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【傅立叶变换红外光谱 应用】傅立叶变换红外光谱及其应用与仪器操作

承天示优官方账号 2023-05-01 资讯 285 views 0


介绍

傅立叶变换红外光谱,简称FTIR,是近年来广泛运用于化学、生物化学等领域的一种技术。通过对样品中吸收的红外辐射进行数值处理和分析,可以得到有关样品结构特征和成份组成信息。本文将详细介绍FTIR的原理、应用以及如何操作FTIR仪器。

傅里叶变换原理

在进入正文之前,我们先要了解一下傅里叶变换(Fourier Transform)的基础知识。在信号分析中,时域函数通常难以直接处理和解读,因此需要将其转化为频域函数进行研究。而这个转化过程就是傅里叶变换所完成的任务:将一个连续时间序列信号f(t)转化为它所对应的复频率幅度F(ω)。

具体地说,在离散情况下:若给定一个长度为N(N 为正整数)且值都已知的实数字R(t),那么基于DFT公式可得:

$$ F(\omega_{k})=\sum\limits_{j=0}^{N-1}R(j) \exp(−2πijk/N),k=0,1,...,N−1 $$

这样,我们就可以将时域信号转化为频域信号了。FTIR 技术便是在此基础上进一步发展而来的。

仪器操作

傅立叶变换红外光谱仪主要由光源、先导波(即前级干涉仪)、标准样品室、被测物质室及检测器五个部分组成。下面我们将介绍如何操作此类仪器:

第一步:打开傅立叶变换红外光谱仪电门,调节合适的工作电压和灯丝加热时间。

第二步:选择需要进行测试的被测物质,并放置于样品台中间位置上方,使用钳子固定好。

第三步:调整机械台移动装置至最佳观察位置,在反射式傅立叶变换红外光谱仪中应该将金属反射镜与游标对齐并确定好批次数以及起始和结束波数。

第四步:点击“开始测试”按钮开始记录数据,在多次采集数据之后取平均值得到一个较为精确的结果;同时根据软件提示可生成样品光谱曲线等结果并进行分析。

应用

FTIR 技术已经广泛应用于化学、材料学、药物开发和生物化学等领域,以下为一些实际应用案例:

1. 转化率测定:利用 FTIR 可以很方便地测试不同反应条件下的转化率,并探究其影响因素。

2. 材料表征:通过对样品红外光谱曲线的解析,可以了解到样品中的各种基团含量及结构信息;同时还能够检查是否存在污染问题、是否达到预期效果等。

3. 生物医药研究:FTIR技术可快速简易地完成蛋白质/多肽二级结构鉴定和小分子药物与受体相互作用研究。这些数据对新型抗菌剂设计和制备具有重要指导意义。

总之,在科研工作中遇到需要检测或者判断成份组成情况时,可以考虑使用傅里叶变换红外光谱仪来处理相关数据。

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