在当今科学研究范畴内,对物质微观结构进行精准解析意义重大。拉曼光谱技术作为一种先进的散射光谱分析方式,凭借其独特原理与优势,成为深入探寻物质奥秘的得力工具。
当一束单色光照射到物质上时,大部分光会产生弹性散射,其频率和入射光相同,此为瑞利散射。不过,还有一小部分光会出现非弹性散射,频率与入射光不同,产生的散射光被叫做拉曼散射。拉曼散射光的频率变化和物质分子的振动、转动能级跃迁相对应,通过剖析拉曼散射光的频率、强度以及偏振等信息,就能获取物质分子的结构和组成信息,进而实现对物质的定性与定量分析。
伴随人们对健康的重视以及中医药产业的发展,中药材的质量控制和标准化研究愈发受到关注。山药作为一种重要的药食两用补益中药材,具备补脾养胃、益肺固肾等功效,其质量优劣直接关系到临床疗效和消费者健康。传统的中药材质量控制方法主要依靠外观性状、显微特征和化学分析等手段,但这些方法存在一定局限,比如主观性强、操作繁杂、对样品有破坏性等。
拉曼光谱技术作为一种无损、快速且准确的分析方法,为中药材的质量控制和标准化研究带来了新的机遇。该技术能够直接对中药材进行检测,无需对样品进行繁琐的前期处理,可迅速获得中药材的“指纹”图谱,从而实现对中药材的定性鉴别和质量评估。此外,拉曼光谱技术还能与其他分析技术,如红外光谱、核磁共振等相结合,进一步提高中药材质量控制的准确性和可靠性。
在众多拉曼光谱仪中,景颐光电的优质拉曼光谱仪凭借其卓越的性能和广泛的应用受到了行业的高度关注。
这款优质拉曼光谱仪是一款超荧光抑制的1064nm手持拉曼光谱仪。基于1064nm激发光本身超高的荧光抑制效果,特别适合用于高荧光产品的检测。这一特性使得它在中药材检测中具有独特优势,能够有效避免荧光干扰,提高检测的准确性和可靠性。
此外,该仪器整机尺寸极小,不到1.2kg,携带十分方便。可用于海关、公安、实验室、车间、仓库、码头等现场,对毒品、易制毒化学品、爆炸物、珠宝玉石、原料等物品进行快速识别。并且可用于对食品中的添加剂、农药残留、兽药残留等进行快速检测识别。其内置优秀的拉曼光谱识别算法,可对物质进行无差别检测,轻松识别物质,同时还能添加用户自己的谱图数据。采用Android系统,界面简单明了,配备5.5英寸高清屏幕,采用高清双摄像头1300万 + 800万,可随时记录检测现场,内置WIFI、蓝牙、GPS等模块,简单又智能。
为了验证优质拉曼光谱仪在中药材研究领域的应用可行性,我们采用该仪器对山药进行了定性鉴别实验。
实验结果显示,在山药的拉曼光谱中,474 cm⁻¹、857 cm⁻¹、935 cm⁻¹、1454cm⁻¹处出现明显的特征峰;以及在1260 cm⁻¹、1337 cm⁻¹、1378cm⁻¹处出现明显的拉曼峰。这些拉曼峰体现了山药拉曼光谱的指纹特性。结合相关文献,对其振动模式归属进行指认。
在400–800 cm⁻¹区间内,主要振动模式源自糖苷环骨架的弯曲振动。其中,474 cm⁻¹处的特征峰可归属于吡喃糖环的骨架振动,常被视为直链淀粉与支链淀粉等淀粉类多糖的标志性信号;该峰强度与多糖的聚合程度相关,进一步证实了山药中淀粉物质的存在。
在800–1200 cm⁻¹范围内,振动主要来自C–O和C–C键的伸缩振动,以及糖苷键中C–O–C的弯曲振动。例如,857 cm⁻¹处的谱峰源于C–O–C环振动与C–H弯曲振动的耦合;而935 cm⁻¹处的信号则对应于直链淀粉中α - 1,4糖苷键的C–O–C弯曲振动。这些均为识别淀粉及其他多糖结构的典型拉曼光谱特征。
在1200–1500 cm⁻¹区间,振动模式主要涉及氢原子的耦合作用。具体而言,1260 cm⁻¹处的振动与CH₂OH侧链相关,常见于多糖及部分氨基酸侧链结构;1337 cm⁻¹处为C–O–H弯曲振动,与糖类及丝氨酸、苏氨酸等含羟基氨基酸有关;1378 cm⁻¹处则反映了CH₂、C–H及C–O–H的混合弯曲振动,广泛存在于多糖和蛋白质的烷基链中;1454 cm⁻¹处的谱峰归属于CH₂的弯曲振动,是淀粉和蛋白质骨架中常见的拉曼信号。
综上所述,利用优质拉曼光谱仪对山药进行检测,获得了包含多个强信号的光谱图,这些特征峰共同构成了山药的鉴别依据。峰位归属分析表明,其来源正是山药的主要组分——淀粉、多糖、蛋白质及氨基酸,该发现与文献记载的化学成分相对应,为该方法的有效性提供了实证依据。
优质拉曼光谱仪在中药材研究领域具有广阔的应用前景。景颐光电将继续致力于拉曼光谱技术的研发和创新,不断提升产品的性能和质量,为中药材的质量控制和标准化研究提供更加优质的技术支持和服务。相信在景颐光电等企业的共同努力下,拉曼光谱技术将在中药材研究领域发挥更加重要的作用,为中医药产业的发展做出更大的贡献。
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