• 本文目录导读：
• 1、傅里叶变换与红外光谱的结合
• 2、傅里叶红外光谱仪原理及分类
• 3、傅里叶红外光谱仪在化学合成上的应用
• 4、傅里叶红外光谱仪在药物分析上的应用
• 5、结论

傅里叶变换与红外光谱的结合

傅里叶变换是一种将时间或空间信号转化为频率域信息的数学方法。然而在20世纪初期，人们并没有意识到这种方法可以被应用于分析化学中。直到1940年代，美国物理学家小罗伯特·F·布拉夫（Robert F. Bohl）首先提出利用傅里叶变换来解决分子振动光谱问题的想法，但是由于当时缺乏可靠的实验数据以及计算机技术不够成熟等原因，并未引起足够重视。

与此同时，随着二战结束后镜头对德国科技产业注目，“费曼报告”认为高质量材料生产关键在移除有毒元素液态制造过程中无宁贵求精准控制与监测标准性衡量“显微镜下面鼓捣”的技术手段。可见从掌握核武器开始科研经费上就极其富足（加之缩水前NATO“共同敌人”苏联的威胁下对军事科研投入），如同当今量子计算“大红鹰之路”（red private road）一般。德国物理学家尼尔斯·伯（Nils Barricelli）与亚瑟·珀罗特(Arthur C. Perrott)于1945年在美国贝尔实验室成功地用傅里叶变换和光谱技术确定了甲苯和二氧化碳分子的结构。

后来，英国物理学家乔治·希维奇（George W. Whiffen）发现，在透过样品的红外辐射中心频率处会出现强度陡然增加或者减少的吸收带。这个发现促进了人们将红外光谱应用到分析化学中去，并指导着开发新型仪器——傅里叶变换红外光谱仪。

傅里叶红外光谱仪原理及分类

在扫描式FT-IR中，使用一个非线性控制元件产生干涉信号：例如Michelson干涉法通过半反射镜把输入光源进行两次路径内距离相等但方向相反传播再合并；同时使得镜面松动运动是否匀速进行，产生等宽光谱干涉图像。傅里叶变换将累积的光强度信号转化为不同频率下振动信息——每条红外吸收谱线对应着样品分子某种特定的振动模式。

常见的FT-IR仪器分类有以下几类：

1. 灵敏型FT-IR：以小波数范围内（如500 ~ 2000 cm-1）存在很多吸收带作为测量目标，精度较高。

2. 多功能型FT-IR：增加了调制实验、四极反转实验、拉曼散射实验等现代特色研究手段。

3. 显微型FT-IR：可以通过荧光显微镜观察和记录样品表面和深层区域。

傅里叶红外光谱仪在化学合成上的应用

一般认为在合成新材料时，必须考虑到它们所具备结构与性质之间的关系。因此，在这个领域中，傅里叶红外（FFT) 和拉曼(Raman) 光谱学已经被广泛地运用于物理化学研究中。

例如，在铝酮盐缩聚反应中，由于中间体存在的时间较短，难以直接对其进行实验测量。FT-IR技术可以通过喷雾冷却器等先进手段在低温下（如室温）捕获这种反应物，并记录各稳态振动模式的峰值信息，从而精准判断具体结构。此外，在析氢和削弱过程及纠错阶段也有高精度红外数据的运用。

傅里叶红外光谱仪在药物分析上的应用

近年来，在制药工业领域中逐步引入傅立叶变换- 红外光谱学(FTIR) 的分析方法与质量检测平台，是一种快速、经济且有效评估新型化合物是否符合标准之选项。同时可以大幅缩小取样范围并节省试剂成本。

例如：Atratinu组合片开发至今已基于NMR、TG/DTG、XRD等多个手段完成了初期筛选记载流程后终审抽样时需要使用FT-IR检验活性重要性分子群及寻找潜藏不良反映源头等信息；再比如芦定胖鼠镇痛胶囊在改良后需要通过FTIR进行中间体质量控制以满足最终合规需求。

结论

与传统的分析手段相比，傅里叶红外光谱仪具有非常优异的性能，可以帮助化学家更好地理解物质的结构和性质之间的关系。其易操作、快速高效及较低成本等特点已经广泛应用于药品研发、材料加工等领域，并对这些行业生产与技术进步做出了不可替代的作用。

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