Gas-phase infrared spectrum of the protonated water dimer

The protonated water dimer is a prototypical system for the study of proton transfer in aqueous solution. We report infrared photodissociation spectra of cooled H+(H2O)2 [and D+(D2O2] ions, measured between 620 and 1900 wave numbers (cm-1). The experiment directly probes the shared proton region of the potential energy surface and reveals three strong bands below 1600 cm-1 and one at 1740 cm-1 (for H5O2+). From a comparison to multidimensional quantum calculations, the three lower energy bands were assigned to stretching and bending fundamentals involving the O...H+...O moiety, and the highest energy band was assigned to a terminal water bend. These results highlight the importance of intermode coupling in shared proton systems.     

Quantum deconstruction of the infrared spectrum of CH5+

We present two quantum calculations of the infrared spectrum of protonated methane (CH5+) using full-dimensional, ab initio-based potential energy and dipole moment surfaces. The calculated spectra compare well with a low-resolution experimental spectrum except below 1000 cm(-1), where the experimental spectrum shows no absorption. The present calculations find substantial absorption features below 1000 cm(-1), in qualitative agreement with earlier classical calculations of the spectrum. The major spectral bands are analyzed in terms of the molecular motions. Of particular interest is an intense feature at 200 cm(-1), which is due to an isomerization mode that connects two equivalent minima. Very recent high-resolution jet-cooled spectra in the CH stretch region (2825 to 3050 cm(-1)) are also reported, and assignments of the band origins are made, based on the present quantum calculations.     

二维相关红外光谱分析鉴别不同产地黑木耳

不同产地黑木耳的营养成分含量存在差异,因此对黑木耳的产地鉴别具有实用价值。选取8个不同产地的黑木耳,采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和二维相关红外光谱(two-dimensional correlation infrared spectroscopy,2D-IR),对不同样本的2D-IR谱图进行处理和分析,并结合系统聚类分析以鉴别黑木耳的不同产地。结果显示,不同产地黑木耳的傅里叶变换红外光谱整体特征极为相似,偏相关系数的最小值为0.955,不能用于区分黑木耳的产地。不同产地黑木耳在1 730～1 400 cm-1、1 350～1 040 cm-1以及1 030～900 cm-1范围内的二维相关红外光谱中自动峰数目不同,它们之间的自动峰和交叉峰的强度也有较大差异;对1 700～950 cm-1范围内的FT-IR光谱进行系统聚类分析,不同产地黑木耳都得到正确归类。结果表明,二维相关红外光谱分析,结合系统聚类分析能够简单、快速、无损地鉴别不同产地黑木耳。     

基于红外光谱三级鉴别技术的螺旋藻产品品质分析

【目的】利用红外光谱技术分析天然螺旋藻、螺旋藻粉和螺旋藻片的主要成分,为螺旋藻相关产品品质检测和真伪鉴别提供一种快速、准确和有效的方法。【方法】采集2种天然螺旋藻、4种螺旋藻粉和4种螺旋藻片的红外光谱（FTIR）,解析样品的红外光谱、二阶导数光谱和二维相关光谱确定出主要吸收官能团,主体成分以及不同样品之间的差异。通过扫描电镜图像（SEM）、样品蛋白质含量和氨基酸组成的测定结果对红外光谱中的差异进行说明。【结果】天然螺旋藻的红外光谱在1 154/1 156 cm-1、1 079 cm-1和1 039/1 035 cm-1出现3个糖类特征吸收峰;二维相关红外光谱在1 161、1 138、1 083、1 054和1 026 cm-1出现5个强自动峰。螺旋藻粉和螺旋藻片的糖类特征吸收峰形状和位置与天然螺旋藻不同,并且二维相关红外光谱中自动峰减少。天然螺旋藻蛋白质的α-螺旋含量为24.6%,螺旋藻粉和螺旋藻片中α-螺旋含量在15.0%左右。在二维相关红外光谱中天然螺旋藻的酰胺带吸收峰光滑、少分叉,可完全分离的两个尖峰,而螺旋藻粉和螺旋藻片的酰胺带吸收峰宽,分离度不好,并且出现多个分叉峰。蛋白质含量和氨基酸组成测定结果表明螺旋藻产品中蛋白质含量过高,且氨基酸组成与纯螺旋藻的氨基酸组成存在很大差异。【结论】红外光谱技术可以对天然螺旋藻、螺旋藻粉和螺旋藻片的糖类和蛋白成分的差异进行鉴别,并为螺旋藻产品的品质评价和真伪鉴别提供一种有效方法。     

掺杂三聚氰胺牛奶二维相关红外光谱法的鉴别研究

将红外光谱与二维相关谱技术结合起来对牛奶中掺杂的目标物三聚氰胺进行了检测。配置浓度为3g/L三聚氰胺牛奶溶液,并采集样品在不同温度下的红外光谱图。以温度为外扰,分别构建纯牛奶与掺杂三聚氰胺牛奶的二维相关谱,研究了各自的二维相关特性,并进行对比、分析。结果表明：在14001800cm-1区间内,掺杂三聚氰胺牛奶在同步图上...     

花生病害叶的傅里叶变换红外光谱研究

[目的]探究傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术在花生病害鉴别中的应用。[方法]利用FTIR技术并结合主成分分析和聚类分析方法对花生褐斑病叶、黑斑病叶、网斑病叶和正常叶进行鉴别。[结果]样品的红外光谱图整体相似,只在1 750～800 cm-1范围内吸收峰的位置和强度有微小差异。对原始光谱图做二阶导数处理,发现3 600～2 800 cm-1和1 750～650 cm-1范围内的二阶导数谱差异明显。选取3 600～2 800 cm-1和1 750～650 cm-1范围做主成分分析和聚类分析,所提取的3个主成分的累计贡献率达到94.9%,分类正确率达到100%,聚类分析的正确率达到94.6%。[结论]傅里叶变换红外光谱技术有望发展成为鉴别农作物病害的有力手段。     

辣椒的傅里叶变换红外光谱研究

[目的]利用傅里叶变换红外（FTIR）光谱结合主成分分析（PCA）和系统聚类分析（HCA）技术对不同品种辣椒（Capsicum frutescens L）进行鉴别研究.[方法]测试了5种辣椒50个辣椒的红外光谱.[结果]5个不同品种辣椒的红外图谱相似,但在1 800 ～ 800 cm-范围内红外光谱的峰位、峰形及吸收强度有一些微小差异.对原始光谱作二阶导数光谱处理,发现在1 800～ 800 cm-1范围内5种辣椒的二阶导数光谱图差异明显,利用1 800～800 cm-1范围二阶导数光谱数据对5个品种50个样品进行聚类和主成分分析.聚类分析其正确率为100％;主成分析前3个主成分的累计贡献率达到94.47％,其正确率达98％,能把5个辣椒品种分开.[结论]傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析的方法可以把不同品种的辣椒区分开来.     

Planar hexacoordinate carbon: a viable possibility

The viability of molecules with planar hexacoordinate carbon atoms is demonstrated by density-functional theory (DFT) calculations for CB6(2-), a CB6H2 isomer, and three C3B4 minima. All of these species have six pi electrons and are aromatic. Although other C3B4 isomers are lower in energy, the activation barriers for the rearrangements of the three planar carbon C3B4 minima into more stable isomers are appreciable, and experimental observation should be possible. High-level ab initio calculations confirm the DFT results. The planar hexacoordination in these species does not violate the octet rule because six partial bonds to the central carbons are involved.     

霉变出芽花生的近红外光谱无损检测研究

为了能够客观、快速、无损、便捷地检测花生仁霉变和出芽,研究了一种基于傅里叶变换近红外光谱技术和K最近邻（KNN）模式识别方法的霉变和出芽花生识别方法。依据花生的感官特征和前人研究经验,将花生分为正常、轻度霉变、重度霉变和发芽四类,采用傅里叶变换近红外光谱仪的积分球漫反射方法采集花生光谱（波段4 000~10 000 cm-1）。利用二阶导数算法进行光谱预处理,建立联合区间偏最小二乘（Si-PLS）识别模型,并得到特征光谱区间。然后在特征光谱区间的基础上运用主成分分析进行数据空间降维,最后建立KNN识别模型。KNN模型训练集与预测集识别率均为98.84%,表明应用近红外光谱技术和KNN法检测霉变和出芽花生效果良好,具有可行性。     

Membranes as the energy source in the endergonic transformation of vitamin A to 11-cis-retinol

The eye needs to biosynthesize 11-cis-retinoids because the chromophore of rhodopsin is 11-cis-retinal. The critical metabolic step is the endergonic isomerization of free all-trans-retinol (vitamin A) into 11-cis-retinol. This isomerization process can take place in isolated membranes from the retinal pigment epithelium in the absence of added energy sources. Specific binding proteins probably do not serve as an energy source, and since all of the reactions in the visual cycle are shown here to be reversible, trapping reactions also do not participate in the isomerization reaction. One previously unexplored possibility is that the chemical energy in the bonds of the membrane itself may drive the isomerization reaction. A group transfer reaction is proposed that forms a retinyl ester from a lipid acyl donor and vitamin A. This transfer can drive the isomerization reaction because the all-trans-retinyl ester is isomerized directly to 11-cis-retinol. Thus, the free energy of hydrolysis of the ester is coupled to the thermodynamically uphill trans to cis isomerization. The prediction of an obligate C-O bond cleavage in the vitamin A moiety during isomerization is borne out. Although the natural substrate for isomerization is not known, all-trans-retinyl palmitate is processed in vitro to 11-cis-retinol by pigment epithelial membranes.     

光谱预处理对近红外光谱无损检测番茄可溶性固形物含量的影响

为了探索适合近红外光谱无损检测番茄可溶性固形物含量的光谱预处理方法,比较了平均光谱和10种光谱预处理方法对偏最小二乘法建模效果的影响,常数偏移消除预处理后的光谱,所建偏最小二乘法校正模型的预测值和实测值的相关系数为0.954,校正标准差为0.321%,最能代表番茄可溶性固形物含量信息的光谱区为11998.9～5449.8cm-1和4601.3～4246.5cm-1.结果表明常数偏移消除是近红外光谱无损检测番茄可溶性同形物含量的有效预处理方法.     

Laser-initiated shuttling of a water molecule between H-bonding sites

The two-step laser excitation scheme of stimulated emission pumping (SEP) induces shifts of a single water molecule between two remote hydrogen bonding sites on trans-formanilide. This reaction can be initiated by selective excitation of either isomer (CO-bound or NH-bound) with different SEP excitation wavelengths. Energy (E) thresholds for isomerization in both directions have been measured [796 wave numbers NH) CO) 相似文献   

Femtosecond infrared spectroscopy of bacteriorhodopsin chromophore isomerization

The vibrational dynamics of the retinal chromophore all-trans-to-13-cis photoisomerization in bacteriorhodopsin has been studied with mid-infrared absorption spectroscopy at high time resolution (about 200 femtoseconds). After photoexcitation of light-adapted bacteriorhodopsin, the transient infrared absorption was probed in a broad spectral region, including vibrations with dominant C-C, C=C, and C=NH stretching mode amplitude. All photoproduct modes, especially those around 1190 reciprocal-centimeters that are indicative for a 13-cis configuration of the chromophore, rise with a time constant of approximately 0.5 picosecond. The results presented give direct vibrational-spectroscopic evidence for the isomerization taking place within 0.5 picosecond, as has been suggested by previous optical femtosecond time-resolved experiments but questioned recently by picosecond time-resolved vibrational spectroscopy experiments.     

基于SVRM的不同氨、碱化处理玉米秸秆粗蛋白定量分析模型研究

文章采用近红外光谱分析方法验证不同条件下氨化和碱化处理玉米秸秆粗蛋白含量测定效果。选择不同超声条件对玉米秸秆样品前处理,获取54种样品,粗蛋白含量为2.535 6%~6.854 7%,依据X-Y残差法剔除29、30、38、51号异常样本,交互验证决定系数R2C由0.679升至0.840,将剩余50个样品划分为校正集(40samples)及验证集(10 samples),选用OSC方法对光谱去噪处理,对比平滑处理(windowsize 15),R2C由0.827升至0.865,选取波段9 781~1 093 cm-1作为特征波段,对比SVRM、PCR及PLS 3种粗蛋白定量分析模型,选取SVRM(C=0.01,Gamma=100)为最佳模型,校正集决定系数R2C为0.833,RMSEC为0.389,验证集决定系数R2P为0.914,RMSEP为0.296。结果表明,近红外光谱分析方法测定玉米秸秆氨化、碱化处理后粗蛋白含量可行。     

FTIR结合化学计量学对两种葡萄果苗的鉴别研究

[目的]利用傅里叶变换红外光谱技术结合主成分（PCA）和偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）,研究了红地球和皇家秋天葡萄苗叶片的红外光谱图.[方法]测试了2种葡萄苗60个样品的红外光谱,选取1 800 ～750 cm-1范围内原始光谱数据做二阶导数处理,显示在该区间存在明显的差异,利用该区间的二阶导数光谱数据进行主成分和偏最小二乘法判别分析.[结果] PCA和PLS-DA都能很好地区分2个品种的葡萄苗,其中主成分的正确率为100％,偏最小二乘法在隐含潜变量为9时正确率最高,此时2个葡萄品种的偏最小二乘法判别分析的正确率均达100％.[结论]小波变换结合PCA和PLS-DA用于傅里叶变化红外光谱技术能够准确地识别红地球和皇家秋天,为区分不同品种的葡萄苗提供快速、有效的方法.     

羟丙基-β-环糊精与三氟氯氰菊酯的包合作用研究

［目的］研究羟丙基-β-环糊精与三氟氯氰菊酯的包合作用,进而为更好地利用拟除虫菊酯类农药奠定基础。［方法］用液相法制备羟丙基-β-环糊精·三氟氯氰菊酯包合物,用红外光谱法、显微镜观察法对该包合物进行表征。［结果］三氟氯氰菊酯的红外光谱图显示：苯环C-H的伸缩振动吸收峰在3 070.08 cm^-1处;酯键C=O和苯环C=C的伸缩振动吸收峰分别在1 723.95、1 585.80、1 585.80、1 492.84和1 447.38 cm^-1处;取代苯的吸收峰在1 009.24、960.30、813.56、756.84和697.04 cm^-1处。羟丙基-β-环糊精·三氟氯氰菊酯包合物的红外光谱图显示：CD羟基的吸收峰在3 400.06 cm^-1处;三氟氯氰菊酯苯环C-H的吸收峰在2 930.33 cm^-1处;酯键C=O的吸收峰在1 724.18 cm^-1处。显微镜观察发现：包合物溶液的亚甲蓝玻片背景为蓝色,中间分散的均匀细微的透明圆点为包合物的聚集体。［结论］三氟氯氰菊酯与羟丙基-β-环糊精可形成包合物,其包合物可制成以水为基质的农药剂型。     

近红外漫反射光谱法对贵州产蜘蛛抱蛋属植物的分类

[目的]建立贵州产蜘蛛抱蛋属植物的近红外漫反射光谱分析方法.[方法]将赤水蜘蛛抱蛋、刺果蜘蛛抱蛋、丛生蜘蛛抱蛋、四川蜘蛛抱蛋、峨边蜘蛛抱蛋、广西蜘蛛抱蛋、贵州蜘蛛抱蛋、 荔波蜘蛛抱蛋等23批贵州产该属植物烘干、粉碎、过筛后直接测定其红外漫反射图谱;分别采用聚类分析,主成分分析等分析方法对该属植物进行分类.[结果]23批贵州产该属植物的近红外漫反射光谱相似程度极高,通过一阶导数对图谱进行处理,选取4000~7500 cm-1光谱范围作为分析区间,通过聚类分析和主成分分析对该属植物大量光谱变量进行转换,使数目较少的新变量成为原始变量的线性组合,从而让不同种之间的微小差异进一步扩大,从而直观的对该属植物进行分类.[结论]近红外漫反射光谱法可无损、快速测定固体样品,结合信息处理技术,可以为贵州产蜘蛛抱蛋属植物的分类提供一种新方法.     

三七的傅里叶变换红外光谱鉴别技术

[目的]寻找简便快捷的中药材品质分级方法。[方法]利用傅里叶变换红外光谱法对5种不同等级的三七（Radix notoginseng）和三七花进行测定。[结果]三七和三七花的光谱在1 800~700 cm-1范围差别明显;在特定吸光度比值上也表现出明显差异,吸光度比A1 242/A2 928、A1 080/A2 928、A1 020/A2 928三七比三七花大,而A1 643/A2 928、A1 416/A2 928、A1 372/A2 928三七比三七花小。不同等级三七的红外光谱峰形和峰位基本相同,但在特征吸收峰上的吸光度比值上存在着差别。不同头数的三七,其吸光度比A1 640/A2 928、A1 240/A2 928、A1 080/A2 928、A1 022/A2 928、A928/A2 928表现出的规律为20头〉40头〉60头〉80头〉100头。[结论]各样品的红外光谱,主要特征吸收峰上吸光度比的差异,说明它们中所含主要物质基本相同,但主要物质含量有差异。红外光谱法在鉴别中药材方面具有方便、快速、无损的特点,有望成为三七等级以及产地鉴别的标准方法。     

合成条件对木质碳纤维纺丝液结构的影响

以木材苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺合成可用于制备木质碳纤维的纺丝液。利用FTIR考察了合成条件对纺丝液分子结构的影响。结果表明,液固比及升温时间的增加,木材液化物纺丝液红外光谱3 425～3 406cm-1羟基、1 595～1 512cm-1苯环骨架振动特征吸收峰都逐渐减弱,纺丝液分子内形成亚甲基键桥,分子结构初步形成交联结构,但液固比相比升温时间对纺丝液结构的影响要明显。另外,上述区域的吸收峰在合成温度为120℃时减弱达到最大,超过120℃时,木材液化物纺丝液红外光谱随温度的增加变化不大。     

5种花梨木的红外光谱比较分析

为了提供识别花梨木品种的新思路和新方法,采用红外光谱分析方法,对越柬紫檀、刺猬紫檀、印度紫檀、大果紫檀、鸟足紫檀5种花梨木的一维红外光谱(FTIR)、二阶导数光谱(SDIR)、二维相关红外光谱(2DIR)进行对比分析。结果表明:1)在FTIR谱图中,5种花梨木在781 cm-1处的差异可以把越柬紫檀和刺猬紫檀与其他3种花梨木区分开;2)在SDIR 谱图中,刺猬紫檀在1 179 cm-1处存在1个吸收峰;大果紫檀在781 cm-1处存在吸收峰;鸟足紫檀在1 351、1 299、1 147、1 131、938 cm-1处都有明显的吸收峰,而印度紫檀没有吸收峰;3)在2DIR谱图中,1 100、1 150、1 258 cm-1处的差异可以将刺猬紫檀与其他4种花梨木区分开,1 467、1 518 cm-1处的差异可以把越柬紫檀、刺猬紫檀与鸟足紫檀区分开来。单独使用2DIR识别方法并不能把5种花梨木完全区分,但将FTIR、SDIR、2DIR这3种方法结合可以实现5种花梨木的区分,也有助于红木树种的无损识别。