拉曼光譜測定法英文解釋翻譯、拉曼光譜測定法的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Raman spectrometry
分詞翻譯:
拉的英語翻譯:
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【機】 pull; tension; tractive
曼的英語翻譯:
graceful; prolonged
光譜測定法的英語翻譯:
【醫】 spectrometry
專業解析
拉曼光譜測定法(Raman Spectroscopy),是一種基于拉曼散射(Raman scattering) 效應的無損分析技術。當單色光(通常是激光)照射到樣品上時,絕大部分光子發生彈性散射(瑞利散射),但約有百萬分之一的光子與樣品分子發生非彈性碰撞,導緻散射光頻率發生改變,這種頻率位移(拉曼位移)與分子的振動、轉動能級躍遷相關,形成獨特的光譜“指紋”。通過分析拉曼位移和散射光強度,可獲得樣品的分子結構、化學組成、晶型、應力及相互作用等信息。
核心原理與技術特點:
- 拉曼散射效應: 由印度物理學家C.V.拉曼于1928年發現,因此得名。入射光子與分子相互作用時,可能發生能量交換:若分子吸收能量從基态躍遷至虛态再回到激發态,則散射光頻率低于入射光(斯托克斯線,Stokes lines);若分子從激發态躍遷至虛态再回到基态,則散射光頻率高于入射光(反斯托克斯線,Anti-Stokes lines)。拉曼位移(單位:cm⁻¹)即入射光頻率與散射光頻率之差,與分子振動/轉動能級差直接對應。
- 分子指紋圖譜: 拉曼光譜提供分子振動模式的詳細信息,不同化學鍵或官能團具有特征拉曼位移峰(如C-C鍵在~1000 cm⁻¹,C=O鍵在~1700 cm⁻¹)。光譜峰位、強度、形狀可特異性識别物質種類及結構變化。
- 無損與非接觸: 通常無需樣品前處理,可直接分析固體、液體、氣體樣品,尤其適用于珍貴文物、生物活體等不宜破壞的樣本。激光聚焦點小,可實現微區分析。
- 水幹擾小: 水的拉曼信號較弱,使得該方法特别適合含水體系(如生物樣品、水溶液)的研究。
- 互補性: 與紅外光譜(IR)互為補充。拉曼對非極性鍵(如C=C, S-S)和對稱振動敏感,而紅外對極性鍵(如C=O, O-H)和不對稱振動敏感。部分紅外難以檢測的樣品(如水溶液、玻璃容器内樣品)適合拉曼分析。
主要應用領域:
- 化學與材料科學: 高分子結構表征、納米材料分析、催化劑表面研究、藥物多晶型鑒别、半導體應力測量。
- 生命科學與醫學: 細胞/組織成像(如癌症早期診斷)、蛋白質構象分析、藥物與生物分子相互作用研究、病原體快速檢測。
- 地質與考古學: 礦物成分鑒定、寶石真僞鑒别、文物顔料及腐蝕産物分析。
- 刑偵與安檢: 毒品、爆炸物、危險化學品的痕量檢測。
- 過程控制: 線上監測化學反應進程、藥品生産質量控制。
相關術語(漢英對照):
- 拉曼散射 (Raman scattering)
- 斯托克斯線 (Stokes lines)
- 反斯托克斯線 (Anti-Stokes lines)
- 拉曼位移 (Raman shift)
- 特征峰 (Characteristic peaks)
- 激光光源 (Laser source)
- 光譜分辨率 (Spectral resolution)
- 空間分辨率 (Spatial resolution)
- 表面增強拉曼散射 (Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)
- 共聚焦拉曼顯微鏡 (Confocal Raman microscopy)
權威參考來源:
- 國家标準《GB/T 36082-2018 微束分析 拉曼光譜分析方法通則》:規定了拉曼光譜分析的基本術語、方法原理及通用技術要求。
- 國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)術語數據庫:提供“Raman spectroscopy”等術語的權威定義(可在其官網查詢)。
- 《分析化學手冊》光譜分析分冊:系統介紹拉曼光譜原理、儀器及應用實例。
網絡擴展解釋
拉曼光譜測定法是一種基于拉曼散射效應的分析技術,主要用于研究物質的分子振動、轉動信息及結構特性。以下從原理、特點、應用等方面進行詳細解釋:
一、基本原理
拉曼效應源于光子與分子的非彈性散射:當激光照射樣品時,大部分光子發生彈性散射(瑞利散射),少數光子與分子相互作用後發生能量交換,産生頻率偏移的拉曼散射光。這種偏移對應分子振動/轉動能級變化,表現為:
- 斯托克斯線(低頻偏移):分子從基态躍遷至激發态($
u_0 -
u_1$)
- 反斯托克斯線(高頻偏移):分子從激發态返回基态($
u_0 +
u_1$)
拉曼位移($Delta
u =
u_0 -
u_1$)與分子振動模式直接相關,是物質特征“指紋”。
二、核心特點
- 非破壞性檢測:無需複雜制樣,可直接測量固體、液體甚至氣體樣品。
- 高空間分辨率:激光聚焦直徑可達微米級,適用于微小區域分析。
- 互補紅外光譜:能檢測紅外弱響應的非極性鍵(如C=C、S-S),且不受水分子幹擾。
- 快速定量分析:通過特征峰強度實現成分濃度測定。
三、與紅外光譜對比
特性 |
拉曼光譜 |
紅外光譜 |
檢測原理 |
極化率變化引起散射 |
偶極矩變化引起吸收 |
適用樣品 |
含水樣品更友好 |
需避免水幹擾 |
信號強度 |
較弱,需增強技術 |
較強 |
光譜範圍 |
可見光至近紅外(靈活) |
中紅外(受材料限制) |
制樣要求 |
簡單(可直接測玻璃容器) |
需研磨或壓片 |
(數據綜合自)
四、主要應用領域
- 材料科學:分析多晶材料晶格振動,表征石墨烯等二維材料缺陷。
- 生物醫藥:藥物晶型鑒定,細胞成分無損檢測。
- 安檢與法醫:爆炸物、毒品快速識别。
- 環境監測:微塑料污染分析。
五、技術局限性
- 熒光幹擾:某些樣品受激發會産生強熒光背景
- 靈敏度較低:需表面增強拉曼(SERS)等技術輔助
如需更深入的理論推導(如虛态躍遷模型)或具體實驗方法,可進一步說明需求。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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