
【化】 matrix isolation
【化】 matrix
【醫】 basal body; basal corpuscle
【計】 isolation method
【醫】 isolation method
基體隔離法(Matrix Isolation)是一種用于研究不穩定或高活性物質的低溫光譜技術,其核心是将目标分子分散并固定在惰性氣體(如氩、氖)凝固形成的固态基質中,通過極低溫(通常4-20K)抑制分子運動與化學反應,從而捕獲并分析瞬态物種(如自由基、離子)的結構與性質。
樣品制備
目标分子與過量惰性氣體(如Ar)混合,在真空環境下共同沉積于冷卻至液氦溫度的基底(如CsI窗片)上。惰性氣體凝固形成剛性基質,将目标分子隔離在獨立位點中, 阻止其聚合或反應。
低溫隔離機制
基質在超低溫下形成透明玻璃态,分子振動/轉動能級被“凍結”,顯著減少光譜峰寬,提高分辨率。例如苯基自由基(C₆H₅•)在Ar基質中的紅外光譜可清晰分辨C-H伸縮振動峰。
原位反應研究
通過紫外光解或熱蒸發引入反應物,可實時監測中間體(如卡賓、氮賓)的光譜特征。1982年JACS報道利用此法捕獲苯炔(C₆H₄)的振動光譜,證實其存在。
優勢:
局限:
IUPAC定義與技術标準
Matrix Isolation in Compendium of Chemical Terminology (Gold Book)
光譜應用經典論文
Fredin, L. et al. (1987). J. Phys. Chem.91, 1411-1415.
DOI: 10.1021/j100290a041
反應中間體研究
Chapman, O. L. et al. (1982). J. Am. Chem. Soc.104, 4453-4455.
DOI: 10.1021/ja00380a032
NASA天體化學應用
NASA Ames Research Center, Astrochemistry Laboratory
基體隔離法(Matrix Isolation)是一種化學實驗技術,主要用于研究高活性或短壽命的分子、自由基等物質。其核心原理是将目标物質分散在惰性基質(如固态稀有氣體)中,通過低溫環境降低分子運動,從而隔離并穩定這些活性物質,便于後續光譜分析或結構研究。
基質選擇
通常使用惰性氣體(如氩、氪、氙)或氮氣作為基質材料,在極低溫度(如-263℃)下形成固态環境,有效限制被隔離物質的擴散和反應。
技術優勢
操作步驟
通過共沉積法将目标物質與基質氣體同時冷凝在冷卻表面上,形成均勻分散的固态混合物,再通過紅外光譜、拉曼光譜等手段分析。
需要注意的是,該術語與物理學中分析受力的“隔離法”(如提到的力學問題處理方法)不同,兩者屬于不同學科領域的概念。
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