
【化】 matrix isolation
【化】 matrix
【医】 basal body; basal corpuscle
【计】 isolation method
【医】 isolation method
基体隔离法(Matrix Isolation)是一种用于研究不稳定或高活性物质的低温光谱技术,其核心是将目标分子分散并固定在惰性气体(如氩、氖)凝固形成的固态基质中,通过极低温(通常4-20K)抑制分子运动与化学反应,从而捕获并分析瞬态物种(如自由基、离子)的结构与性质。
样品制备
目标分子与过量惰性气体(如Ar)混合,在真空环境下共同沉积于冷却至液氦温度的基底(如CsI窗片)上。惰性气体凝固形成刚性基质,将目标分子隔离在独立位点中, 阻止其聚合或反应。
低温隔离机制
基质在超低温下形成透明玻璃态,分子振动/转动能级被“冻结”,显著减少光谱峰宽,提高分辨率。例如苯基自由基(C₆H₅•)在Ar基质中的红外光谱可清晰分辨C-H伸缩振动峰。
原位反应研究
通过紫外光解或热蒸发引入反应物,可实时监测中间体(如卡宾、氮宾)的光谱特征。1982年JACS报道利用此法捕获苯炔(C₆H₄)的振动光谱,证实其存在。
优势:
局限:
IUPAC定义与技术标准
Matrix Isolation in Compendium of Chemical Terminology (Gold Book)
光谱应用经典论文
Fredin, L. et al. (1987). J. Phys. Chem.91, 1411-1415.
DOI: 10.1021/j100290a041
反应中间体研究
Chapman, O. L. et al. (1982). J. Am. Chem. Soc.104, 4453-4455.
DOI: 10.1021/ja00380a032
NASA天体化学应用
NASA Ames Research Center, Astrochemistry Laboratory
基体隔离法(Matrix Isolation)是一种化学实验技术,主要用于研究高活性或短寿命的分子、自由基等物质。其核心原理是将目标物质分散在惰性基质(如固态稀有气体)中,通过低温环境降低分子运动,从而隔离并稳定这些活性物质,便于后续光谱分析或结构研究。
基质选择
通常使用惰性气体(如氩、氪、氙)或氮气作为基质材料,在极低温度(如-263℃)下形成固态环境,有效限制被隔离物质的扩散和反应。
技术优势
操作步骤
通过共沉积法将目标物质与基质气体同时冷凝在冷却表面上,形成均匀分散的固态混合物,再通过红外光谱、拉曼光谱等手段分析。
需要注意的是,该术语与物理学中分析受力的“隔离法”(如提到的力学问题处理方法)不同,两者属于不同学科领域的概念。
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