CCF20110129039

Identyfikacja związków organicznych

Bogaty materiał doświadczalny w postaci widni IR, zebrany dla praktycznie w»i\ kich grup związków organicznych, stanowi podstawę takiej identyfikacji. Metoda ią troskopii IR pozwala nie tylko na ustalenie grup funkcyjnych w związku, ale liii na wyciągnięcie wniosków dotyczących struktury badanego związku. Jest też dogi', metodą badania oddziaływań międzycząsteczkowych.

Zastosowanie spektroskopii IR w biologii

Specjalną dziedzinę zastosowań spektroskopii IR stanowią badania biochemii -Metoda ta okazała się bardzo wygodną techniką w badaniach:

1)    Białek, polipeptydów i aminokwasów. Jest to domena badań spektroskopii dalekiej podczerwieni w zakresie 500 cm^-'-10 cm^-1. W dużych cząsteczkach hlnl zachodzą bowiem drgania o niskich częstościach czułych zrębów molekularnych I fragmentów aminokwasowych. Daleka podczerwień jest dogodnym zakresem tych bud także z tego względu, że nie przeszkadza w tym obszarze obecność wody. Spektrosk"| IR pozwala m.in. na rozwiązanie takich problemów, jak:

•    ustalenie konformacji łańcucha polipeptydowego polimerów i kopolimerów im nokwasowych,

•    ustalenie sposobu orientacji cząsteczek w strukturach wyższego rzędu, np. wh nach białkowych,

•    badanie oddziaływania białek ze związkami niskocząsteczkowymi, takimi jak n koenzymy,

•    badanie procesów hydratacji łańcuchów polipeptydowych.

2)    Kwasów nukleinowych.

3)    Cukrów.

4)    Błon biologicznych i ich składników.

Ważnym działem zastosowań są także zastosowania biomedyczne, w tym badan tkanek (można badać np. mięśnie, włókna nerwowe) i krwi.

Spektroskopię IR wykorzystywano także do identyfikacji zawartości gazów w ustm|i np. N₂0 w tkance mózgowej lub CO w hemoglobinie krwi.

Zastosowanie spektroskopii IR w chemii związków nieorganicznych

Ważne analityczne zastosowania spektroskopii IR dotyczą oznaczania śladowych iii ści wody w różnych układach, a także grup —OH obecnych na powierzchniach soi bentów i katalizatorów. Inną dziedziną zastosowań jest badanie kompleksów kationm metali z ligandami organicznymi.

6.5. Laserowa spektrometria ramanowska

Widma oscylacyjne cząsteczek oprócz absorpcyjnej spektroskopii w podczerwieil wykorzystuje także spektroskopia ramanowska. Historycznie wcześniejsza od spektm skopii IR, znana jest bowiem od 1928 r. (Ch. V. Raman). Szybki rozwój tej metod :■M ¹ i|iil jednak w ostatnich latach po udoskonaleniu aparatury i wprowadzeniu laserowi'" ziodla wzbudzenia w miejsce klasycznego, jakim była lampa rtęciowa.

Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z oscylującą cząsteczką daje ■ i rlrkly:

•    absorpcję — stanowiącą podstawę absorpcyjnej spektroskopii IR,

•    emisję — stanowiącą podstawę fluorymetrii,

•    rozproszenie — stanowiące podstawę spektroskopii ramanowskiej.

Iło/proszenie promieniowania następuje wówczas, gdy energia fotonu oddziałującego i iieezką nie odpowiada różnicy stacjonarnych poziomów energetycznych cząsteczki, pioszenie promieniowania może nastąpić bez zmiany energii fotonu lub ze zmianą.

wiwszy typ nosi nazwę rozproszenia Rayleigha, a drugi rozproszenia Ramana. Mecha-iii rozproszenia ilustruje wykres przedstawiony na rys. 6.49.

v'

3-

2-

1 -

v₀-v    v₀    V₀+ V    V

pasmo pasmo pasmo SRA

(>.49. Przejścia między poziomami energetycznymi cząsteczki i odpowiadające im widmo Ramana; i I /ij — poziomy elektronowe (podstawowy i wzbudzony), v — poziomy oscylacyjne należące do iilimiów elektronowych Eg i £). S — stokesowskie, R — rayleighowskie, A — antystokesowskie

W rozproszeniu rayleighowskim foton padający o energii hv₀ ulega rozproszeniu i i/<•/ cząsteczkę bez zmiany energii. W rozproszeniu ramanowskim natomiast wystę-|in|l| dwie składowe: foton o zmniejszonej energii hv_Q—hv (pasmo stokesowskie) i foton /większonej energii hv₀ + hv (pasmo antystokesowskie). W widmie rozproszonym tyslępują wyraźne różnice między intensywnościami trzech składowych widma. Naj-‘ iększą intensywność ma pasmo rayleighowskie, które jest 10³ — 10⁴ razy silniejsze od