红外光谱分析

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1、第二章 红外光谱分析2.1 概述红外光谱法（Infrared Spectroscopy）研究红外光与物质间互相作用的科学，即以持续变化的多种波长的红外光为光源照射样品时，引起分子振动和转动能级之间的跃迁，所测得的吸取光谱为分子的振转光谱，又称红外光谱。傅里叶光谱法就是运用干涉图和光谱图之间的相应关系，通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换的措施来测定和研究光谱图。和老式的色散型光谱仪相比较，傅里叶光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱仪，它能同步测量、记录所有谱元信号，并以更高的效率采集来自光源的辐射能量，从而使它具有比老式光谱仪高得多的信噪比和辨别率；同步它的数字化的光谱

2、数据，也便于数据的计算机解决和演绎。正是这些基本长处，使傅里叶变换光谱措施发展为目前红外和远红外波段中最有力的光谱工具，并向近红外、可见和紫外波段扩展。红外区可分为如下几种区域如表2.1所示。表2.1 红外光谱区域的划分区 域波长（，m）波数（，cm-1）能级跃迁类近红外区中红外区远红外区常用区域0.782.52.5505010002.5251280040004000200200104000400NH OH CH 倍频区振动转动转动红外光谱在化学领域中的重要用于两方面，一是分子构造的基本研究，应用红外光谱可以测定分子的键长、键角，以此推断出分子的立体构型；根据所得的力常数可以懂得化学键的强弱；

3、由简正频率来计算热力学函数。二是对物质的化学构成的分析，用红外光谱法可以根据光谱中吸取峰的位置和形状来推断未知物构造，根据特性吸取峰的强度来测定混合物中各组分的含量。物质的红外光谱是其分子构造的反映，谱图中的吸取峰与分子中各基团的振动形式相相应。其中应用最广泛的还是化合物的构造鉴定，根据红外光谱的峰位、峰强及峰形判断化合物中也许存在的官能团，从而推断出未知物的构造。通过比较大量已知化合物的红外光谱，发现构成分子的多种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=O和CC等，均有自己的特定的红外吸取区域，分子的其他部分对其吸取位置影响较小。一般把这种能代表基团存在、并有较高强度的吸取谱带称为基团频

4、率，其所在的位置一般又称为特性吸取峰。此外除光学异构体及长链烷烃同系物外，几乎没有两种化合物具有相似的红外吸取光谱，即所谓红外光谱具有“指纹性”， 特性区：4000-1300cm-1 高频区 光谱与基团的相应关系强，指纹区：1300-400cm-1 低频区 光谱与基团不能一一相应，其价值在于表达整个分子的特性。因此红外光谱法是有机药物构造测定和鉴定的重要措施之一。红外光谱是由于分子振动能级（同步随着转动能级）跃迁而产生的，物质吸取红外辐射应满足两个条件：第一辐射具有的能量应能满足物质产生振动跃迁所需的能量；第二辐射与物质间有互相偶合伙用。对称分子，没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。 如

5、：N2、O2、Cl2 等。非对称分子，有偶极矩，具有红外活性。因红外吸取只有振-转跃迁，因此能量低，且应用范畴广，几乎所有有机物均有红外吸取；更精细的表征分子构造，通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度拟定分子基团、分子构造；分析速度快，固、液、气态样均可用，且样品用量少、不破坏样品；与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能；可以进行定量分析；它已成为现代构造化学、分析化学最常用和不可缺少的工具。2.2红外光谱的基本原理2.2.1理论基本红外光谱是由于分子振动能级（同步随着转动能级）跃迁而产生的，物质吸取红外辐射应满足两个条件：(1) 辐射光具有的能量应满足物质产生振动跃迁所需的能量；

6、(2) 辐射与物质间有互相偶合伙用。 2.2.2 红外吸取与分子构造红外光谱源于分子振动产生的吸取，其吸取频率相应于分子的振动频率（例如双原子分子的振动）从典型力学的观点，采用谐振子模型来研究双原子分子的振动，即化学键的振动类似于无质量的弹簧连接两个刚性小球，它们的质量分别等于两个原子的质量。根据虎克定律： -光速K-键力常数-折合质量 事实上在一种分子中，基团与基团之间，化学键之间都会互相影响，因此，振动频率不仅决定于化学键两端的原子质量和键力常数，还与内部构造和外部因素（化学环境）有关。由于原子的种类和化学键的性质不同，以及各化学键所处的环境不同，导致不同化合物的吸取光谱具有各自的特性。大

7、量实验成果表白，一定的官能团总是相应于一定的特性吸取频率，即有机分子的官能团具有特性红外吸取频率。这对于运用红外谱图进行分子构造鉴定具有重要意义，据此可以对化合物进行定性分析2.3 傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer ，FTIR）的基本构成及其工作原理2.3.1仪器的基本构成1）光源：光源能发射出稳定、高强度持续波长的红外光，一般使用能斯特（Nernst）灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝。2）干涉仪：迈克尔逊（Michelson）干涉仪的作用是 将复色光变为干涉光。中红外干涉仪中的分束器重要是由溴化钾材料制成的；近红外分束器

8、一般以石英和CaF2为材料；远红外分束器一般由Mylar膜和网格固体材料制成。3）检测器：检测器一般分为热检测器和光检测器两大类。热检测器是把某些热电材料的晶体放在两块金属板中，当光照射到晶体上时，晶体表面电荷分布变化，由此可以测量红外辐射的功率。热检测器有氘代硫酸三甘肽（DTGS）、钽酸锂（LiTaO3）等类型。光检测器是运用材料受光照射后，由于导电性能的变化而产生信号，最常用的光检测器有锑化烟、汞镉碲等类型。2.3.2工作原理用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相似就会产生共振，这个基团就吸取一定频率的红外线，把分子吸取的红外线的状况用仪器记录下

9、来，便能得到全面反映试样成分特性的光谱，从而推测化合物的类型和构造。70年代浮现的傅立叶变换红外光谱仪是一种非色散型红外吸取光谱仪，其光学系统的主体是迈克尔逊（Michelson）干涉仪，干涉仪的构造如图2.1所示。图2.1 迈克尔逊（Michelson）干涉仪构造图干涉仪重要由两个互成90角的平面镜（动镜和定镜）和一种分束器所构成。固定定镜、可调动镜和分束器构成了傅立叶变换红外光谱仪的核心部件-迈克尔逊干涉仪。动镜在平稳移动中要时时与定镜保持90角。分束器具有半透明性质，位于动镜与定镜之间并和它们呈45角放置。由光源射来的一束光达到分束器时即被它分为两束，I为反射光，II为透射光，其中50%

10、的光透射到动镜，此外50%的光反射到定镜。射向探测器的I和II两束光会合在一起已成为具有干涉光特性的相干光。动镜移动至两束光光程差为半波长的偶数倍时，这两束光发生相长干涉，干涉图由红外检测器获得，单色光的干涉如图2.2所示，成果经傅立叶变换解决得到红外光谱图。FTIR的工作原理如图2.3所示。单色光的干涉图和基本方程：当定镜和动镜距分束器距离相等时， 当I和II两光有1/2的光程差时，I光和II光束达到探测器的光程同样， 相位相反，发生相消干涉，亮度最小。相位相似，产生相长干涉，亮度最强；图2.2 单色光的干涉图Michelson干涉仪移动时两镜相差任意d时的光强I(d)，1）当O点到动镜和定

11、镜的距离相等 无光程差 2）当O点到两镜距离（d表达） 相差l/4的偶数倍 相长干涉，光强加强 相差l/4的奇数倍 相消干涉，光强削弱发生在上述两种位移之间，亦部分为相消干涉。若令 I 为两光束干涉后的强度，则 I（ d）=0.5 I(n) Cos2p d/ l 或 I（ d）=0.5I(n) Cos2dnp光强随波长的变化 I（ n）而不是光强随两镜距离差的变化I(d)依此类推，I和II两相干光光程差变化所产生的干涉有如下规律：光程差为n(n=0,1,2, )，发生相长干涉，光程差为n1/2(n=0,1,2, ) ，发生相消干涉。正号表达动镜从零位向远离分束器方向移动；负号表达动镜从零位向分

12、束器方向移动；零位是动镜距分束器和定镜距分束器相等的部位。此时，探测器上检测到的信号强度：这就是波数为v的单色光的干涉图方程。图2.3 傅里叶变换红外光谱仪工作原理2.4 实验技术红外光谱是根据物质吸取辐射能量后引起分子振动的能级跃迁，记录跃迁过程而获得该分子的红外吸取光谱。Nicolet系列的傅立叶变换红外光谱仪合用于液体、固体、气体、金属材料表面镀膜等多种形式的样品，通过检测样品的红外光谱得到样品的分子构造特性。傅里叶变换红外光谱仪的长处，测量波段宽，只需要换用不同的分束器、光源和检测器，就能测450006cm-1整个波段；光通量大，检测敏捷度高；具有多路通过的特点，所有频率同步测量；扫描

13、速度快，可作迅速反映动力学研究（在线红外，MettlerToledo ReactIR）；测量辨别率高，可达0.01cm-1。测量环节简朴，一方面测得一组涉及原辐射所有光谱信息的干涉图，再经计算机进行傅立叶变换，获得红外吸取光谱图。它具有如下几种明显特点，第一种特点是FTIR的扫描速度极快，能在很短的时间里（【打印】，浮现弹出窗口，点击拟定，在接下来的窗口中选择模版报告，点击打开，点击【打印】打印报告，打印前可选择【文献】【打印预览】预览打印报告。E. 测定下同样品的红外光谱：反复2）4）操作，如果长时间操作且采用同一背景，可以在上述“背景解决”设立“采集背景在120分钟后”时将时间延长。6)

14、扫谱结束后，取下样品池，松开螺丝，套上指套，小心取出盐片。先用软纸擦净液体，滴上无水乙醇，洗去样品（千万不要用水洗）。然后，再于红外灯下用滑石粉及无水乙醇进行抛光解决。最后，用无水乙醇将表面洗干净，擦干，烘干按规定将模具、样品架等擦净收好，两盐片收入干燥器中保持。7) 关机A. 选择【文献】【退出】，退出程序；B. 从计算机桌面的开始菜单中选择关机，浮现安全关机提示。C. 关闭计算机电源。D. 关闭仪器电源。E. 关闭稳压电源。2.5 实验成果解析红外光谱定性分析，一般采用两种措施：一种是用已知原则物对照，另一种是原则图谱核对法。已知物对照应由原则品和被检物在完全相似的条件下，分别绘出其红外光

15、谱进行对照，图谱相似，则肯定为同一化合物；原则图谱核对法是一种最直接、最可靠的措施，根据待测样品的来源、物理常数、分子式以及谱图中的特性谱带，核对原则谱图来拟定化合物；图谱的一般解析过程大体如下：a、先从特性频率区入手，找出化合物所含重要官能团；b、指纹辨别析，进一步找出官能团存在的根据。由于一种基团常有多种振动形式，因此，拟定该基团就不能只依托一种特性吸取，必须找出所有的吸取带才行；c、对指纹区谱带位置、强度和形状的仔细分析，拟定化合物也许的构造；d、对照原则图谱，配合其她鉴定手段，进一步验证；e、把扫谱得到的谱图与已知原则谱图进行对照比较，并找出重要吸取峰的归属。 谱图也可以用如图2.26

16、 的一般解析流程：图2.26 谱图的一般解析流程红外吸取区域划分如下：a、官能团区： 4000-1300 cm-1； b、指纹区：1300-650 。（1）40002500 cm-1 （XH）：这个区域可以称为XH伸缩振动区，X可以是O，N，C和S原子，它们浮现的范畴如下：OH 36503200 cm-1NH 35003000 cm-1CH 31002800 cm-1SH 26002500 cm-1（2）2500 cm-1 ：这个区域可以称为叁键和累积双键区 （CO2吸取2365、2335需扣除），其中重要涉及有 CC， CN等叁键的伸缩振动和累积双键 C=C=C ，C=C=O，N=C=O等的

17、反对称伸缩振动，累积双键的对称伸缩振动出目前1100cm-1的指纹区里。（3）1500cm-1：这个区域可以称为双键伸缩振动区，其中重要涉及 C=C，C=O，C=N，NO2等的伸缩振动，以及NH2基的剪切振动、芳环的骨架振动等。（4）1500600cm-1：是部分单键振动及指纹区，这个区域的光谱比较复杂，重要涉及 CH，OH的变角振动，CO， CN， CX（卤素）， NO等的伸缩振动及与CC， CO 有关的骨架振动等。此外可以借助下面的红外识谱歌协助解析图谱：表2.2 红外识谱歌1300来分界，注意横轴划分异， 看图要知红外仪，弄清物态液固气。样品来源制样法，物化性能多联系。 识图先学饱和烃，

18、三千如下看峰形。 2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。 1470碳氢弯，1380甲基显。 二个甲基同一碳，1380分二半。 面内摇晃720，长链亚甲亦可辨。 烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。 末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。 化合物，又键偏，1650会浮现。 烯氢面外易变形，1000如下有强峰。 910端基氢，再有一氢990。 顺式二氢690，反式移至970； 单氢出峰820，干扰顺式难拟定。 炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。 三键伸展二千二，炔氢摇晃六百八。 芳烃呼吸很特性，16001430。 1650，取代方式辨别明。 900650，面外弯曲定芳氢。 五氢吸取有两峰，700

19、和750； 四氢只有750，二氢相邻830； 间二取代出三峰700、780和880处孤立氢 醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。 CO伸展吸取大，伯仲叔醇位不同。 1050伯醇显，1100乃是仲， 1150叔醇在，1230才是酚。 1110醚链伸，注意排除酯酸醇。 若与键紧相连，二个吸取要看准， 1050对称峰，1250反对称。 苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。 次甲基二氧连苯环，930处有强峰， 环氧乙烷有三峰，1260环振动， 九百上下反对称，八百左右最特性。 缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。 酸酐也有CO键，开链环酐有区别， 开链强宽一千一，环酐移至1250。 羰基伸展一千七，2720定醛

20、基。 吸电效应波数高，共轭则向低频移。 张力促使振动快，环外双键可类比。 二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽， 920，钝峰显，羧基可定二聚酸、 酸酐千八来偶合，双峰60严相隔， 链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。 羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰， 1600反对称，1400对称峰。 1740酯羰基，何酸可看碳氧展。 1180甲酸酯，1190是丙酸， 1220乙酸酯，1250芳香酸。 1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。 氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。 羰基伸展酰胺I，1660有强峰； NH变形酰胺II，1600分伯仲。 伯胺频高易重叠，仲酰固态1550； 碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。 胺尖常有

21、干扰见，NH伸展三千三， 叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。 1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。 八百左右面内摇，拟定最佳变成盐。 伸展弯曲互接近，伯胺盐三千强峰宽， 仲胺盐、叔胺盐，2700上下可辨别， 亚胺盐，更可怜，左右才可见。 硝基伸缩吸取大，相连基团可弄清。 1350、1500，分为对称反对称。 氨基酸，成内盐，31002100峰形宽。 1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。 盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。 矿物构成杂而乱，振动光谱远红端。 钝盐类，较简朴，吸取峰，少而宽。 注意羟基水和铵，先记几种一般盐。 1100是硫酸根，1380硝酸盐， 1450碳酸根，一千左右看磷

22、酸。 硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。 勤学苦练多实践，红外识谱不算难。2.6 仪器使用及谱图解析的一般规定 在用未知物图谱核对原则谱时，必须注意：a、比较所有仪器与绘制的原则图谱在辨别率与精度上的差别，也许导致某些峰的细微构造差别。b、未知物的测绘条件一致，否则图谱会浮现很大差别。当测定溶液样品时，溶剂的影响大，必须规定一致，以免得出错误结论。若只是浓度不同，只会影响峰的强度而每个峰之间的相对强度是一致的。c、必须注意引入杂质吸取带的影响。如KBr压片也许吸水而引入了水的吸取带等。应尽量避免杂质的引入。d、固体样品经研磨（在红外灯下）后仍应随时注意避免吸水，否则压出的片子易沾在模具上。e、可

23、拆式液体池的盐片应保持干燥透明，每次测定前后均应反复用无水乙醇及滑石粉抛光（在红外灯下），但切勿用水洗。f、停水停电的处置 在测试过程中发生停水停电时，按操作规程顺序关掉仪器，保存样品。待水电正常后，重新测试。仪器发生故障时，立即停止测试，找维修人员进行检查。故障排除后，恢复测试。2.7 应用随着傅立叶变换红外光谱技术的发展，远红外、近红外、偏振红外、高压红外、红外光声光谱、红外遥感技术、变温红外、拉曼光谱、色散光谱等技术也相继浮现，这些技术的浮现使红外成为物质构造和鉴定分析的有效措施。目前，红外技术已广泛地应用于石油勘探-分析、地质矿物的鉴定，农业生物学、医学、法庭科学、气象科学、染织工业、

24、原子能科学等方面的研究。本节对红外在多领域中的应用做一简要简介。2.7.1在刑侦工作中用于物证鉴定红外光谱在刑侦工作中有如下三个用途：a、 在侦破各类案件中，用红外光谱技术能鉴定出案发现场罪犯所遗留的微量物证是何种物质，从而，提供了侦查方向、线索，为破案缩小了范畴。b、 在侦破案件中，用红外光谱技术可以认定或否认犯罪嫌疑人。 把案发现场的物证检材与犯罪嫌疑人处提取的比对样品进行比较，若两者红外光谱相似，再结合痕迹状况，则可以认定为犯罪嫌疑人；若两者红外光谱不相似，则否觉得犯罪嫌疑人。c、 为研制刑侦器材、试剂缩短了周期。把国外先进的产品，用红外光谱技术进行有关物质的成分分析，为我所用。因此，能

25、缩短仿制、改造、创新这些器材、试剂的周期。样品不受物理状态的限制。无论是气体、液体、或是固体样品，它们都可以直接测得红外光谱。合用于品种繁多的物证样品鉴定。 样品容易回收。物质样品在仪器样品室中被红外光照射就可以得到红外光谱。这表白，红外光谱是一种不破坏样品的鉴定措施，为一份样品进行多种措施鉴定提供了以便，非常合用于样品来源不易的物证鉴定。 样品用量少。样品用量只需要数微克。物证样品往往是微量的，因此，红外光谱技术合用于微量物证的鉴定。 鉴定成果充足可靠。有机化合物和多元素无机化合物均有其特性的红外光谱图，并且谱图相称复杂，这就像人的指纹同样，故有人把红外光谱称之为分子指纹。只要把物证检材的光

26、谱与原则品的光谱图互相比较，成果两张光谱图中相相应的吸取带完全一致，那么物证检材和原则品就是相似成分的一种物质，反之亦然。 每年公安部物证鉴定中心用红外光谱技术办案的数目数以百计。承办的案件性质有爆炸、杀人抢劫、纵火、中毒、交通肇事逃逸案件等。遇到的物证检材有油漆、塑料、纤维、橡胶、沥青、玻璃等多种多样的物质，是目前侦案工作的重要手段之一。2.7.2 在食品掺假检测中的应用食品的掺假方式和种类多种多样，下面仅以油脂、肉类及蜂蜜产品为例，阐明红外光谱在其掺假检测中的应用：a、检测油脂的掺假市场中的橄榄油大体可分为：特级纯、纯和精炼三个级别，高品质的橄榄油有其特有的风味，因而价格很高，特级纯橄榄油

27、约是其精炼产品的2倍，因此，向高品质油中掺杂较便宜的同类低档或不同种类价低的油，如葵花油、玉米油、菜籽油等便成为一种获利方式。根据油脂多次甲基链中的 C-H 和 C-O 在中红外光谱区振动方式和振动频率不同，因而反映油型信息不同的特性，从而判断掺假的有无。对固态脂肪样品采用衰减全反射中红外光谱，液态油样采用中红外光纤进行分析。根据不饱和脂肪酸含量的不同，从脂肪的一阶导数光谱所得的第一主成分，可将黄油和菜油辨别开来；对于液态油样，根据亚麻酸含量差别，光谱进行二阶导数解决，运用第一主成分，使橄榄油和花生油与菜籽油加以区别，进而可对其有关掺假产品进行检测。b、检测肉类的掺假红外区提供了许多可运用的分

28、析信息，个体构成的吸取频率对其物理、化学状态的敏感性及现代仪器的高信噪比，意味着虽然低浓度的组分也能被检测出来，并同步测出多组分样品间的构成差别。肉类工业中，国外已有用此分析措施对火鸡、小鸡和猪肉末产品进行质量监控。肉类掺假表目前：加入同种或不同种动物低成本部分、内脏、水或较便宜的动植物蛋白等。用中红外光谱检测掺有牛肾脏或肝脏的碎牛肉，根据脂肪和瘦肉组织中蛋白质、脂肪、水分含量的不同对肉类产品加以辨别。由于肝脏中所含的少量肝糖元，使其中红外光谱图在1200-1000 cm-1 处有特性吸取，与其她类型样品（纯牛胸肉、牛颈肉、牛臀肉、牛肾）有明显可见差别 ，因此很容易辨别;并可辨别出牛肉、牛肝、

29、牛肾以及牛的三个不同部位的分割肉：胸肉、颈肉、臀肉，容易辨别出牛肉和内脏；c、检测蜂蜜掺假蜂蜜中掺入的物质多种多样，为其统一检测带来了一定难度，而傅立叶转换红外光谱能迅速、无损获取样品的生物化学指纹。光谱分析前，将蜜样放于50C恒温水浴中以便将蔗糖晶体溶化，然后混匀样品。混合样品采用IS10型衰减全反射傅立叶转换光谱仪进行扫描，选用1500-950cm-1处光谱谱图，运用其“指纹”特性，可辨别出蜂蜜中与否掺假。 此外，在咖啡业中，它不仅可鉴别咖啡品种，还可检测速溶咖啡的掺假。随着计算机技术和化学计量学的发展，应用红外光谱的“指纹”特性，可在线无损检测、再现性好等优势，对食品质量监控起到重要作用

30、。2.7.3 用于胃镜样品无创、迅速、精确的在体临床诊断的新措施胃部疾病在国内的发病率很高，而萎缩性胃炎患者则也许会发生异型增生，它是介于单纯性增生与肿瘤性增生之间的一种病变，是一种癌前病变，如果将中红外光纤技术和胃内窥镜技术结合，应用FTIR 技术可以实现胃组织的无创伤、精确、迅速和简便的检测。FTIT技术能揭示生物分子构成和构造上的细微变化，正常组织与异常组织之间存在一系列规律性光谱差别。由于不同类型病变组织会在其分子构成和构造上发生相应变化，浅表性胃炎、萎缩性胃炎和胃癌组织各具有不同的 FTIR光谱特性，可据此进行胃镜样品疾病类型和病变限度的鉴别， FTIR技术有望发展成为一种用于胃镜样

31、品无创、迅速、精确的在体临床诊断的新措施。此外，红外光谱还可分别于临床手术中的大块离体组织（厘米级），如肠、胃、乳腺、胆囊、肺和肝器官的癌变组织和相应的正常组织样品的检测，从分子水平上反映出病变和正常组织之间的不同光谱特性。因此对的迅速地实现癌变样品病理的临床诊断对于病症的避免、合理及时治疗具有重大意义。2.7.4 红外光谱在宝玉石检测中的应用随着现代宝玉石检测技术的发展，红外光谱技术被广泛应用于宝玉石鉴定与研究领域中。在红外光谱中不同基团的吸取谱带相应于不同的分子或原子基团，其峰位和峰强的变化直接反映宝玉石的特性，有“指纹谱”之称。宝玉石吸取红外辐射( 即红外光) 后，引起晶格分子、络阴离子

32、团和配位基的振动与转动能级的跃迁而产生偶极矩变化，与其固有振动频率相似的特定波长的红外光被吸取形成的红外吸取谱带。宝玉石检测基本上是采用无损伤方式，随着宝玉石工艺的不断革新发展，人工优化改善充填技术日益提高。红外光谱运用于宝玉石检测，用其所长，能较快精确测定宝玉石中(OH)n、H2O、H3O、OH-及高分子材料(硅基聚合物、环氧树脂、塑料)拟定宝玉石名称及优化解决内涵。合成宝玉石虽与天然宝玉石在物理化学性质基本相似，但从某些微细方面也存在差别，这在红外光谱上有不同反映。天然祖母绿与助熔剂合成祖母绿区别在于：天然祖母绿在34003800cm-1有一强吸取峰，助熔剂合成祖母绿无34003800cm

33、-1强吸取峰，这与天然祖母绿中具有一定结晶水(H2O)有关。水热法合成祖母绿具有2745、2830、2995、3490cm-1吸取峰，而在天然祖母绿中2745、2830、2995、3490cm-1吸取峰是不存在的。红外光谱对聚合物充填类饰品具一定的优势，如天然翡翠经酸蚀后聚合物充填解决，在红外光谱图上反映出2827、2928、2942、2969cm-1吸取峰存在，系高分子材料充填所致，天然翡翠无2827、2928、2942、2969cm-1吸取峰。天然绿松石中无2950cm-1吸取峰，注塑绿松石中具有2950cm-1吸取峰。天然欧泊中无5725、5810、5780、5810、5890、5925

34、cm-1吸取峰，聚合物充填欧泊中具有5725、5810、5780、5810、5890、5925cm-1吸取峰。天然紫晶中无3540cm-1吸取峰，合成紫晶中具3540cm-1吸取峰。等等矿物实例还诸多诸多，红外光谱技术在宝玉石检测中广泛应用，使用红外光谱技术重要用于研究分析宝玉石的分子构造和化学成分。有助于鉴定钻石类型、拟定宝玉石的种属、天然与合成、优化解决、仿制品等重要信息。对于精确、迅速、简易、平常无损检测鉴别宝玉石中用途大、效果好，具有重要的补充和完善宝玉石常规检测的意义。2.7.5医学上应用于活体癌变细胞的鉴别：国内有学者通过大量研究，使用大型分析软件SPSS解决红外测试数据来判断人体

35、组织与否有癌变。肿瘤的发生是多阶段、多环节、多基因调控发展的过程。在这一过程中，细胞中的核酸、蛋白、糖、脂类物质的含量、构造有所变化。这些变化早于在光学显微镜下见到的变化。傅里叶变换红外光谱仪可在分子水平上检测这种变化，并对其进行定性、定量(相对含量)分析。宫颈癌是一类严重威胁女性生命健康的疾病，在国内女性生殖系统恶性肿瘤中居第二位。医学上运用傅里叶红外光谱(FTIR)高辨别手段,对正常人的细胞和宫颈癌患者的细胞进行了对比研究,发现宫颈组织有其特性的红外光谱，各类组织的相对吸取峰的吸光度不尽相似。根据相对吸取峰的吸光度在各类组织的差别，可用傅里叶变换红外光谱仪将各类组织辨别开来。此措施能在分子水平上揭示出肿瘤细胞与正常细胞的差别,如宫颈鳞癌、宫颈腺癌及宫颈正常组织的红外光谱的相对吸取峰的差别重要表目前1 080,1 238,1 314,1 339,1 397,1 454,1 541,1 647,2 854,2 873,2 926和2 958 cm-1处的比较上，通过谱图解析,可直接阐明引起谱图