[发明专利]用拉曼散射测定过氧化氢的方法和仪器

说明书

本发明涉及一种测定过氧化氢的方法，用于一种市场上可买得到的含有过氧化氢的水溶液或其他含有过氧化氢的物质，或在过氧化氢的形成中，或者在酶催化等化学反应中的分散体系中进行质量控制，以及采用此种方法的仪器。

现有技术中，测定水溶液中过氧化氢采用下面方法：

(1)采用过氧化氢电极方法。

(2)感色(Leuco)或氧化缩合型分光光度法(参见日本专利公开公报号59-182361(1984))，该方法适用于过氧化氢和4-氨基安替比村和苯酚进行有色反应，并测量带有颜色的反应溶液在505nm处的吸收。

(3)荧光方法，适用于过氧化氢和高香草酸反应生成荧光，并测量该荧光。

(4)化学发光法，适用于在POD(过氧化物酶)等催化剂存在下由过氧化氢的氧化力激发鲁米诺或光泽精的基质，测量当上述基质从激发态返回基态时发出的光。

另一方面，所谓的拉曼散射分析包括在光分析方法中。拉曼散射分析方法采用了下面的现象：当特定分子被电磁波的辐射性照射时，捕捉光子的少部分分子不再返回原来的振动能级而在释放了捕捉到的光子后落到那些带有不同电子的基态。因此，这些分子释放 出的能是特定的，这些特定的分子就可以通过检测作为电磁波释放出的能量来确定。

当拉曼散射释放出的能量射束可能处在比吸收的能量低的状态(斯托克司拉曼散射)或高的状态(反斯托克司拉曼散射)，由于激发态的电子数远远少于基态电子数，反斯托克司拉曼散射非常弱。因此，判定特定分子的方法常常是通过斯托克司散射测量来进行的。

然而，尽管有关于在气相测定过氧化氢的拉曼散射的报导(参见拉曼光谱杂志2(1974)，PP.125-132)，对于水溶液中的过氧化氢的定量或定性分析没有任何例子见诸报导。根据上述报导如果拉曼光谱中能观察到3607cm^-1，1393.5cm^-1和863.1cm^-1三个弱峰，则它们适合于检测过氧化氢的-O-O-键。此拉曼光谱用于气相过氧化氢的结构分析。而由于上述″拉曼光谱杂志″所述的检测器的灵敏度不高，不能进行定量测量。

上述测定样品溶液中过氧化氢的方法(1)到(4)存在以下问题：

方法(1)适合于测量过氧化氢被电氧化时带来的电流变化，因此样品溶液中共存的还原物质会造成影响。

在感色(Leuco)型分光光度测定法(2)时，误差容易来自于发色团自然氧化造成的试剂空白带色。另一方面，氧化缩合型分光光度法(2)中，负误差容易来自于还原性物质。而且，2摩尔的氢氧化物只形成1摩尔色料，因此此方法不适于低含量的测定。

在荧光法(3)中，灵敏度非常依赖于仪器的性能。因此，此方法受温度和共存物质影响很大。

在化学发光法(4)中，只有在碱性条件下，才能获得足量的发射光。反应速率慢并且重现性不够。而且，蛋白质共存造成发光强度下降。

过氧化氢气相拉曼散射测量实例是针对结构分析，不能确定过氧化氢的浓度。即使争取进行过氧化氢在水溶液中的-O-O-键的检测，由于水的氢键作用使得过氧化氢在水溶液中的性能发生变化，因此检测很困难。以上为采用方法(1)到(4)中任一个对过氧化氢进行检测的情况。

本发明的目的是通过光分析机构使得可以对水溶液中的过氧化氢进行简单定量分析。

根据本发明，将样品溶液装入一样品池，用一单波长激发光束照射，样品溶液的散射光按其光谱成分分开，使得通过一拉曼散射峰能进行测量，在上述峰处，它的光谱波数与上述激发光波长的偏离是在800到920cm^-1之间。

按经典的解释，当过氧化氢上出现相干光，过氧化氢由于内部振动极化，产生特定的角振动，该角振动产生一光谱。按量子机理解释，当相干光照射过氧化氢分子时，捕捉了光子的少量特定的分子释放光子后不返回原来的能级而落入带不同电子的基态。也就是说，由于光子的能量，使得振动激发态能量变化，或者由于处于振动激发态的过氧化氢分子变到邻近的振动能级而释放出振动能。鉴定和检测过氧化氢就是通过将此时产生的光谱按其光谱成分分开来进行的。