Ngày nay, với sự tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ của khoa học, quang phổ Raman không chỉ còn là phương pháp nghiên cứu và phân tích cơ bản sử dụng trong phòng thí nghiệm mà còn được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác nhau. Trong khoa học vật tư, quang phổ Raman giúp xác lập cấu trúc vật tư, xác lập thành phần cấu trúc trong hỗn hợp rắn. Trong pháp y, người ta sử dụng quang phổ Raman như một công cụ hiệu suất cao để tìm ra những chất ô nhiễm, gây tử trận hoặc dùng phương pháp phổ Raman để bổ trợ chứng minh và khẳng định Kết luận pháp y. Trong khảo cổ học, người ta dùng phổ Raman để tìm ra những sắt kẽm kim loại, đá quý, xác lập nguồn gốc những cổ vật … Trong hải quan, phổ Raman dùng để kiểm tra nhanh phát hiện những chất cấm như ma túy, chất gây nghiện, hướng thần, chất kích thích .
- Nguyên lý cơ bản của quang phổ Raman
Khi chiếu chùm bức xạ tán xạ vào một tấm kính ảnh thì nhận được một dải vạch khác nhau, gọi là phổ Raman. Trong phổ Raman có một vạch đậm ở giữa có tần số vo bằng tần số của bức xạ kích thích, còn ở hai bên là các vạch đối xứng nhau có tần số lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Các vạch có tần số vo – v gọi là « tán xạ Stokes », còn vạch có tần số vo + v gọi là « tán xạ đối Stokes » [1]. Quang phổ Raman xuất hiện là do sự tương tác giữa ánh sáng với các phân tử. Qua sự tương tác này mà lớp vỏ electron của các nguyên tử trong phân tử bị biến dạng tuần hoàn. Hay nói cách khác là nguyên tử trong phân tử bị dao động. Sự dao động này cần năng lượng lấy ra từ năng lượng của bức xạ kích thích ban đầu, nhưng khi dao động thì đồng thời nó cũng bức xạ năng lượng trở lại, nhưng năng lượng bức xạ có thể bằng hoặc lớn hơn hay nhỏ hơn năng lượng mà bức xạ kích thích cung cấp cho nó.
Bạn đang đọc: Quang phổ raman trong ngành dược
Hiện nay, cùng với sự tăng trưởng nhanh gọn của khoa học công nghệ tiên tiến, những máy quang phổ Raman được tăng trưởng với hiệu lực hiện hành nghiên cứu và phân tích cao và được ứng dụng thoáng đãng trong nhiều ngành khoa học khác nhau. Các máy quang phổ Raman để bàn được cho phép nghiên cứu và phân tích có độ đúng chuẩn cao, dải phổ rộng, độ phân giải tốt. Máy quang phổ Raman cầm tay có cấu trúc nhỏ gọn, tương thích với việc đo mẫu tại hiện trường. Một số máy quang phổ Raman đang được kinh doanh thương mại hóa đó là :
Xem thêm TOP 6 ứng dụng vay tiền online nhanh chóng, uy tín nhất
Hình 1. Máy quang phổ Raman để bàn [ LabRAM HR 800 được sản xuất bởi hãng Horiba Jobin Yvon của Pháp ]
Hình 2. Máy quang phổ Raman cầm tay hãng NanoRam ® ; Kết quả định tính của một mẫu từ máy Raman cầm tay
- Ưu điểm, nhược điểm của quang phổ Raman
Ưu điểm : – Phương pháp quang phổ Raman phần đông không nhu yếu việc chuẩn bị sẵn sàng mẫu, vì thế mà tiết kiệm chi phí thời hạn, không cần sử dụng thêm những dụng cụ hỗ trợ khác, tiết kiệm ngân sách và chi phí sức lực lao động và tiết kiệm ngân sách và chi phí ngân sách . – Có thể đo phổ Raman trực tiếp xuyên qua những vỏ hộp đựng, những chai lọ thủy tinh, những vỏ bao film … mà không cần xâm lấn vào những cấu trúc bên trong mẫu, không làm hỏng cấu trúc của thành phẩm .
– Sự sinh ra của thiết bị FT-Raman với độ tái diễn cao tạo điều kiện kèm theo cho sự tăng trưởng những đầu thu có khẩu độ lớn, được cho phép tia laser tập trung chuyên sâu được vào một số lượng mẫu lớn hơn .
– So với phương pháp quang phổ IR thì phương pháp phân tích phổ Raman có một số lợi thế hơn như sau : Đối với các hợp chất hút ẩm và các hợp chất nhạy trong không khí, cho vào ống thủy tinh nút kín rồi thu phổ Raman, trong phổ IR thì ống thủy tinh hấp thu bức xạ IR. Đo phổ trong dung dịch nước trong Raman dễ hơn IR, vì nước có tán xạ Raman rất yếu, trong khi nước cho phổ hồng ngoại mạnh.
– Việc sử dụng thuận tiện như vậy giúp cho máy quang phổ Raman ngày càng được phổ cập hơn, phương pháp nghiên cứu và phân tích phổ Raman được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau hơn, nhất là trong công tác làm việc hải quang và pháp y, những ngành cần phải cho hiệu quả sàng lọc nhanh, độ an toàn và đáng tin cậy cao . Nhược điểm và những yếu tố tác động ảnh hưởng trong quy trình đo phổ – Những yếu tố quan trọng nhất tác động ảnh hưởng đến phép đo phổ Raman đó là hiện tượng kỳ lạ huỳnh quang, sự nóng lên của mẫu đo, sự hấp thụ phổ Raman bởi nền mẫu hoặc mẫu và ảnh hưởng tác động của độ phân cực . – Nền mẫu đo cho huỳnh quang, tín hiệu của phép đo sẽ có thêm những thành phần huỳnh quang đó .
– Quá trình chiếu laser kích thích, hoàn toàn có thể làm nóng mẫu và gây ra một loạt những tác động ảnh hưởng như làm biến hóa trạng thái vật lý của mẫu [ nóng chảy ], quy đổi dạng thù hình, đốt cháy hoặc làm phân hủy mẫu .
- Ứng dụng quang phổ Raman trong ngành Dược
Xem thêm Ứng dụng của máy nén khí trục vít trong các ngành công nghiệp
Quang phổ Raman đang trở nên phổ cập trong những nghành nghề dịch vụ khác nhau của ngành Dược. Cũng như quang phổ IR, nó phân phối những thông tin về dải giao động cơ bản [ vùng vân tay ], cung ứng những phép nghiên cứu và phân tích định tính với độ đúng mực cao. Nó cũng là phương pháp bổ trợ cho những phương pháp nghiên cứu và phân tích hiện có như NMR, MS và những phép nghiên cứu và phân tích nguyên tố khác. Việc xác lập nhanh những hợp chất trong hỗn hợp thuốc, những hoạt chất và tá dược, những chất gây ô nhiễm, những đặc tính về cấu trúc của nguyên vật liệu và những thông tin về những thành phần trong những quy trình trộn lẫn tạo nên công thức thuốc … hoàn toàn có thể được làm sáng tỏ trải qua kỹ thuật phổ Raman [ 2 ] . Một số dược phẩm đã được nghiên cứu và điều tra bởi phương pháp quang phổ Raman như acebutolol, alprenolol, acetaminophen, amilorid, amoxycillin, amphetamin và những hợp chất tương quan, amphotericin A / B, anisodamin, arterenol, aspirin, azithromycin, bucindolol, calci carbonat và glycine, cimetidin, ciprofloxacin, cocain, diclofenac, fluconazol, fluocortolon, ibuprofen, isoniazid, isosorbid, lamivudin, nicotinamid, quinin, ranitidin, sildenafil, spironolacton, strychnin, sulfamerazin, sulfadiazin, triamteren, trifluoperazin . Để trấn áp hoạt động giải trí sản xuất dược phẩm yên cầu phải biết những đặc thù vật lý cũng như đặc thù hóa học, công thức bào chế của toàn bộ những phân đoạn trong quy trình sản xuất. Chính vì thế, những nhà nghiên cứu dược phẩm đã thừa nhận những tiện ích không tàn phá mẫu của phương pháp quang phổ Raman và xem nó như một công cụ tiềm năng để ứng dụng trong những tiến trình nghiên cứu và phân tích văn minh, nhằm mục đích tiềm năng xác lập thành phần thuốc và giám sát quy trình quy đổi đa hình. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu và điều tra còn cho thấy quang phổ Raman hoàn toàn có thể được sử dụng trong phép định lượng, kiểm tra chất lượng trong dây chuyền sản xuất sản xuất mà không tác động ảnh hưởng đến quá 30 trình sản xuất cũng như xác lập những thành phần dược phẩm trong viên nang xuyên qua màng gelatin mà không cần phải bóc viên. Quang phổ Raman sử dụng nguồn kích thích laser NIR là một phương pháp xác lập nhanh những mẫu dược phẩm. Tán xạ Raman xuyên qua lớp vỉ và thu tài liệu phổ trực tiếp về công thức thuốc từ bên trong viên nang và từ viên nang bên trong vỉ thuốc. Một điều đáng chú ý quan tâm là phương pháp Raman đang được sử dụng như thể phương pháp nghiên cứu và phân tích để bổ trợ hoặc sửa chữa thay thế những phương pháp quang phổ lúc bấy giờ. Và kỹ thuật Raman cũng đang được xem như một phương pháp rất có năng lực sửa chữa thay thế những kỹ thuật nghiên cứu và phân tích cơ bản .
Quang phổ Raman và những máy quang phổ Raman đã được sử dụng ở nhiều nước trên quốc tế. Một số vương quốc như Mỹ, Anh … đã đưa phương pháp nghiên cứu và phân tích phổ Raman vào dược điển và từ đó phương pháp này đã trở thành một trong những cơ sở pháp lý để Tóm lại về chất lượng thuốc. Riêng ở Nước Ta, phương pháp này mới chỉ được điều tra và nghiên cứu rất ít ở 1 số ít ngành khoa học cơ bản. Trong nghành nghề dịch vụ Dược, quang phổ Raman ngày càng đóng vai trò quan trọng, trong công tác làm việc kiểm tra giám sát chất lượng thuốc và phòng chống thuốc giả .
Xem thêm Fly Play Box [Flytv]
ThS. Đào Thị Cẩm Minh
Xem thêm: Tải Game & Ứng Dụng MOD APK Phổ Biến 2021 – ModRadar
Tài liệu tìm hiểu thêm
- Đoàn Cao Sơn, Thái Nguyễn Hùng Thu, Trần Việt Hùng, Bùi Văn Trung, Đặng Thị Ngọc Lan [2016], Ứng dụng phương pháp quang phổ Raman và cận hồng ngoại trong kiểm ngiệm thuốc, Nhà xuất bản giáo dục.
2. Sasic S. [ 2008 ], Pharmaceutical applications of Raman spectroscopy, John Wiley và Sons, Inc., Hoboken, New Jersey .
Source: //bem2.vn
Category: Ứng dụng hay
* Quang phổ Raman là một phương tiện:
- Nhận diện đá quý
- Xử lý đá quý.
* Nguyên lý:
- Phân tích ánh sáng phát ra từ mẫu vật khi chiếu chùm tia.
- Việc sử dụng laser cho phép phân tích thành phần cấu tạo mẫu vật rất nhỏ.
- Là kỹ thuật tán xạ ánh sáng để chẩn đoán cơ cấu bên trong của phân tử và tinh thể.
- Là quá trình tán xạ không đàn hồi giữa phôtôn và một lượng tử dao động mạng sau va chạm năng lượng phôtôn giảm đi hoặc tăng lên.
* Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp cổ điển:
- Phân tích bằng kính hiển vi
- Đo chỉ số khúc xạ
- Tìm ra phổ hấp thụ của các phiến đá…
– Các xét nghiệm được thực hiện chủ yếu trên các khoáng vật
– Quang phổ kế UV-VIS, FTIR, ED-XRF là những phương pháp vĩ mô cung cấp thông tin về đá và bề mặt của đá.
– Quang phổ kế Raman:phương pháp nghiên cứu đá quý hiện đại với kính hiển vi, hệ đồng tiêu cho phép phân tích các vị trí bên dưới của mẫu.
– Sự kết hợp:
- vi quan sát
- phân tích Raman
– Tạo nên phương pháp vi phân tích Raman đặc biệt hữu ích giúp xác định tính xác thực, nguồn gốc của đá quý và các vết nứt trong ngọc.
– Dựa vào phổ thu được ta có thông tin về mức năng lượng dao động của nguyên tử, phân tử hay mạng tinh thể.
– Các mức năng lượng này là đặc trưng dùng để phân biệt nguyên tử này với nguyên tử khác.
* Khuyết điểm
– Xác xuất xảy ra tán xạ Raman rất nhỏ để quan sát phải tăng cường độ vạch Raman và tách vạch Raman ra khỏi vạch chính bằng phép biến đổi Fourier.
– Để cường độ vạch lớn dùng phương pháp cộng hưởng CARS hay SERS
– Người ta thường đưa vào các khoảng trống các chất tự nhiên để tăng cường màu sắc của ngọc.
– Chất sử dụng bao gồm: nhựa thông, nhựa tổng hợp epoxi, nhựa nhân tạo… điều này đòi hỏi một phương pháp để nhận biết các chất.
- Quang phổ Raman của các chất phụ
– Chất hữu cơ sử dụng để độn vào đã được ghi phổ gồm 42 mẫu được mô tả với quang phổ Raman và lưu giữ để so sánh gồm: dầu, sáp, nhựa,nhựa epoxi, opticon, palma, chất liệu mới gọi là permasafe..
– Tính chất quang của ngọc có liên quan đến các chất độn.
* Mẫu phổ chuẩn:
– Phổ cho thấy các cực trị khác nhau phụ thuộc thành phần hóa học.
– Có một số biến đổi cường độ đỉnh do sự lão hóa và tiến trình oxi hóa. Đỉnh chính thức của phổ ở vùng bước sóng thấp 1.441cm-1, 1.455cm-1 và 1.666cm-1.
- Xác định chất độn trong ngọc bằng phổ Raman
* Nhận xét:
- Có một số đỉnh khác biệt giữa các dạng phổ
- Crom chứa trong ngọc có thể cho huỳnh quang vào khoảng 2.500cm-1 mức này có một số đỉnh của những chất phụ giữa 2.700 và 3.100cm-1.
- Hình 3:sự khác nhau giữa phổ của ngọc bích,nhựa epoxi và opticon.
- Hình 4:khi gặp một vết nứt phổ có thể thay đổi phụ thuộc vào mức độ nhiều hay ít và ngọc chứa nhựa có một dạng phổ khác
- Nhận biết ngọc đổi màu đã xử lý:
– Sáp, nhựa..được đưa vào ngọc để tạo màu sắc phong phú và ổn định. Điều này được thực hiện trên ngọc xốp hoặc ngọc trắng. Ngọc trắng chất lượng thấp có thể xử lý bằng một màu sáp hoặc dầu để có màu xanh mong muốn.
– Sự khác biệt giữa ngọc A [không chế biến], B [ngâm tẩm với chất không màu] và C [ngâm tẩm với chất màu] được nhận dạng với phổ Raman.
- Ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ lên xử lý kim cương:
– Kim cương không màu được điều chế ở áp suất và nhiệt độ cao việc điều chế chỉ hiệu quả trên kim cương loại II.
– Kim cương loại II chứa một số lượng thấp nitơ không bị phát hiện bởi phổ hồng ngoại, trong suốt dưới ánh sáng tử ngoại bước sóng 254nm, làm giảm màu sắc của kim cương làm chúng dường như không màu bằng cách xử lý nhiệt trên 1960oC.
– Phương pháp để nhận dạng là so sánh phổ các loại với quang phổ Raman.
- Mẫu được làm lạnh nitơ lỏng, cho phép chiếu tia laser và điều chỉnh nhiệt độ trong thời gian điều chế, các phép đo cho thấy nhiệt độ dao động từ -170oC đến -196oC
- Công bố kim cương không màu đầu tiên vào năm 1999, nghiên cứu được thực hiện ở nhiệt độ phòng theo các báo cáo đỉnh phổ ở 637nm -575nm, cường độ phổ ở1.332cm-1
- Phân tích Raman của ngọc màu nhân tạo và san hô:
– Ngọc trai đen tự nhiên hiếm hơn ngọc trai trắng do đó giá trị cao hơn và cần thiết phải sản xuất giả
– Ngọc được ngâm trong AgNO3 tạo màu đen. Điều này có thể nhận thấy bằng phổ Raman, ngọc trai nhuộm với AgNO3 hiển thị 1 đỉnh ở 240cm-1 không có trong ngọc trai đen tự nhiên.
– Các chiếu xạ và thuốc nhuộm hữu cơ cũng được dùng nhiều; ngọc trai có màu đen tự nhiên có vùng đỉnh thấp hơn ngọc trai đen nhân tạo do huỳnh quang Raman cao của chất hữu cơ.
– San hô tự nhiên rất ít có màu đỏ và hồng được dùng nhiều trong đồ trang sức
– Màu đỏ của san hô có từ carotenoid, chất có chứa 100 sắc tố màu từ vàng đến đỏ tìm thấy trong cây cỏ công thức C40H50.
– Do hiếm,giá trị cao cùng với luật bảo vệ ở nhiều quốc gia, san hô nhuộm ngày càng xuất hiện nhiều
– Quang phổ Raman là phương pháp tích cực cho phép phân biệt màu giả việc xác định dựa trên phổ của caroten, đỉnh phổ của caroten khoảng 1.130cm-1 và 1.520cm-1, thuốc nhuộm có đỉnh giữa 1.200cm-1 và 1.650cm-1.
* Tóm lại:
– Các ví dụ được chọn đã làm nổi bật ứng dụng của phân tích Raman trong phân tích đá quý,san hô..nhờ vào:
- Khả năng phân biệt các loại chất hữu cơ
- Phổ Raman rất nhạy đối với việc thay đổi các cấu trúc trong tinh thể
Máy quang phổ Raman cầm tay Mira M1 hãng Metrohm Thụy Sĩ là 1 thiết bị đo theo nguyên lý phổ Raman với công nghệ quét quỹ đạo tiên tiến nhất hiện nay [ORS scan], cho kết quả & độ lặp lại vô cùng chính xác, tính đồng đều của phổ trong 20 lần đo liên tiếp rất cao. LH số ĐT: 0977 412199