Hvad er Raman-spektroskopi?
Raman-spektroskopi er en ikke-destruktiv kemisk analyseteknik, som giver detaljerede oplysninger om kemisk struktur, fase og polymorfi, krystallinitet og molekylære interaktioner. Den er baseret på lysets interaktion med de kemiske bindinger i et materiale.
Raman er en lysspredningsteknik, hvor et molekyle spreder indfaldende lys fra en laserlyskilde med høj intensitet. Det meste af det spredte lys har samme bølgelængde (eller farve) som laserkilden og giver ikke brugbar information - dette kaldes Rayleigh-spredning. Men en lille mængde lys (typisk 0,0000001 %) spredes ved forskellige bølgelængder (eller farver), som afhænger af analysandens kemiske struktur - det kaldes Raman-spredning.
Et Raman-spektrum har en række toppe, der viser intensiteten og bølgelængdepositionen af det Raman-spredte lys. Hver top svarer til en specifik molekylær bindingsvibration, herunder individuelle bindinger som C-C, C=C, N-O, C-H osv. og grupper af bindinger, som f.eks. benzenringens åndingstilstand, polymerkædevibrationer, gittertilstande osv.
Et typisk Raman-spektrum, i dette tilfælde af amfetamin.
Information leveret af Raman-spektroskopi
Raman-spektre af ethanol og methanol, der viser de betydelige spektrale forskelle, som gør det muligt at skelne mellem de to væsker.
Raman-spektroskopi undersøger den kemiske struktur af et materiale og giver information om.
- Kemisk struktur og identitet.
- Fase og polymorfisme.
- Intrinsisk stress/tøjning.
- Forurening og urenheder.
Et Raman-spektrum er typisk et tydeligt kemisk fingeraftryk for et bestemt molekyle eller materiale og kan bruges til meget hurtigt at identificere stoffer eller skelne dem fra andre. Raman-spektralbiblioteker bruges ofte til at identificere et materiale baseret på dets Raman-spektrum - biblioteker med tusindvis af spektre gennemsøges hurtigt for at finde et match med analysandens spektrum.
Den generelle spektrumprofil (peak-position og relativ peak-intensitet) giver et unikt kemisk fingeraftryk, som kan bruges til at identificere et materiale og skelne det fra andre. Ofte er det faktiske spektrum ret komplekst, så omfattende Raman-spektralbiblioteker kan gennemsøges for at finde et match og dermed give en kemisk identifikation.
Den generelle spektrumprofil (peak-position og relativ peak-intensitet) giver et unikt kemisk fingeraftryk, som kan bruges til at identificere et materiale og skelne det fra andre. Ofte er det faktiske spektrum ret komplekst, så omfattende Raman-spektralbiblioteker kan gennemsøges for at finde et match og dermed give en kemisk identifikation.
Identifikation af funktionelle grupper i molekyler
Vibrationerne fra visse forskellige underenheder i et molekyle, kaldet dets funktionelle grupper, vil optræde i et Raman-spektrum med karakteristiske Raman-forskydninger. Et sådant skift er ens for alle molekyler, der indeholder den samme funktionelle gruppe. Disse signaler er særligt nyttige, når man overvåger reaktioner, der involverer disse funktionelle grupper (oxidation, polymerisation osv.), da de giver et direkte mål for reaktionens forløb.
Raman-strum af benzonitril og strækningsvibrationen af cyanogruppen (CN) i benzonitril ved 2229,4 cm-1 (rød).
Raman-strum af benzonitril og strækningsvibrationen af cyanogruppen (CN) i benzonitril ved 2229,4 cm-1 (rød).
Ved hjælp af disse karakteristiske forskydninger er det muligt at relatere spektret af en ukendt forbindelse til en klasse af stoffer, f.eks. ligger carbonylgruppens strækvibration i et aldehyd altid i området 1730 cm-1 til 1700 cm-1. Billedet ovenfor viser Raman-spektret af benzonitril, der indeholder strækningsvibrationen fra cyanogruppen (CN) i benzonitril ved en karakteristisk værdi på 2229,4 cm-1.
Lægemiddelanalyse med håndholdt Raman-spektrometeri
I dag er der behov for hurtig kvalitativ og kvantitativ bestemmelse af stoffer. Disse problemer vedrører mennesker, der arbejder med at producere eller videresælge stoffer. Heldigvis kan disse problemer løses ved hjælp af håndholdt Raman-spektrometri.
Håndholdte Raman-spektrometre bruges til direkte prøveudtagning af løst fast eller flydende materiale eller til at udføre prøveudtagning på en prøve i en container. Disse enheder er robuste, feltbårne enheder, der er designet til at give redningsmandskabet mulighed for at analysere ukendte pulvere og væsker uden at ødelægge prøven.
Muligheder formetoder
For det første kan du kontrollere, om dine stoffer er i overensstemmelse med spektrometerets database. Forbrugerne kan manuelt oprette en database med forskellige lægemidler og stoffer med forskellige koncentrationer eller købe en database og installere den i deres eget apparat. I henhold til databasen kan koncentrationer af interessante stoffer måles.
Der er billeder af en typisk spektrometerenhed, et hætteglas til testprøver og en kuvette. Sæt kuvetten sammen med det indsatte hætteglas med en prøve, og luk kuvetten. Det er vigtigt for at kunne analysere uden lysforurening.
Der er billeder af en typisk spektrometerenhed, et hætteglas til testprøver og en kuvette. Sæt kuvetten sammen med det indsatte hætteglas med en prøve, og luk kuvetten. Det er vigtigt for at kunne analysere uden lysforurening.
Fordele.
- Håndholdt raman gør det muligt at få analyserapporter med ret høj nøjagtighed af struktur og koncentrationer (hvis du har et særligt bibliotek) uden at ødelægge en prøve.
- Du kan udføre eksperimenter med det samme uden yderligere materialer.
- Letforståelig og venlig grænseflade.
- Kan ikke få nøjagtige resultater for alle forureninger i prøven. F.eks. sidestoffer af amfetamin, som kan bestemmes ved GC-MS-analyse.
- Kan ikke bestemme blandinger af stoffer som heroin, ecstasy eller stoffer i meget lave mængder (DMT, NBOME, LSD osv.), fordi de sælges med papir eller sidematerialer til tabletformer.
Konklusion
Raman-spektroskopi er en kraftfuld metode til analytisk kemi. Denne metode kan være en løsning på problemer med lægemiddelfremstilling med bestemmelse af stoffer ved hjælp af bærbar form, som har nogle fordele og ulemper. Selv om prisen for denne enhed er høj, kan dette instrument gøre det muligt at kontrollere dine produkter for at holde passende kvalitet og holde dit brand på det højeste markedsniveau.
Last edited: