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傅里葉變換紅外光譜（FT-IR)檢測

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發(fā)布時間：2025-08-02 04:07:45 更新時間：2025-08-01 04:07:45

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）檢測是一種基于紅外光與物質(zhì)相互作用原理的高效分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)境和材料科學(xué)等領(lǐng)域。其核心原理是：當(dāng)紅外光照射到樣品時，樣品分子中的化學(xué)鍵會吸收特定波長的光，產(chǎn)生特征性的振動頻率，這些吸收信息被檢測并轉(zhuǎn)換為光譜圖。傅里葉變換技術(shù)通過干涉儀（如邁克耳孫干涉儀）將時間域的干涉信號轉(zhuǎn)換為頻率域的光譜，從而實現(xiàn)高分辨率、快速和準(zhǔn)確的測量。相比傳統(tǒng)的紅外光譜，F(xiàn)T-IR具有更高的信噪比、更快的掃描速度（通常僅需幾秒）以及更寬的檢測范圍（例如4000-400 cm?1），這使其成為定性定量分析有機和無機化合物的利器。在實際應(yīng)用中，F(xiàn)T-IR檢測可用于識別未知物質(zhì)、監(jiān)控化學(xué)反應(yīng)進程、分析聚合物結(jié)構(gòu)、檢測污染物（如塑料微珠或有機溶劑殘留）以及評估藥品純度。隨著技術(shù)進步，現(xiàn)代FT-IR儀器已集成先進的軟件系統(tǒng)，支持自動化數(shù)據(jù)處理和光譜庫匹配，進一步提升了其可靠性和效率?？傊?，F(xiàn)T-IR檢測以其非破壞性、多用途性和高靈敏度，成為現(xiàn)代實驗室不可或缺的分析工具。

檢測項目

FT-IR檢測廣泛應(yīng)用于多樣化的項目，主要聚焦于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分的分析。常見的檢測項目包括：有機化合物的官能團識別（如羰基、羥基或氨基），用于藥物研發(fā)中的活性成分分析；聚合物材料的化學(xué)鍵表征（例如聚乙烯或聚丙烯的鏈結(jié)構(gòu)），以評估材料性能；環(huán)境樣品中的污染物檢測（如水體或土壤中的石油類物質(zhì)、農(nóng)藥殘留）；以及食品和化妝品中的添加劑或摻雜物篩查（如防腐劑或色素）。此外，F(xiàn)T-IR還可用于無機物分析，如礦物和金屬氧化物的鑒定。這些項目不僅涉及定性分析（確定物質(zhì)組成），還包括定量分析（通過峰強度測量濃度），滿足從基礎(chǔ)研究到工業(yè)質(zhì)檢的多樣化需求。

檢測儀器

FT-IR檢測的核心儀器是傅里葉變換紅外光譜儀，其主要組成部分包括：紅外光源（通常為中紅外區(qū)的輝光燈或激光器），用于產(chǎn)生寬波段紅外光；干涉儀（如邁克耳孫干涉儀），將光源信號轉(zhuǎn)換為干涉圖；樣品室，容納待測樣品（支持多種形式，如固體、液體或氣體）；檢測器（常用DTGS或MCT檢測器），捕獲干涉信號；以及計算機系統(tǒng)，執(zhí)行傅里葉變換算法將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光譜圖?，F(xiàn)代儀器還配備附件如衰減全反射（ATR）探頭，用于直接分析表面樣品；或顯微鏡附件，實現(xiàn)微區(qū)分析。儀器性能取決于分辨率（可達0.5 cm?1）、掃描速度和靈敏度，知名品牌包括PerkinElmer、Thermo Fisher和Bruker的產(chǎn)品。日常維護需校準(zhǔn)光源和檢測器，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

檢測方法

FT-IR檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法遵循系統(tǒng)化流程，確保結(jié)果可重復(fù)。首先，樣品制備是關(guān)鍵：固體樣品通常壓片（使用KBr或NaCl基片），液體樣品置于鹽片或液體池中，氣體樣品則注入密封池。隨后，儀器設(shè)置參數(shù)（如掃描次數(shù)16-64次、分辨率4 cm?1），并進行背景掃描以扣除環(huán)境干擾。正式檢測時，樣品被紅外光照射，干涉信號被檢測器捕獲；通過傅里葉變換軟件（如OMNIC或GRAMS）處理原始數(shù)據(jù)，生成吸收光譜圖。數(shù)據(jù)分析包括峰位比對（參照標(biāo)準(zhǔn)庫如NIST或Hummel庫）和定量計算（使用Beer-Lambert定律）。常用方法包括透射法（直接穿透樣品）和反射法（如ATR），后者適用于不透明樣品。全過程強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化操作，如溫度控制（避免熱效應(yīng)）和重復(fù)掃描，以提升精度。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

FT-IR檢測需遵循嚴(yán)格的國際和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保數(shù)據(jù)可比性和可信度。常見標(biāo)準(zhǔn)包括：ASTM E1252（美國材料試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)），規(guī)范聚合物和塑料的紅外分析；ISO 18385（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)），針對環(huán)境樣品中的微塑料檢測；以及EP（歐洲藥典）或USP（美國藥典）標(biāo)準(zhǔn)，用于藥品成分驗證。此外，中國國家標(biāo)準(zhǔn)如GB/T 6040（紅外光譜分析方法通則）提供通用指導(dǎo)。標(biāo)準(zhǔn)涵蓋樣品處理、儀器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)報告格式等內(nèi)容，例如要求分辨率不低于4 cm?1、峰位誤差在±2 cm?1內(nèi)。實驗室常通過資質(zhì)認(rèn)證（如ISO/IEC 17025）確保合規(guī)。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅保障檢測質(zhì)量，還促進跨領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享，支持法規(guī)遵從性。