含水物质红外光谱测试的样品制备解读

1、基金项目：福建省自然科学基金资助项目(C0110024作者简介:谢狄霖，男,研究员，理学硕士，福建省医学测试重点实验室主任，主要从 事红外光谱与核磁共振等仪器分析技术的研究与应用。含水物质红外光谱测试的样品制备谢狄霖1陈忠2(1.福建省医学科学研究所,福州,350001;2厦门大学物理系和化学系，厦门,361005摘要介绍了含水物质红外光谱测试中常用的样品制备技术，包括结晶压片 法、吸附压片法、蒸发涂片法、蒸发成膜法、液池参比法等。关键词含水物质红外光谱样品制备自然界中有许多物质，尤其是生物医学样品，富含水分。水对红外波段有很强的吸收，会产生强烈干扰；水分还会溶解腐蚀溴化 钾、氯化钠等常用晶片

2、材料，给含水物质的红外光谱测试带来很大麻烦。本文介绍 日常测试工作中含水物质红外光谱测试样品的制备技术。1结晶压片法如果水溶液样品中溶质的成分是结晶体，则可以将溶液加热或在室温下抽真空， 使水分蒸发，余下的溶质就会以固态晶体或粉末状态析出，稍加干燥后取出，与溴化钾 一起研磨压片，即可上机测试1。这是处理水溶液样品最简单的一种方法。但在许 多情况下，难于通过蒸发使溶质以晶体或粉末状态析出，所以本方法的应用受到一定 限制。2吸附压片法取少量待测水溶液样品注入蒸发皿，掺入适量溴化钾晶粒，搅拌，使之溶解,然后缓 慢加热蒸发，或放置在真空干燥设备中抽干。取少量析出物，添加适量溴化钾后研磨 压片,即可上机

3、测试。由于这时样品在溴化钾分子间的分布十分均匀，通常可以得到 基线平直、质量较高的谱图。溴化钾吸附压片法简单易行，适用面广，绝大多数含水样品均可按此法处理。我们用此法处理人血清、唾液、药水等样品，常可得到满意的谱图。有时待测样品，如脊髓、胃液等生物医学物质，干燥后得到的样品量微少，不足以压制通常大小的样片。这时可找一张卡片纸 剪成直径为13mm的圆盘，在圆盘中部刻出4mmX10mm的矩形孔。将制作好的纸 圆盘放在压模内下垫块的上方。将按上述方法得到的吸附有样品的溴化钾充分研磨 后，均匀铺洒在纸圆盘的矩形孔中，并在纸圆盘的其余部分铺洒研磨好的空白溴化钾粉末，一同进行压片。最后连圆纸片一起上机测试

4、。调整矩形孔的方位，使其与仪器光路狭缝一致，使该处的透过率达到最大，这样便可得到微量生物医学样品的谱图。3蒸发涂片法许多含水样品在蒸发后并不析出晶体或粉末，而是析出粘稠的油状物，不适于压 片制样。这时可用玻璃棒沾取少量析出物，均匀涂抹在可拆液槽的溴化钾窗片中央 进行测试，也可用自行压制的溴化钾小圆片代替可拆液槽窗片，以节省实验费用。我 们在进行中草药成分研究时，常对样品溶液使用这种制样方法。4蒸发成膜法有些样品溶液溶质的柔韧性较好，在水分蒸干后能够成膜，则可以采用蒸发成膜法制样2。为便于揭膜，可将水溶液注入水银 槽的表面，置于真空干燥器中抽干。如果需要，可适当加热，直至溶液成膜，悬浮在水银 面

5、上。为节省样品量，水银槽的开口应尽可能做成狭长形，只要制成的薄膜足够遮挡分析仪器2003年第4期射狭缝即可。水银面上方四壁涂抹少量石蜡油，防止样品膜粘结在壁上不易揭 下。用2cm >4cm的卡片纸2张,中央分别刻出4mmX10mm的长方形孔洞。将样品 薄膜取出摊平，夹在两张卡片中央孔洞处，然后将整个卡片靠磁力吸附在样品架上待测。由于水银槽的横截面积是固定的，在相同实验条件下，只要注入的水溶液量相同， 就可得到同样厚度的薄膜。这样便可以根据某物质特征吸收峰强度的变化，建立标准曲线，对该物质进行定量分析。用此种方法制样可以测量血浆中的血药浓度。5液池参比法采用特制的液池盛装含水样品，并在另一

6、个与样品液池结构相同的液池中注入适量的水，作为参比，保持两液池的温度相同。由于水在2505000cm -1的整个区域内都有极强的吸收带，因此水溶液的透射光谱必须采用溶剂水来补偿。氟化钙不溶于水，与酸碱及大多数无机盐都不起化学反应，是最常用的液池材料。由于水在红外波段的吸收很强，池的光程长通常取50mm，甚至更短3。生物医学系统大多富含水，经过蒸发、结晶、吸附 等方法处理后，可能引起系统某些性状的变化，使红外光谱发生变异，故有时需要在原 系统条件下测定其红外光谱，而液池参比技术是在不改变系统条件下获取红外光谱的唯一方法。另外，有些无机化合物（如硫酸铜等固态样品的 红外光谱，由于离子间相互作用的影

7、响，使谱峰复杂化，往往难于解析，而它们在水溶液 中的光谱却要简单得多，因而也适宜采用液池参比法测定其光谱。我们利用氟化钙液池，用水作参比，测量了人血清样品在室温下的红外透射光谱 研究胃癌患者血清的光谱与正常人的差异，得到了较好的结果。但由于参比池中水的用量不易精确控制，参比光束与样品光束间的强度、温度、衰减等也不会完全相同，而且液池参比法总是存在水分的强吸收干扰，无法完全补偿，所以液池参比法只是 在有特殊要求的情况下才使用。致谢:感谢张水冰女士为本文所做的大量实验工作。参考文献1王宗明等实用红外光谱学.北京:石油工业出版社，1982:141-1442钟海庆.红外光谱法入门.北京:化学工业出版社

8、,1984:983 Miller R G.红外光谱学的实验方法.北京:机械工业出版社,1985:223-227收稿日期:2003-01-24T ech niq ues for preparing hydrous samp les for in frared sp ectrometry.Xie Dili n ,Che n Zhong (1.Fujia nMedical Research In stit ute ,Fuz hou ,350001;2.De part men ts of Physics and Chem ist ry ,Xiame n U niversi 2ty ,Xiame n ,

9、361005Five tech niq ues commo niy used for preparing samp les of materials containing water for testi ng by in frared sp ectrometry are described ,in cludi ng crystallizatio n wafer p ress ing ,absor pti on wafer p ress ing ,eva po rati on film coat ing ,eva po rati on film ing and soluti on refere nee tech niq ues.北京北分瑞利分析仪器（集团有限责任公司被评为 “200中国机械行业竞争力之 星企业”中国工业经济联合会、中国机械工业联合会和中国工业报社从2003年年初开始,根据国家统计局授权中国机械工业联合会统计的2002年机械行业的权威数据，按照机械工业企业核心竞争力评价体系，对机械行业企业开展了企业核心竞争力的测 评工作。北京北分瑞利分析仪器（集团有限责任公司被评为“ 200中国机械行业竞争 力之星企业”根据测评结果，有100家企业被评为“200中国机械工业企业核心竞争力100 强”被评为“200中国机械行业竞争力之星企业”的共有