。
它主要包括：紫外——可见光谱、红外光谱、核磁共振、质谱、荧光光谱、拉曼光谱等。
本文对现代波谱分析的新方法、新成就及新应用进行简要的描述。
关键词：波谱法，紫外——可见光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，进展，应用一、紫外——可见光谱法紫外——可见光谱法（也称紫外——可见分光光度法）是根据溶液中物质的分子或离子对紫外——可见光的吸收程度来确定物质的组成、含量，推测物质结构的分析方法。
其应用非常广泛：用于定量分析，定性分析和结构分析；无机和有机物的分析，配合物的组成及解离常数的测定等。
1 紫外可见光谱法的研究进展1.1、动力学光度法。
催化动力学光度法因其灵敏度高所需仪器设备简单而始终保持快速发展的势头。
其测定范围包括无机物、有机物,特别是生物和药物分析中得到较多应用。
例如在邻苯二甲酸氢钾- 氢氧化钠介质中,以钴( Ⅱ) 催化过氧化氢氧化DCF 偶氮胂的褪色反应为指示反应,测定中草药样品中的钴,方法的检出限为216 ×10 - 12 g/ mL。
利用催化反应的激活或抑制作用和酶法进行动力学光度法测定,扩大了方法的应用范围。
1.2、固相光度法。
将有色结合物吸附或萃取在固相离子交换树脂上,再在固相进行光度测定,往往是分离和富集同时完成,也可在高效液相色谱和流动注射分析中应用,利用导数技术可降低或消除噪声的影响,方法简单、快速、灵敏度高、选择性好、易于实现自动操作。
固相分光光度法作为一种新的痕量分析手段正在兴起,不断研究出新的固相载体,与其它技术联用更是增强了它的活力,拓宽了它的应用范围。
1.3、液相色谱和毛细管电泳光度检测。
光度法是液相色谱及毛细管电泳最常用的检测手段。
核磁共振波谱法在多糖结构分析中的应用1
核磁共振波谱法在多糖结构分析中的应用摘要: 多糖功能复杂，有控制细胞分裂和分化，调节细胞的生长和衰老，作为无细胞毒性的免疫促进剂，已发展成为一种免疫方法,但是多糖由于结构复杂使解析结构非常繁琐和困难，使对各种多糖的深入研究受限。
核磁共振波谱法(NMR)是解析物质结构最有效的手段，近年该技术的发展也很迅速。
本文综述了一维核磁共振和二维核磁共振波谱法在多糖结构分析中的应用。
这些技术可以提供如多糖的单糖组成、单糖残基间的顺序、单糖残基在糖苷键中的位置、环状结构的类型和糖苷键的构型等许多信息，成为分析多糖结构不可缺少的工具。
关键词:多糖核磁共振一维核磁共振二维核磁共振多糖功能复杂，有控制细胞分裂和分化，调节细胞的生长和衰老，作为无细胞毒性的免疫促进剂，已发展成为一种免疫方法[1]。
另外，在肿瘤、,血管、肝炎、糖尿病、甚至艾滋病等疾病方面显示出特殊的效果，有些已在临床上广泛应用[2]。
多糖功能是由其结构决定的。
结构是多糖活性的基础，多糖一级结构的研究包括单糖残基的种类和顺序，多糖残基在糖苷键中的位置，环状结构的类型和糖苷键的构型。
而组成多糖的单糖品种繁多，单糖的连接顺序、连接位置的不同以及是否存在侧链使多糖结构更具复杂性，其结构鉴定也更困难。
目前常用的多糖结构分析方法主要分为化学分析法、生物学分析法和物理分析法3大类，其中物理分析法包括核磁共振波谱(NMR)、红外光谱、质谱、x 一射线衍射光谱等[3]。
现将近年来核磁共振波谱在多糖结构分析中的应用进展作一综述。
1 1D NMR谱在多糖结构研究中的应用1．1 1H NMR谱对于多糖分子来说，由于不同糖残基中非异头质子的亚甲基和次甲基的化学位移非常靠近，结果它的 H NMR谱峰严重重叠，大部分质子共振峰出现在δ 3．0～4．0的非常小的区域内，给解析带来困难。
不在共振拥挤区的 H NMR信号被称为“结构信息共振信号”，是分析谱图的突破口。
这种共振信号包括6位脱氧糖的甲基(H一6)和异头质子(H-1)，尤其是异头质子的信号对多糖结构的解析具有重要意义：一方面，其信号的线宽和积分可用于区别糖单元的类型及其相对含量；另一方面，也是最重要的一方面，可根据其化学位移和偶合常数的数值大小，来确定多糖结构中糖苷键的构型。
有机波谱分析的应用
有机波谱分析新应用摘要：有机化学领域内，无论研究何种有机化合物，在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。
近三四十年来，各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。
现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段。
前言利用各种不同波长的电磁波，如长的无线电波或短的X射线来测定有机物质结构的学科,也就是将这些物理方法取得的有关物质内部的某些信息与化学结构联系起来，从而得到有关分子内部的许多细致的情况，如化学键的长短、原子在分子中的取向等；也可用来观察反应进行的情况，推断或验证反应机理和在混合物体系中测定某一个或几个组分的含量等。
波谱解析必须与化学行为结合起来考虑，并且最终以化学反应来证实，二者的关系是相辅相成的。
20世纪60年代以来，波谱学发展很快。
有机合成和天然有机化合物的研究，都离不开波谱学这个有力工具。
目前已经普遍应用的有红外光谱、紫外光谱、质谱法和核磁共振谱等。
四谱的发展，使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。
目前，这四种谱在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途。
同时对有机化学、生物化学等的发展也起着积极的推动作用。
最近几年，随着波谱技术的发展，经过各机构和个人的努力专研，波谱技术又有了新的突破。
1.在环境保护方面的应用近几年，随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是在发展中国家。
环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。
每一个环境污染的实例，可以说都是大自然对人类敲响的一声警钟。
为了保护生态环境，为了维护人类自身和子孙后代的健康，必须积极防治环境污染，而有机波谱在此方面有很大的应用和发展。
水体污染、大气污染、放射性污染等，危害日益严重，化学家们在这些方面经过不懈努力，终于有所突破，水体中的大多数有机污染物在紫外区域有较强的吸收，因此可利用紫外吸光度检测水体中的有机污染物浓度。
综述现代波谱分析的进展
综述现代波谱分析的进展学号：150309235 姓名：周静摘要：波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。
它主要包括：紫外——可见光谱、红外光谱、核磁共振、质谱、荧光光谱、拉曼光谱等。
本文对现代波谱分析的新方法、新成就及新应用进行简要的描述。
关键词：波谱法，紫外——可见光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，进展，应用一、紫外——可见光谱法紫外——可见光谱法（也称紫外——可见分光光度法）是根据溶液中物质的分子或离子对紫外——可见光的吸收程度来确定物质的组成、含量，推测物质结构的分析方法。
其应用非常广泛：用于定量分析，定性分析和结构分析；无机和有机物的分析，配合物的组成及解离常数的测定等。
1 紫外可见光谱法的研究进展1.1、动力学光度法。
催化动力学光度法因其灵敏度高所需仪器设备简单而始终保持快速发展的势头。
其测定范围包括无机物、有机物,特别是生物和药物分析中得到较多应用。
例如在邻苯二甲酸氢钾- 氢氧化钠介质中,以钴( Ⅱ) 催化过氧化氢氧化DCF 偶氮胂的褪色反应为指示反应,测定中草药样品中的钴,方法的检出限为216 ×10 - 12 g/ mL。
利用催化反应的激活或抑制作用和酶法进行动力学光度法测定,扩大了方法的应用范围。
1.2、固相光度法。
将有色结合物吸附或萃取在固相离子交换树脂上,再在固相进行光度测定,往往是分离和富集同时完成,也可在高效液相色谱和流动注射分析中应用,利用导数技术可降低或消除噪声的影响,方法简单、快速、灵敏度高、选择性好、易于实现自动操作。
固相分光光度法作为一种新的痕量分析手段正在兴起,不断研究出新的固相载体,与其它技术联用更是增强了它的活力,拓宽了它的应用范围。
1.3、液相色谱和毛细管电泳光度检测。
光度法是液相色谱及毛细管电泳最常用的检测手段。
波谱分析
现代波谱分析摘要：波谱分析已成为现代进行物质分子结构分析和鉴定的主要方法之一。
随着科技的发展，技术的革新和计算机应用，波谱分析也得到迅速发展。
波谱分析法具有优点突出，广泛应用等特点，是诸多科研和生产领域不可或缺的工具。
随着科技发展和分析要求的不断提高，使得科研工作者对波谱分析法也在不断创新。
关键词：波谱分析，四谱，学科，应用广泛，有机化合物1.引言早在19世纪50年代，人们就开始应用目视比色法。
19世纪末就已经开始了红外和紫外光谱测定，进入20世纪，随着科学技术的发展，仪器性能大大提高，实验方法不断改进和革新，特别是计算机的应用，使波谱法得到了突飞猛进的发展。
近年来，新应用以及新方法不断涌现。
波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。
波谱法主要包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱，简称为四谱。
除此之外还包含有拉曼光谱、荧光光谱、旋光光谱和圆二色光谱、顺磁共振谱。
波谱法的种类也越来越多。
由于波谱分析法具有快速、灵敏、准确、重现性好等优点，使其应用范围广泛，涉及到化学、化工、材料科学、医学、生命科学、环保、食品安全等领域。
2. 波谱分析进展从19世纪中期至现在，波谱分析经历了一个漫长的发展过程。
进入20世纪的计算机时代后，波谱分析得到了飞跃的发展，不断地完善和创新，在方法、原理、一起设备以及应用上都在突飞猛进。
2.1. 四谱四谱是现代波谱分析中最主要也是最重要的四种基本分析方法。
四谱的发展直接决定了现代波谱的发展。
在经历了漫长的发展之后四谱的发展以及应用已渐成熟，也使波谱分析在化学分析中有了举足轻重的地位。
2.1.1. 紫外-可见光谱20世纪30年代，光电效应应用于光强度的控制产生第一台分光光度计并由于单色器材料的改进，是这种古老的分析方法由可见光区扩展到紫外光区和红外光区。
现代仪器分析 核磁共振波谱法
第一节 概 述
核磁共振波谱与紫外-可见光谱及红外光谱的区别
①照射频率不同而引起的跃迁类型不同。
光谱类型 紫外-可见吸收光谱
红外光谱 核磁共振谱
λ 200~760nm 2.5~25μm 60cm~300m
跃迁形式 外层电子能级跃迁 分子振-转能级跃迁 原子核自旋能级跃迁
②测定方法不同。
紫外及红外吸收光谱——亮背景下测暗信号。 核磁共振信号——暗背景下测定核磁共振信号，灵敏度较 高。
1953年：Varian开始商用仪器开发，并于同年制作了第一台高 分辨NMR仪器；
1956年：Knight发现元素所处的化学环境对NMR信号有影响， 而这一影响与物质分子结构有关。
1970年：Fourier(pilsed)-NMR 开始市场化(早期多使用的是 连续波NMR 仪器)。
第一节 概 述
（1）质子磁矩的发现
01
第一节 概 述 （3）脉冲傅立叶变换核磁共振仪的发明
PulseFT-NMR
瑞士Richard R. Ernst
1966年发明Fourier-NMR分光法和二维、多维的核磁共振技术， 获得了1991年诺贝尔化学奖
第一节 概 述
（4）生物大分子分析的NMR技术
3D Structure of Bio-macromolecules
2、物理化学研究方面 可以研究氢键、分子内旋转及测定反应速率常数等。
第一节 概 述
3、在定量方面 可以测定某些药物的含量及纯度检查。
•核磁共振表面探测仪 •核磁共振波谱仪
物质的分子结构与构象研究； 化学动力学、氢键或速率常数研究 药物、材料的研究与开发
第一节 概 述
核磁共振谱的应用极为广泛，可概括为定性、定量及定结 构研究、物理化学研究、生物活性测定、药理研究及医疗诊断 等方面。
新型磁共振波谱技术的进展和应用
新型磁共振波谱技术的进展和应用王祖强;冯凡哲【摘要】磁共振波谱(magnetic resonance spectrum,MRS)是利用核磁共振现象和化学位移作用,进行系列特定原子核及其他合物定量分析,在临床具有广泛的应用前景.目前,除了常用的质子谱(1H)外,碳谱(13C)、磷谱(31P)、钠谱(23Na)等也逐渐进入临床应用阶段.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2011(008)014【总页数】2页(P10-11)【关键词】磁共振波谱学;碳-13;磷-31;钠-23;化学位移成像【作者】王祖强;冯凡哲【作者单位】解放军第三军医大学学员旅八队,重庆,400038;解放军第三军医大学学员旅八队,重庆,400038【正文语种】中文【中图分类】R443.8MRS在最近30年内已经被广泛用于人体组织代谢的研究以及相关器官病理生理的诊断。
MRS测出的数据可以提供相关诊断信息。
本文中提到的质子谱（1H），碳谱（13C）、磷谱（31P）、钠谱（23Na）等在人体组织的研究方面，可以涵盖包括心、脑、肝等重要器官；在相关器官病理生理方面，其相关数据可以提供糖代谢、能量代谢、细胞膜转运等情况，从而对临床诊断提供有价值的信息。
本文对此做一综述。
1 基本原理1.1 MR1946年Bloch和Purcell分别发现在射频（无线电波0.1～100 MHz，106～109μm）的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核相互作用，引起磁性原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁，从而产生吸收信号，他们把这种原子对射频辐射的吸收称为磁共振（magnetic resonance，MR）。
1.2 MRS1.2.1 化学位移1947年Proctor指出原子核的共振频率与它的化学环境密切相关，化学环境的改变可使某种原子核在Larmor共振频率的基础上有稍微的偏移，这种现象称之为化学位移。
MRS就是利用磁共振现象和化学位移作用对特定原子核及其化合物进行分析，其特征性参数为磁共振频率、峰值、半高宽、峰下面积等。
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现代波谱分析研究进展摘要：介绍了波谱分析技术的基本原理及进展，主要阐述了红外光谱，紫外光谱，核磁共振和质谱应用于分析的基本原理，及近几十年来在有机物质鉴定，石油化工，生物化学等方面的应用研究，并对各分析技术的研究现状及新技术的研究进展作综述，并对未来予以展望。
关键词：波谱分析，紫外光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，研究进展0 前言近三四十年来，随着科技的发展，技术的革新和计算机应用，波谱分析也得到迅速发展。
而各种波谱测量技术的出现及其迅速发展，也使得以紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱为代表的波谱分析技术得到了普遍应用。
现在波谱分析技术已成为测定其结构的常用手段[1]，这就使有机分析能力、分析速度、样品需要量等重要方面都取得了很大的进步。
目前，在化学工业、石油化工、橡胶工业、食品工业、医药工业等方面都有着广泛的用途，同时对有机化学、生物化学等的研究与发展也起着积极的推动作用。
1 波谱分析基本原理波谱分析主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法,其具有快速，灵敏，准确等特点，还具有样品用量少，不破坏样品等优点。
波谱法主要包括红外光谱、紫外光谱、核磁共振和质谱，简称为四谱。
除此之外还包含有拉曼光谱、荧光光谱等，波谱法的种类也将越来越多。
2 红外光谱分析（IR）2.1 红外光谱简介分析原理：波数13000cm- 1至 10cm- 1或波长0175 至1000μm之间称为红外区, 在此范围内的物质吸收红外辐射后, 因分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化, 形成可观测的红外光谱。
红外吸收带的位置和强度变化成化合物的特性, 是光谱定性和定量分析的基础。
鉴于其专属性强各种基因吸收带信息多, 故可用于固体、液体和气体定性和定量分析[2]。
继傅立叶变换红外(FTIR) 光谱法后, 又相继出现了时间分辨光谱, 步进扫描光谱, 基体分离光谱,光声光谱, 光热光谱及多维光谱分析技术等。
联用技术的应用与发展如: 气相色谱( GC)、高效液相色谱(HPLC )、临界超流体色谱( SFC )、薄层色谱(TLC )、热重分析技术( TGA )、裂解色谱( PYGC ) 等与傅立叶变换色谱联用, 大大拓宽了红外光谱法的应用范围[3]。
目前已广泛用于石油化工、生化、医药、食品环保、油漆、涂料、超导材料、天文学、军事科学等各个领域。
2.2 红外光谱研究进展2.2.1 基本技术漫反射傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术是红外光谱分析测量技术中的一种基本技术，是一种对固体粉末样品进行直接测量的光谱方法。
由于反射峰通常很弱, 同时, 它与吸收峰基本重合, 仅仅使吸收峰稍有减弱而不至于引起明显的位移, 对固体粉末样品的镜面反射光及漫反射光同时进行检测可得到其漫反射光谱[4.5]。
漫反射傅里叶变换红外光谱法不需要制样、不改变样品的形状、不要求样品有足够的透明度或表面光洁度，不会对样品造成破坏或污染，可直接将样品放在样品支架上进行测定。
这些特点很适合催化的原位跟踪研究，也很适合对珠宝、纸币、邮票的真伪进行鉴定。
衰减全反射( ATR ) 元件改进的应用依然是图谱采集技术极其活跃的研究领域。
在改进方面,为了克服物理和化学侵害对ATR 元件的影响, 采用了一种热塑性玻璃实现ATR 元件和固体镀层或薄膜之间的光学接触。
红外定性/定量分析法：定性分析方法最显著的是神经网络原理和基于知识的专家系统的应用；在定量分析方面, 根据于各种理论的新方法大有取代amber- Beer定律的经典二乘法之势, 如应用PLS回归法分析气体混合物,多组分分析软件定量分析气态烃类混合物, 而且大量化学计量学不甚明显的IR 光谱定量分析技术仍然在不同的领域获得着新的进展。
2.2.2 联用技术[3]GC-IR联用：色谱红外联用最早开发成功的是GC-IR,但检测器的灵敏度和响应时间也不够理想,直到傅里叶变换红外技术的出现和新检测器的问世,不论是响应时间或者检出灵敏度都有大幅度的提高。
这就使得与气相色谱以及与其他色谱方法联用的困难迎刃而解,并顺利扩展到与毛细关注的连接。
SFC- IR联用：超临界流体色谱与红外光谱联用是当今最重要的联用分析技术之一, 这一方法正日益被人们注意和开发应用。
对于分子量比较大、极性又较强、受热又易分解的分子, 气相色谱显然已不适用的试样, 超临界流体色谱提供了一个解决难题的可供选择的手段。
这一方法的另一个优点是当外加压力除去后, 超临界流体即成为气体, 极易自分析的体系中除去, 因此当与红外联用时, 不会产生流动相对质谱或红外光谱的干扰, 这种干扰在液相色谱与红外光谱的联用时是必须克服的一大障碍。
除外还有：TG-FTIR联用，TLC-FTIR联用等。
2.3 红外光谱的应用2.3.1 在临床医学和药学方面的应用[6]鉴于每个化合物都有自己独特的红外光谱, 除特殊情况外, 目前尚未发现两种不同的化合物具有相同的红外光谱, 红外光谱在临床疾病检测方面也有广泛的应用, 如利用红外光谱法对冠心病、动脉硬化、糖尿病、癌症的检测。
红外光谱法测定蛋白质基体中的葡萄糖含量。
2.3.2 在石油化学研究中的应用红外光谱技术在石油化学中的应用是一个十分广泛的领域, 如在重油的组成、性质与加工方面,应用IR表面自硅胶色谱得到的胶质和沥青质。
红外光谱法在润滑油及其应用方面的进展体现在: 用于鉴别未知油品和标定润滑油的经典物理性质(如粘度、总酸值、总碱值)等。
2.3.3 在环境分析中的应用用气相色谱- 傅立叶变换红外联用技术测定水中的污染物[7], 结合了毛细管气相色谱的高分辨能力和傅立叶变换红外光谱快速扫描的特点, 对GC-MS不能鉴别的异构体, 提供了完整的分子结构信息，有利于化合物官能团的判定。
3 紫外-可见光光谱分析（UV）3.1 紫外-可见光光谱简介分析原理：紫外-可见光光谱法（也称紫外-可见光分光光度法）是根据溶液中物质的分子或离子对紫外光的吸收程度来确定物质的组成、含量，推测物质结构的一种分析方法。
UV谱图的特征首先取决于分子中含有的双键数目、共扼情况和几何排列, 其次取决于分子中的双键与未成键电子的共扼情况和其周围存在的饱和取代基的种类和数目, 它主要提供了分子内共扼体系的结构信息[8]。
其应用非常广泛：用于定量分析，定性分析和结构分析；无机和有机物的分析，配合物的组成及解离常数的测定等。
3.2紫外可见光谱法的研究进展3.2.1 动力学光度法催化动力学光度法因其灵敏度高所需仪器设备简单而始终保持快速发展的势头。
其测定范围包括无机物、有机物,特别是生物和药物分析中得到较多应用。
利用催化反应的激活或抑制作用和酶法进行动力学光度法测定,扩大了方法的应用范围。
3.2.2 固相光度法将有色结合物吸附或萃取在固相离子交换树脂上,再在固相进行光度测定,往往是分离和富集同时完成,也可在高效液相色谱和流动注射分析中应用,利用导数技术可降低或消除噪声的影响,方法简单、快速、灵敏度高、选择性好、易于实现自动操作。
固相分光光度法作为一种新的痕量分析手段正在兴起,不断研究出新的固相载体,与其它技术联用更是增强了它的活力,拓宽了它的应用范围。
2.2.3 液相色谱和毛细管电泳光度检测光度法是液相色谱及毛细管电泳最常用的检测手段。
毛细管电泳法是一种高效液相分离法,是经典电泳技术和现代微机分离相结合的产物,与传统的分离方法相比,它的显著特点是简单、高效、快速和微量。
而紫外可见吸收是毛细管电泳中应用最广泛的一种检测手段。
但灵敏度不高是紫外-可见吸收检测法的主要缺点,这主要是光程太短造成的。
3.3 紫外可见光谱法应用3.3.1 应用于测定监测反应过程用差示分光光度法研究生物大分子与配基之间的相互反应。
差示分光光度法所得的差示光谱,既可用以分析生物大分子与配基之间是否发生反应,提供定性的证据,也可对这种反应进行定量分析。
3.3.2 固态紫外光谱法在炼油催化剂表征中的应用紫外荧光光谱分析因方法灵敏度、准确性和选择性日益提高, 应用广泛,逐步发展成为催化剂表征中一种重要而有效的光谱化学分析手段[9]。
应用紫外光谱法测定固体，通常被称为固态紫外光谱法，其主要应用是化合物的定性分析和结构分析。
此外，可以配合红外光谱法、核磁共振波谱及质谱等结构分析法进行定量鉴定和结构分析。
紫外荧光光谱分析不断朝着高效、痕量、微观和自动化方向发展，方法灵敏度、准确性和选择性日益提高，应用广泛，逐步发展成为催化剂表征中一种重要而有效的光谱化学分析手段。
4 核磁共振波谱法（NMR）4.1 核磁共振介绍分析原理：核磁共振主要用于测定物质的化学成分和分子结构[10]，当原子核在外磁场作用下, 其在能级之间共振跃迁的现象，原子核的自旋运动核磁共振分析的理论基础。
不同的原子核，自旋运动的情况不同，因此没有自旋的原子核(即自旋量子数I=0) 没有磁矩, 这类核观察不到NMR信号, 如12C, 16O, 32S 等,I=1/2的原子核是NMR 中研究得最多的核, 如: 1H, 13C, 19F, 15N, 29Si, 31P 等。
核磁共振最早于1946年被B loch和Purcell等人用实验所证实[11]。
核磁共振的发现具有十分重要的意义, 不仅为量子力学的基本原理提供了直接的验证, 而且为多个学科领域的研究提供了一种不可或缺的分析与测量手段。
4.2 核磁共振研究进展4.2.1二维核磁共振技术现在,二维核磁共振技术已被广泛应用于复杂生物大分子的研究, 尤其对于那些分子量不太大的物质( M小于10kd) , 高分辨核磁技术给出的结构, 可与X 射线衍射相媲美。
随着核磁共振仪兆数的提高, 分辨率的增加,以及标记技术的发展, 大分子量的蛋白结构也能用核磁共振技术确定。
新兴起的三维核磁共振( 3DNMR) 技术也开始应用于生物分子的研究,有人用13C, 15N,2H 标记的三维核磁共振研究了分子量小于40kd 的蛋白质。
美中不足的是, 三维核磁共振实验需时长, 且蛋白质标记过程复杂,一定程度上限制了三维核磁共振技术的广泛应用。
4.2.2 固体高分辨核磁共振普通核磁共振波谱仪所测样品多为液体, 物质在固态时的许多性质在液态时是无法观察到的,利用固体核磁共振技术研究高分子化合物可以表征材料的分子结构进而监视反应的进度[12]。
另外, 在矿物分析、表面吸附和表面化学反应方面具有独到的优势。
4.2.3 核磁共振联用技术联用技术很多, 核磁共振具有MS, IR 特有的优势, 能很方便的提供不同分子结构上的细微差别, 包括同分异构化合物和立体异构化合物。
但是, 核磁共振要求分析样品是纯物质, 对于混合物进行分析得到的结构往往很困难,已经与核磁共振联用的分离手段有: 高效液相色谱-核磁共振联用( HPLC-NMR) 、超临界流体色谱-核磁共振联用( SFC-NMR) 、超临界流体萃取-核磁共振联用SFE-NMR)、毛细管电泳-核磁共振联用( CENMR)[13]。