应用报告

本应用报告介绍了一种补充方法，可在样品制备（消化）后，使用光学传感器和二甲酚橙指示剂在一个烧杯中连续测定这两种金属离子。

拉曼仪器可以使用不同的激光激发光源，为样品提供相同的拉曼光谱。本文介绍了不同激发波长的具体优缺点，使用户能够通过选择拉曼激发激光波长来优化不同样品的测量。

本文介绍了炭黑近线表征的有效工具 - 便携式拉曼光谱。拉曼光谱分析可以成为表征炭黑材料的有效手段。

拉曼光谱是一种很好的分析工具，可以根据分子的旋转和振动模式来测量分子结构和识别材料的化学成分。凭借先进的技术和优化的光学设计，B&W Tek Bac102 系列 E 级探头可以探测低至 65cm-1 的低频模式，从而为蛋白质表征、多晶型检测和鉴定以及材料相和结构测定等应用提供关键信息。

NanoRam 能够通过多层透明塑料袋对材料进行测试。在 1 至 9 层聚乙烯袋上获得了材料的精确识别，这表明聚乙烯袋对材料鉴定结果的干扰最小。

拉曼光谱由于其速度快、选择性强、使用方便等优点，被执法部门广泛用作现场筛查工具。大多数材料可以通过拉曼光谱特征来识别，因为它们会显示出尖锐的独特峰,可作为分子指纹。然而，许多街头和现实世界的样品都是深色的，且不纯。深色通常是由于杂质造成的, 会产生荧光, 从而干扰拉曼测量。抑制样品荧光和增强拉曼活性/信号的一种方法是使用表面增强拉曼光谱（SERS）。

假冒伪劣药物一直是制药行业关注的问题。假药使用欺骗性的包装或标签，足以以假乱真。这些假药通常不含活性药物成分（API），且可能含有其它危险成分[1，2]，包装后假药看起来与真药无异（图1a）。最近，在美国发生了几起过量用药事件，比如使用含有强效阿片类芬太尼假冒阿普唑仑[3]。由于这些非常危险的假药普遍存在，有必要开发一种能够快速确认疑似假药的技术。由于药物中的原料药浓度较低，正常拉曼光谱通常不够灵敏，无法从药片表面检测到API。因此，我们开发了一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）的方法，使用手持式拉曼光谱仪识别阿普唑仑片剂中的低剂量（<0.2%）API。如果从阿普唑仑片剂中没有观察到相应的SERS特征峰，则该片剂被怀疑为假药。该方法证明了SERS的能力，可以快速验证阿普唑仑片剂，用于防伪目的。

本文展示了便携式拉曼光谱作为过程分析技术（PAT）通用工具在原材料鉴定、开发活性药物成分（API）时反应的现场监测以及实时过程监测方面的功用。根据 PIC/S 和 cGMP 的要求对原材料进行鉴别和验证，这可以利用手持式拉曼仪轻松完成。便携式拉曼系统使用户能够进行测量,从而加深对过程的了解, 并为在试点工厂或大型生产现场实施的拉曼测量提供概念证明。对于重复进行的已知反应或反应的连续在线过程监控,拉曼为过程理解提供了一个方便的解决方案, 并为过程控制奠定了基础。

尿素被广泛用作氮释放肥料，90% 以上的尿素产量用于农业。众所周知，尿素还能与脂肪酸形成络合物，这种络合物已被用于复杂混合物的分离和纯化过程。在本应用报告中，我们介绍了利用拉曼光谱对乙醇中尿素浓度的定量分析，并展示了如何利用这种方法确定尿素在硬脂酸固体包合物中的百分比。

提出了一种新的拉曼系统设计，可扩展拉曼的适用性，使其能够透视不透明包装材料等漫散射介质，并能够测量拉曼光谱，识别热不稳定性、光不稳定性或异质性样品。

甲醇通常存在于用木醇等工业溶剂制备的烈酒中，摄入后会导致失明甚至死亡。在捷克共和国发生一起涉及甲醇酒精的事件后，他们采用拉曼光谱作为识别和定量受污染酒精中甲醇的首选方法，随后使用各种筛选工具进行了详尽的研究。本应用报告讨论了拉曼光谱是该应用的理想选择的原因，并展示了掺甲醇朗姆酒拉曼分析的真实例子。

拉曼光谱在法医鉴定中的适用性和潜力为法医专家所熟知, 他们在实验室中使用拉曼光谱来识别各种化合物, 包括炸药、药物、油漆、纺织纤维和油墨。然而，在实验室外使用实验室级拉曼技术，例如在犯罪现场进行现场分析，几年前一直被认为只有在法医小说中才是可能的。幸运的是,现代便携式拉曼光谱仪在市场上是可以买到的, 其仪器特性与实验室拉曼光谱仪相当。为了证明这一点，我们对一些要求极高且具有挑战性的应用进行了测试，在这些应用中对样品进行现场远距离识别可能是明智的。

执法人员、实验室技术人员、犯罪现场调查人员和许多其他人员在法医调查中面临识别材料的重大挑战。传统上, 技术人员使用多种形式的识别方法, 以便从各种形式的法医样本中收集结果。尽管某些技术是精确实验室识别的理想选择, 但许多技术 （如拉曼光谱） 可成功用于直接在现场或实验室中识别多种法医样品类型。拉曼光谱被缴获毒品分析科学工作组（SWGDRUG；版本 7.1，2016）归类为 A 类分析方法。

食用油不仅是营养的主要来源，也是食品工业的关键基础材料。植物油越来越重要，因为与动物脂肪相比，植物油含有高含量的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。在本 Application Note 中，使用便携式拉曼光谱仪结合化学计量学软件分析了橄榄油、山茶油、花生油、葵花籽油和菜籽油的主要成分。

与以前的拉曼仪器相比, 如今的拉曼仪器更快、更坚固、更便宜。高性能、便携式手持设备的设计已经将这项技术引入到了新的应用领域，而这些领域以前使用更旧、更笨重的仪器是不可能实现的。手持式拉曼仪器，如 B＆W Tek 的 NanoRam®，非常适用于制药应用，例如原材料测试、最终产品验证以及由于该技术具有极高分子选择性而可识别假药。

进行 CU 测试的分析方法最好是快速、无创的，并且只需有限的样品前处理即可实现。最近，已经对透射近红外（NIR）光谱和透射拉曼光谱作为替代方法进行了探索，以快速和非破坏性地进行在线和近线 CU 测试，无需任何样品前处理。透射近红外光谱虽然快速且非破坏性, 但化学选择性较差, 对测试环境的变化非常敏感。透射拉曼光谱结合化学计量学建模因其化学特异性高而迅速成为一种有价值的 CU 测试技术，这在处理含有多种成分的复杂药物制剂时特别有用。

在使用拉曼光谱仪进行数学表征作为光谱数据决策工具时，最常见的两种用途：展示了命中质量指数（HQI）以及显著性等（p 值）级。

正确识别岩石薄片中的矿物相对于岩石的岩相分析和岩石分析至关重要。便携式拉曼仪与光学显微镜相耦合可以提供化学信息以及光学图像，与传统的单独使用的光学显微镜相比，识别确定性更高。

讨论了在拉曼系统中使用热电冷却光谱计的好处，即在较长的积分时间内提供较低的系统噪声，从而降低指示极限。

执法人员和海关人员遇到的样品的法医检测主要基于一些正在融入现场仪器中的小型化和简化的分析技术。使用拉曼光谱进行现场检测，使用户可以在逮捕点进行可靠的测量，减轻犯罪实验室的负担并加快起诉过程。

手持式拉曼解决方案提高了快速完成来料检测的能力，无需样品前处理。通过在接收点时使用具成本效益的技术，NanoRam 手持拉曼仪为提高质量检测效果做出了贡献, 从而最大限度地减少了材料验收的步骤, 并获得了较高的投资回报(ROI)。

拉曼光谱和蒸汽吸附技术相结合提供了对药用材料的汽-固相互作用的全面理解, 因为汽-固相互作用与结构特性有关。本文采用拉曼-蒸汽吸附组合技术, 研究了水分诱导的多晶转变（D-甘露醇从 delta 形转变为 beta 形）的原位监测。

本技术说明旨在说明如何利用 NanoRam 透过深棕色塑料袋进行材料识别。NanoRam 可用于深棕色聚乙烯袋内的材料识别。

测量了糖水溶液中的三元混合物，并利用 BWIQ 软件建立了分析物浓度的多变量模型。

手持拉曼光谱仪可用于不同类型和形式样品的原材料检测。优化采样附件的使用增强了手持式拉曼光谱仪的实用性，同时不会影响数据质量或使检测复杂化。

光纤电缆是现代光谱仪器创新的奇迹。基于光纤电缆的采样优点很多，例如具有极大的灵活性，可在在各种采样点进行测量，使用方便，灵活便于运输。然而，有了这种自由，相关光纤附件的维护和保养责任也随之增加，以确保测量质量和光纤耐久性。

传统拉曼通常采样区域非常小，在样品上的激光焦点处功率密度也较高（PD），这意味着仅能测量样品的有限部分，并且结果对于非均质样品而言往往不能再现。高功率密度也可能导致样品升温或燃烧。用于 B＆W Tek 手持式拉曼产品的大光斑适配器（LSA）具有大得多的采样面积，直径达 4.5 mm，旨在克服这些问题。

减少变量多元分析法只需少量的光谱即可建模，并可通过 NanoRam-1064 快速建模。手持式拉曼光谱仪的拉曼光谱多变量分析为识别样品提供了更加可靠的方法。

纤维素是大多数药品中一种常见的天然来源的原辅料。需要进行原料测试，以确保消费者获得优质的纤维素及其衍生物。NanoRam®-1064 是用于药物鉴定测试的资产，可最大程度地减少带有 785 nm 激光器的典型手持式拉曼系统产生的荧光。 因此，此处使用 NanoRam®-1064 来鉴定通常会在 785 nm 激光器下发出荧光的纤维素衍生物。

TacticID®-GPPlus 具有多种测量模式，可支持安全和安保用户。A 模式允许用户创建可针对光谱搜索范围和命中质量指数 (HQI) 阈值定制的拉曼光谱库或 SERS 光谱库。A 模式对于希望扩大特定于其地理区域的人造毒品 SERS 检测范围的法医实验室或确保前景市场的食品安全是很有用的。在此示例中，使用 A 模式创建了三聚氰胺的 SERS 库，以使用单指示剂峰轻松检测婴儿配方奶粉中是否存在三聚氰胺。

邮票是一种文化遗产，可以提供无价的宝贵历史信息。而现在伪造的历史油墨越来越多，必须查明伪造邮票并将其从市场上清除。便携式 Raman 的 i-Raman EX® 采用了 1064 nm 激光，因为其可以尽可能降低油墨的荧光。 i-Raman EX® 还有具有低至 1% 的低激光功率功能，以防止邮票灼伤，而且 Raman 的视频显微镜系统，可以分析出最细微的细节，它在对一件 1885 年的的老旧信封进行文化遗产分析时发挥了无以伦比的作用。

用拉曼显微镜识别微塑料 研究实验室必须扩大能力，对环境样本中的候选微塑料进行常规分析，以确定其来源并帮助预测对生物的影响。光谱技术非常适合聚合物鉴定。实验室拉曼光谱是共聚焦拉曼显微镜和傅立叶变换红外（FTIR）显微镜的替代品，可用于快速鉴定聚合物材料。本应用说明中使用了拉曼显微镜来识别极小的微塑料颗粒。

尽管方法的构建、验证和使用过程通过软件得到了很好的定义，但方法的耐用性取决于采样、校验和保养方法的措施合理性。在本文件中，我们将详细说明利用 NanoRam-1064 使用多变量法的推荐措施。我们推荐身处制药行业的终端用户们采取这些措施，并将继续拓展到其他行业。本文档旨在为希望利用 NanoRam-1064 的用户提供一个常规参考，帮助他们建立起方法开发、校验和实施的标准操作规程。

由于每个拉曼光谱仪的相对响应是唯一的，因此收集拉曼数据以使其在不同仪器之间具有可比性的一个重要方面，就是校正光谱仪的相对强度。标准参考材料（SRMs）是指在特定波长上使用拉曼激光照射时，发出宽带发光光谱的光学玻璃。该光谱用于特定仪器的光谱强度响应校正，以去除仪器伪影。i-Raman 系列便携式拉曼光谱仪的标准软件 BWSpec 具有使用仪器特定校正的功能。本技术说明中解释了相对强度校正，以及如何将其用于 BWSpec 软件。

由于其非破坏性测量、快速的分析时间，以及能同时进行定量和定性分析的能力，运用拉曼光谱在制药和化学领域中进行进程分析的趋势仍在增长。光谱预处理算法通常应用于定量光谱数据，以增强光谱特征，同时尽可能减少与所讨论的分析物无关的可变性。在本技术说明中，我们通过实际应用案例讨论了与拉曼光谱相关的主要预处理方式，并回顾了B&W Tek 和瑞士万通软件中现有的算法，以便读者能够轻松地应用它们来构建拉曼定量模型。

拉曼光谱具有选择性强、速度快、可无损测量样品等特点，是表征碳纳米材料的重要工具。碳材料的拉曼光谱通常比较简单，但在峰值位置、形状和相对强度方面却包含了大量有关内部微晶结构的信息。

根据FDA 211.84，美国食品药品监督管理局需要对制药、疫苗、化妆品、烟草、动物兽医产品进行100%原辅料检测。STRam®-1064是一种专门用于此目的的拉曼光谱仪。它可以透过塑料、牛皮纸袋和HDPE容器等包装材料测量样品。使用1064 nm波长激光器来抑制荧光。通过ID算法分离包装材料和样品特征峰，并将其进行光谱库比对，以实现快速识别。

这里介绍的温度滴定法可以简单直接地测定石油产品中的总酸值 (TAN)。它是当前手动和电位滴定法的重要替代方法。温度滴定法使用的是无需维护的温度传感器，不需要补水，也不会产生结垢和基质效应。该程序只需极少的样品制备。根据 ASTM D664 标准，该方法与电位滴定法的结果非常接近，但在重现性和分析速度方面，温度滴定法要优良得多，大约一分钟即可完成测定。

LC-MS/MS定量方法通常用于测定痕量有机化合物。然而，高极性反相（RP）对极性化合物缺乏足够的保留，或者对带电有机物没有保留。通过将IC的灵活性与MS/MS检测器的优异分辨率和高灵敏度相结合，产生了一种创新的替代方法——离子色谱（IC）和MS/MS检测器联用系统。这张简报展示了一种快速、稳定和可靠的IC-MS/MS方法，通过将瑞士万通940专业型离子色谱仪器与 SCIEX的高端MS/MS系统QTRAP 6500+联用，检测HAAs和其他离子分析物。该联用系统可以进行检测痕量HAA的检测，检出限在0.02μg/mL至0.2μg/L之间。这种检测方法完全满足欧盟饮用水指南中规定的灵敏度要求，该指南规定了代表性样品中存在的一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二溴乙酸的最大残留水平（MRL）为60 mg/mL。

介绍通过双安培终点指示自动滴定方法来测定电缆铅锑合金中的锑（约 1% Sb）。使用 0.01 mol/L KBrO 溶液作为滴定剂。

轻金属合金成分中的锌可使用电位滴定终点指示法通过沉淀滴定测定。除锌的测定外，还可以测定镉。2 K 4[Fe(CN) 6] + 3 ZnCl 2 → K 2Zn 3[Fe(CN) 6] 2 + 6 KCl

介绍用于测定含金和含银电镀池中的镍的电位滴定法。使用 KCN 进行滴定。在滴定前可还原出金和银。钢材中镍的测定请参考有关文献。Ni 2+ + 4 KCN + 2NH 4+ → (NH 4) 2[Ni(CN) 4] + 4 K +

介绍用于测定铜的一种常规方法。在样品溶解并添加 KI/KCNS 溶液后，使用硫代硫酸钠将释放出的碘回滴。通过电位滴定法实现终点指示。

在此介绍一种用于对生料中的 CaCO 进行电位滴定测定的方法。在此过程中会将经过精确称量的样品量用 HCI 进行处理、加热，之后用 NaOH 对过量的 HCI 进行回滴。

该报告介绍采用 Fe(II) 溶液作为滴定剂、通过电位滴定法同时测定金和铜的过程。Fe(II) 将 Au(III) 直接还原为金属，而 Cu(II) 却不会有任何反应。加入氯化物后可将 Fe(III) 络合并出现氧化还原反应。之后再添加碘化钾，并由此将 Cu(II) 还原为 Cu(I) 并将释放出的碘再与 Fe(II) 溶液一起用 Pt-Titrode 铂电极进行滴定。化学反应：Au(III) + 3 Fe(II) → Au + 3 Fe(III)2 Cu(II) + 2 I - → 2 Cu(I) + I 2I 2 + 2 Fe(II) → 2 I - + 2 Fe(III)

在银和卤化物或硫化物离子间的沉淀物滴定中，通常使用银电极对电位分析终点进行指示。在银环上加附涂层可以增加电极的灵敏度，并从而降低指示极限。这就是为什么市面上会有各类涂层银电极。本公告中描述了银电极的银环是如何通过电解来涂覆 AgCl、AgBr、AgI 或 Ag2S 的。

如果氯化物和溴化物的摩尔浓度大致相等，便可以在添加醋酸钡之后用硝酸银溶液进行滴定。如果摩尔比率 n(Br )：n(Cl ) 从 1：1 变为 1：5、1：10、5：1 或者 10：1，则可预计到采用这种方法会出现较大的相对误差。本报告介绍另一种滴定方法，这种方法可在氯化物过量的情况下测定溴化物。从滴定分析角度来看，无法在溴化物过量的情况下测定浓度较低的氯化物。

在下表中，列出了 90 金属离子的半波电位和峰值电位。除非另有说明，半波电位（以电压表示）均是在 25℃ 下通过滴汞电极（DME）测定的。

介绍两种铬的测定方法，一种是双安培滴定法，一种是极谱分析法。

介绍以环己胺作为滴定剂在非水溶剂中测定硝化酸的电位滴定法。可对硫酸和硝酸进行定量分析。