水的拉曼光谱信噪比及水分子振动分析研究(3)
集来的细胞 ] 8 [。通过菌株赛选，观察其在饮用水中的生存，绘出其拉曼光谱，并进行
数据分析，得出大肠杆菌和大肠菌群之间的区别。
实验表明，拉曼光谱可以研究有机物对水的影响，拉曼光谱是一种很有前途的和
容易的水生细菌鉴定方法。该方法是在细菌水平可以重复鉴别大肠杆菌/大肠杆菌菌
株和军团菌菌株的生化特性。该方法对于饮用水的变化和孵化期间不敏感 ] 8 [。更大的
数据确定的光谱范围将是一种提高精度的方法。这些结果使我们能够迈出更大的一步
（tti-w光子晶体） ，开发出一种方法来迅速确定水性细菌。由于拉曼光谱方法的确定
的、高的特异性和重复性，该方法可用于确认居民饮用水的研究。这样的方法将与目
前使用的核酸扩增方法一样快，而且比 AFLP 分析更快更经济。该方法在军团菌菌落
确认将比在大肠杆菌/大肠菌群的区别方面更有前途。
1.2.2拉曼光谱用于水结构的分析研究
1.2.2.1常见氯盐溶液中阳离子对水分子氢键影响的拉曼光谱研究
温度，压力及溶解物是影响水中氢键的常见因素[10-12]
。温度升高，氢键被削弱，水的聚合结构受到破坏，反之得到加强。电解质对水结构的影响类似于温度对水结构
的影响[13-15]。
实验测得不同常见氯盐溶液的拉曼光谱，并对其进行分析，在通过对 cm 13400左右的最大峰频率的变化考察发现，在 O H NaCl 2 ， O H CaCl 2 2 和 O H MgCl 2 2 体系中，
对水的结构的影响：
Na Mg Ca 2 2
； 在 O H CuCl 2 2 ， O H ZnCl 2 2 和 O H FeCl 2 3
体系中，对水的结构的影响：
2 2 3
Cu Zn Fe 。通过对低于3433cm
1 的 O 一 H伸缩
振动峰的考察发现：所研究的所有种类的氯盐对水的氢键均有破坏作用；同一种氯盐
溶液随着浓度增加，水的氡键遭到破坏的程度是逐渐加大的；对相同浓度的不同种氯
盐溶液来说，所得结果与最大峰频率研究结果一致。综合考虑络合物的生成和阳离子
破坏效应的共同作用，对水的氢键的破坏作用：
2 2 3 2 2 CuCl ZnCl NaCl FeCl MgCl CaCl ] 9 [。
1.2.2.2阴离子对水的羟基伸缩振动拉曼光谱的影响
一般认为水中的离子通过离子电场影响水的结构[16,17]
.水中溶解的电解质对水结构
的影响类似于温度对水结构的影响[18,19]。
实验通过比较水、 、 ) , , , ( I Br Cl F X NaX 4 2 3 2 3 2 SO Na CO Na 、 、 、 、 NaNO NaOH S Na
溶液的羟基伸缩振动拉曼光谱,发现所研究的各种阴离子对水的结构都有破坏作用.
通过比较阴离子对拉曼光谱的影响,可以将所研究的阴离子分为两类, 一类阴离子有
F 、 OH 、 2S 、 33 CO , 另一类阴离子有 4
2 3 SO NO I Br Cl 、 、 、 、 .它们在对羟基
伸缩振动拉曼光谱 13600 cm 、 13100 ~ 2900
cm 处影响不同,阴离子与水分子之间氢键
的强弱是产生这些区别的原因。 阴离子对水的羟基伸缩振动拉曼光谱的影响因素有
离子半径、离子电荷和离子结构, 它们的影响程度为：离子结构>离子电荷>离子半径[20].
2 拉曼散射及其原理
光的散射在自然界是普遍存在的，光的散射是将光能散射到传播方向外的其它方
向上。 一般情况下，光散射分为两个大类：一类散射是散射光的波矢k 变化，但波长
不变的弹性散射，属于这种散射的有瑞利散射，分子散射；另一类散射是散射光的波
矢k 和散射光的波长都发生变化的非弹性散射，属于这种散射的有拉曼 Raman （ ） 散
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