20140328藥典法新增—拉曼光譜法(一) 發(fā)布日期：2014-04-02 00:00:00 文章來(lái)源：萊雷科技
拉曼光譜法
拉曼光譜法是研究化合物分子受光照射后所產(chǎn)生的散射，散射光與入射光能級(jí)差及化合物振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率間關(guān)系的分析方法。
與紅外光譜類(lèi)似，拉曼光譜是一種振動(dòng)光譜技術(shù)。所不同的是，前者與分子振動(dòng)時(shí)偶極矩變化相關(guān)，而拉曼效應(yīng)則是分子極化率改變的結(jié)果，被測(cè)量的是非彈性的散射輻射。
拉曼光譜采用激光作為單色光源，將樣品分子激發(fā)到某一虛態(tài)，隨后受激分子弛豫躍遷到一個(gè)與基態(tài)不同的振動(dòng)能級(jí)，此時(shí)，散射輻射的頻率將與入射頻率不同。這種“非彈性散射”光被稱(chēng)之為拉曼散射，頻率之差即為拉曼位移（以cm-1為單位），實(shí)際上等于激發(fā)光的波數(shù)減去散射輻射的波數(shù)，與基態(tài)和終態(tài)的振動(dòng)能級(jí)差相當(dāng)。頻率不變的散射稱(chēng)為彈性散射，即所謂瑞利散射。如果產(chǎn)生的拉曼散射頻率低于入射頻率，則稱(chēng)之為斯托克散射。反之，則稱(chēng)之為反斯托克散射。實(shí)際上，幾乎所有的拉曼分析都是測(cè)量斯托克散射。
用散射強(qiáng)度對(duì)拉曼位移作圖得到拉曼光譜圖。由于功能團(tuán)或化學(xué)鍵的拉曼位移與它們?cè)诩t外光譜中的吸收波數(shù)相一致，所以譜圖的解析也與紅外吸收光譜相同。然而，通常在拉曼光譜中出現(xiàn)的強(qiáng)譜帶在紅外光譜中卻成為弱譜帶甚至不出現(xiàn)，反之亦然。所以，這兩種光譜技術(shù)常互為補(bǔ)充。
拉曼光譜的優(yōu)點(diǎn)在于它的快速，準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)通常不破壞樣品（固體，半固體，液體或氣體），樣品制備簡(jiǎn)單甚至不需樣品制備。譜帶信號(hào)通常處在可見(jiàn)或近紅外光范圍，可以有效地和光纖聯(lián)用；這也意味著譜帶信號(hào)可以從包封在任何對(duì)激光透明的介質(zhì)（如玻璃，塑料內(nèi)）或?qū)悠啡苡谒蝎@得。現(xiàn)代拉曼光譜儀使用簡(jiǎn)單，分析速度快（幾秒到幾分鐘），性能可靠。因此，拉曼光譜與其他分析技術(shù)聯(lián)用比其他光譜聯(lián)用技術(shù)從某種意義上說(shuō)更加簡(jiǎn)便（可以使用單變量和多變量方法以及校準(zhǔn)）。
除常規(guī)的拉曼光譜外，還有一些較為特殊的拉曼技術(shù)。它們是共振拉曼光譜，表面增強(qiáng)拉曼光譜，拉曼旋光，相關(guān)-反斯托克拉曼光譜，拉曼增益或減失光譜以及超拉曼光譜等。
其中，在藥物分析應(yīng)用相對(duì)較多的是共振拉曼和表面增強(qiáng)拉曼光譜法。
⑴ 共振拉曼光譜法
當(dāng)激光頻率接近或等于分子的電子躍遷頻率時(shí)，可引起強(qiáng)列的吸收或共振，導(dǎo)致分子的某些拉曼譜帶強(qiáng)度急劇增強(qiáng)數(shù)百萬(wàn)倍，這就是共振拉曼效應(yīng)。許多藥物在紫外-可見(jiàn)光區(qū)有強(qiáng)的電子躍遷。某些含發(fā)色團(tuán)化合物的拉曼光譜因共振而增強(qiáng)，而其基體物質(zhì)的光譜卻不會(huì)增強(qiáng)。共振拉曼技術(shù)與常規(guī)拉曼光譜技術(shù)不同之處在于要求光源可變，可調(diào)諧染料激光器是獲得共振拉曼光譜的必要條件。有些化合物可通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變其結(jié)構(gòu)，使之最大吸收峰接近激發(fā)光頻率，如生成有色化合物，然后再進(jìn)行共振拉曼光譜測(cè)定也是一個(gè)提高靈敏度的有效方法。共振拉曼技術(shù)由于靈敏度高而特別適用于藥物和生物大分子的研究。但伴隨樣品本身或由雜質(zhì)引起熒光，以及對(duì)儀器如激光光源的更高要求，限制了共振拉曼光譜的應(yīng)用。
⑵ 表面增強(qiáng)拉曼光譜法（SERS）
吸附在極微小金屬顆粒表面或其附近的化合物（或離子）的拉曼散射要比該化合物的常規(guī)拉曼散射增加103～106倍。這種表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)在銀表面上最強(qiáng)，在金或銅的表面上也可觀察到。SERS現(xiàn)象主要由金屬表面基質(zhì)受激而使局部電磁場(chǎng)增強(qiáng)所引起，效應(yīng)的強(qiáng)弱取決于與光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的表面粗糙度大小，以及和波長(zhǎng)相關(guān)的復(fù)雜的金屬電介質(zhì)作用的程度。許多SERS基質(zhì)可以用于藥物分析，最常用的包括溶膠，電極，電介質(zhì)表面金屬膜等。
