Рамановская спектроскопия

Рамановский спектр (спектр комбинаторного рассеяния) возникает при излучении вещества монохроматическим лазерным ультрафиолетовым или лазерным излучением, под действием которого молекула поляризуется и рассеивает свет в диапазоне от 2 до 4000 см^-1 .

Молекула, находящаяся в основном или возбужденном состоянии, взаимодействует с квантом света, и, если это взаимодействие упруго, энергетическое состояние молекулы остается неизменным и частота рассеянного излучения равна частоте излучения падающего. Это называется релеевской полосой рамановского спектра.

Если же взаимодействие неупруго, молекула и квант обмениваются энергией и частота возникающего рассеянного излучения может увеличиться (антистоксова полоса) или уменьшиться (стоксова полоса). Вместе эти полосы формируют рамановский спектр.

Рисунок 1. Рамановский спектр

Возникающий спектр очень чувствителен к природе химических связей и, соответственно, для каждого вещества индивидуален. В основном его формируют линии, отвечающие валентным и деформационным связям углерода с водородом и азотом, а также характеристическим колебаниям малополярных функциональных групп (гидроксо- или аминогруппы, например). Расположены они в области от 600 до 3600 см^-1. Для алифатических цепочек характерны деформационные колебания в области 250–400 см^-1.

Сопоставляя рамановские спектры исследуемых веществ с имеющимися в библиотеке, можно подтвердить их подлинность. Разрушения образца при этом не требуется, что значительно упрощает и ускоряет процедуру анализа.

Раман-спектрометр состоит из лазера (источника монохроматического света), системы освещения образца и фокусировки лучей, светофильтра, а также системы обнаружения и компьютерного контроля.

Рисунок 2. Схема строения Раман-спектрометра

Несомненные преимущества Раман-спектроскопии – возможность проводить анализ без разрушения образца (и даже через пластиковую или стеклянную упаковку). Метод используется для проведения контроля качества субстанций по таким показателям качества, как кристалличность, полиморфизм, фазовые переходы.

В отличие от БИК-спектрометрии, метод используется как для твердых, так и для жидких лекарственных форм. Интерпретируя полученные результаты (особенно, в области «отпечатков пальцев»), можно сделать выводы о подлинности и количественном содержании вещества, а также о наличии и составе примесей.

Все эти факторы объясняют, почему Раман-спектроскопия широко применяется для мониторинга качества лекарственных средств, в том числе, в передвижных лабораториях Росздравнадзора.

(Макиева М.С., Морозов Ю.А., Морозова Е.В., Морозов В.А. Оптические методы анализа лекарственных средств, ИПЦ Сев. Осет. гос. ун-т им. К. Л. Хетагурова)