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光譜資料庫比對軟體如何分析FTIR與Raman光譜?

作者利泓科技技術專員 呂昌諺
日期2019-08-30

為什麼需要使用光譜資料庫?

研究實驗在取得光譜之後,下一步就是要知道光譜中不同位置的峰(peak)所代表的涵義,而相異的化學結構會產生不同位置的峰(peak)組合,因此我們需要上網搜尋過去的相關的學術論文了解可能的化學結構所呈現的特徵峰,目的是找出合理的實驗數據結果。

有哪些免費的光譜資料庫資源? 

SDBS
由日本產業技術綜合研究所架設的免費網站,使用者可以輸入化學結構的名稱或是化學式等已知的資訊來搜尋可能的結果。
NIST

由美國標準技術研究院所架設,與SDBS類似的使用方式

這類的網站提供的資料雖然豐富,可是在圖譜的收載主要以圖片為主,使用者必須要用肉眼去比較資料庫的圖譜與自己的圖譜差異。

光譜資料庫與光譜比對軟體的差別? 

光譜資料庫雖然收錄了相當多的資源,但是使用上還是要依靠肉眼的方式進行比較,除了不方便之外,也不能提供客觀的結果。而光譜比對軟體除了可以直接重疊光譜,提供直覺得比較結果,也可以提供相似度的數值,更明確的顯示光譜之間的相似程度。而目前除了光譜儀廠商的控制軟體會內建比對功能之外,還有第三方的獨立運作比對軟體。 

有名的第三方比對軟體有: 

KnowItall 

Wiley是世界著名的期刊出版商也是世界上最大的商用質譜資料庫供應商,而KnowItAll是目前世界上最大最著名的商用分子光譜(FTIR、Raman、UV)分析與資料庫比對軟體。

2020年Wiley併購了KnowItAll的開發團隊,並在同年7月28日發表全新介面的KnowItAll光譜分析暨資料庫比對軟體。點我以了解KnowItAll軟體涵蓋光譜種類一覽

ST-Japan
同樣是提供光譜資料庫的廠商,搭配商用軟體來進行搜尋比對以及其他光譜的處理

光譜比對軟體提供什麼功能? 

1.不同分析技術光譜的交叉比對

混和物圖譜分析可以透過資料庫中光譜的逐次比對進行演算,重新組合之後再比對未知物的光譜。

紅外線光譜(IR Spectrum)與拉曼光譜(Raman Spectrum)各自有靈敏的官能基特性,結合紅外線光譜針對極性官能基的感度與拉曼光譜針對化合物主鏈的解析,讓分析結果更有可信度。

2.拆解光譜中可能的化合物組成與比例 

混和物圖譜分析可以透過資料庫中光譜的逐次比對進行演算,重新組合之後再比對未知物的光譜。

spetra search result

3.特定官能基波峰比對功能

進行材料改質或是既有化合物的接枝,可以透過特定位置的波峰來做為官能基的證據,或者從波峰的消長來推估官能基的反應效率。

混和物光譜分析可以透過資料庫中光譜的逐次比對進行演算,重新組合之後再比對未知物的光譜。

spetra library search

因此,若想要完整的處理與分析實驗中獲得的光譜,將以上兩種可靠的方法互相結合,可以提供明確的研究方向與可信的數據。