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拉曼光譜在中草藥研究中的應用
各種中草藥因所含化學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用包括:
(1)中草藥化學成分分析
薄層色譜(TLC)能對中草藥進行有效分離但無法獲得各組份化合物的結構信息,而表面增強拉曼光譜(SERS)具有峰形窄、靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點,可對中草藥化學成分進行高靈敏度的檢測。利用TLC的分離技術和SERS的指紋性鑒定結合,是一種在TLC原位分析中草藥成分的新方法。
(2)中草藥的無損鑒別
由于拉曼光譜分析,無需破壞樣品,因此能對中草藥樣品進行無損鑒別,這對名貴中中草藥的研究特別重要。
(3)中草藥的穩(wěn)定性研究
利用拉曼光譜動態(tài)跟蹤中草藥的變質過程,這對中草藥的穩(wěn)定性預測、監(jiān)控藥材的質量具有直接的指導作用。
(4)中藥的優(yōu)化
對于中草藥和復方這一復雜的混合物體系,不需任何成分分離提取直接與細菌和細胞作用,利用拉曼光譜無損采集細菌和細胞的光譜圖,觀察細菌和細胞的損傷程度,研究其藥理作用,并進行中藥材和方劑的優(yōu)化研究。
拉曼光譜技術的優(yōu)越性
提供快速、簡單、可重復、且更重要的是無損傷的定性定量分析,它無需樣品準備,樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量,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化合物的理想工具。
②拉曼一次可以同時覆蓋50~4000波數(shù)的區(qū)間,可對有機物及無機物進行分析。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、濾波器和檢測器。。。
③拉曼光譜譜峰清晰尖銳,更適合定量研究、數(shù)據(jù)庫搜索、以及運用差異分析進行定性研究。在化學結構分析中,獨立的拉曼區(qū)間的強度可以和功能集團的數(shù)量相關。
④因為激光束的直徑在它的聚焦部位通常只有0.2~2毫米,常規(guī)拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對常規(guī)紅外光譜一個很大的優(yōu)勢,而且拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面積的樣品。
⑤共振拉曼效應可以用來有選擇性地增強大生物分子特個發(fā)色基團的振動,這些發(fā)色基團的拉曼光強能被選擇性地增強1000到10000倍。
拉曼光譜儀設備的市場展望
作為在分子光譜領域中發(fā)展很快的設備,拉曼光譜儀正在成為當前儀器行業(yè)的焦點之一。 在早期階段,拉曼光譜分析設備一直是實驗室用儀器的代表;然而隨著激光器、CCD檢測器等技術的進步,便攜和手持式的設備成為了拉曼分析儀器一個新的發(fā)展趨勢——設備體積越來越小,操作越來越簡單,應用也越來越廣泛。近兩年,由于安防、海關等領域現(xiàn)場快檢的需求增加,國內的便攜/手持式的拉曼設備的市場迎來了迅速的增長。我們相信在未來的數(shù)年內,隨著技術方案的成熟、設備成本的進一步降低以及國家政策法規(guī)的完善,食品安全、藥品檢測等幾大領域的應用也會逐漸成熟;屆時,便攜/手持式拉曼光譜儀的應用會出現(xiàn)真正的突破,出現(xiàn)市場增長。
為什么測試時一些光譜給出十分強的背景信號,而這些信號湮蓋了拉曼信號?
一些發(fā)熒光或磷光的樣品在測量時會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,是激光輻照下無法避免的結果,而且通常情況下熒光比拉曼信號更強。盡管這樣,我們仍可采取一些措施減少或減輕熒光副作用。
猝滅:一些樣品可采用測試前將激光輻照在表面一段時間對熒光進行猝滅以減小熒光光譜的背景增強拉曼信號。猝滅的時間根據(jù)樣品不同可從幾分鐘到幾小時。值得注意的是:猝滅效應是呈指數(shù)衰減的,一開始就可觀察到。
共焦模式:采用共焦模式測量強光下輻照的小體積樣品時熒光將會大大降低。該法也同樣適合有熒光襯底的樣品,例如被熒光物質基體包裹的樣品。
改變激發(fā)激光的波長:有時改變波長是僅有可行的避免熒光干擾的方法。
如果拉曼實驗室里有太多的室內光源比如熒光、白熾燈或日光燈等,這會在測試光譜上出現(xiàn)不必要的背景信號。因此在測試的時候應將室內光關閉或降到很小或用遮光罩將樣品臺罩住以避免外界的雜散光進入光譜儀。