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拉曼光譜在中草藥研究中的應(yīng)用
各種中草藥因所含化學(xué)成分的不同而反映出拉曼光譜的差異,拉曼光譜在中草藥研究中的應(yīng)用包括:
(1)中草藥化學(xué)成分分析
薄層色譜(TLC)能對(duì)中草藥進(jìn)行有效分離但無(wú)法獲得各組份化合物的結(jié)構(gòu)信息,而表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)具有峰形窄、靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點(diǎn),可對(duì)中草藥化學(xué)成分進(jìn)行高靈敏度的檢測(cè)。利用TLC的分離技術(shù)和SERS的指紋性鑒定結(jié)合,是一種在TLC原位分析中草藥成分的新方法。
(2)中草藥的無(wú)損鑒別
由于拉曼光譜分析,無(wú)需破壞樣品,因此能對(duì)中草藥樣品進(jìn)行無(wú)損鑒別,這對(duì)名貴中中草藥的研究特別重要。
(3)中草藥的穩(wěn)定性研究
利用拉曼光譜動(dòng)態(tài)跟蹤中草藥的變質(zhì)過(guò)程,這對(duì)中草藥的穩(wěn)定性預(yù)測(cè)、監(jiān)控藥材的質(zhì)量具有直接的指導(dǎo)作用。
(4)中藥的優(yōu)化
對(duì)于中草藥和復(fù)方這一復(fù)雜的混合物體系,不需任何成分分離提取直接與細(xì)菌和細(xì)胞作用,利用拉曼光譜無(wú)損采集細(xì)菌和細(xì)胞的光譜圖,觀察細(xì)菌和細(xì)胞的損傷程度,研究其藥理作用,并進(jìn)行中藥材和方劑的優(yōu)化研究。
拉曼光譜技術(shù)的優(yōu)越性
提供快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)、且更重要的是無(wú)損傷的定性定量分析,它無(wú)需樣品準(zhǔn)備,樣品可直接通過(guò)光纖探頭或者通過(guò)玻璃、石英、和光纖測(cè)量,此外。。。
①由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學(xué)化合物的理想工具。
②拉曼一次可以同時(shí)覆蓋50~4000波數(shù)的區(qū)間,可對(duì)有機(jī)物及無(wú)機(jī)物進(jìn)行分析。相反,若讓紅外光譜覆蓋相同的區(qū)間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測(cè)器。。。
③拉曼光譜譜峰清晰尖銳,更適合定量研究、數(shù)據(jù)庫(kù)搜索、以及運(yùn)用差異分析進(jìn)行定性研究。在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中,獨(dú)立的拉曼區(qū)間的強(qiáng)度可以和功能集團(tuán)的數(shù)量相關(guān)。
④因?yàn)榧す馐闹睆皆谒木劢共课煌ǔV挥?.2~2毫米,常規(guī)拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對(duì)常規(guī)紅外光譜一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì),而且拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進(jìn)一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面積的樣品。
⑤共振拉曼效應(yīng)可以用來(lái)有選擇性地增強(qiáng)大生物分子特個(gè)發(fā)色基團(tuán)的振動(dòng),這些發(fā)色基團(tuán)的拉曼光強(qiáng)能被選擇性地增強(qiáng)1000到10000倍。
拉曼光譜儀設(shè)備的市場(chǎng)展望
作為在分子光譜領(lǐng)域中發(fā)展很快的設(shè)備,拉曼光譜儀正在成為當(dāng)前儀器行業(yè)的焦點(diǎn)之一。 在早期階段,拉曼光譜分析設(shè)備一直是實(shí)驗(yàn)室用儀器的代表;然而隨著激光器、CCD檢測(cè)器等技術(shù)的進(jìn)步,便攜和手持式的設(shè)備成為了拉曼分析儀器一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)——設(shè)備體積越來(lái)越小,操作越來(lái)越簡(jiǎn)單,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。近兩年,由于安防、海關(guān)等領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)快檢的需求增加,國(guó)內(nèi)的便攜/手持式的拉曼設(shè)備的市場(chǎng)迎來(lái)了迅速的增長(zhǎng)。我們相信在未來(lái)的數(shù)年內(nèi),隨著技術(shù)方案的成熟、設(shè)備成本的進(jìn)一步降低以及國(guó)家政策法規(guī)的完善,食品安全、藥品檢測(cè)等幾大領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)逐漸成熟;屆時(shí),便攜/手持式拉曼光譜儀的應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)真正的突破,出現(xiàn)市場(chǎng)增長(zhǎng)。
為什么測(cè)試時(shí)一些光譜給出十分強(qiáng)的背景信號(hào),而這些信號(hào)湮蓋了拉曼信號(hào)?
一些發(fā)熒光或磷光的樣品在測(cè)量時(shí)會(huì)給出非常高的背景光譜。令人遺憾的是這些是樣品材料的本征性質(zhì),是激光輻照下無(wú)法避免的結(jié)果,而且通常情況下熒光比拉曼信號(hào)更強(qiáng)。盡管這樣,我們?nèi)钥刹扇∫恍┐胧p少或減輕熒光副作用。
猝滅:一些樣品可采用測(cè)試前將激光輻照在表面一段時(shí)間對(duì)熒光進(jìn)行猝滅以減小熒光光譜的背景增強(qiáng)拉曼信號(hào)。猝滅的時(shí)間根據(jù)樣品不同可從幾分鐘到幾小時(shí)。值得注意的是:猝滅效應(yīng)是呈指數(shù)衰減的,一開(kāi)始就可觀察到。
共焦模式:采用共焦模式測(cè)量強(qiáng)光下輻照的小體積樣品時(shí)熒光將會(huì)大大降低。該法也同樣適合有熒光襯底的樣品,例如被熒光物質(zhì)基體包裹的樣品。
改變激發(fā)激光的波長(zhǎng):有時(shí)改變波長(zhǎng)是僅有可行的避免熒光干擾的方法。
如果拉曼實(shí)驗(yàn)室里有太多的室內(nèi)光源比如熒光、白熾燈或日光燈等,這會(huì)在測(cè)試光譜上出現(xiàn)不必要的背景信號(hào)。因此在測(cè)試的時(shí)候應(yīng)將室內(nèi)光關(guān)閉或降到很小或用遮光罩將樣品臺(tái)罩住以避免外界的雜散光進(jìn)入光譜儀。