Молекулярная спектроскопия — это метод анализа, основанный на взаимодействии молекул вещества с электромагнитным излучением: поглощение излучения молекулами (абсорбция), испускание излучения возбужденными молекулами (эмиссия) или рассеяние.

В настоящее время молекулярная спектроскопия  представляет собой незаменимый инструмент для изучения молекулярной структуры и решения связанных с этим проблем,  таких как идентификация неизвестных веществ, выяснение их структурных особенностей,  изучение межмолекулярных взаимодействий и комплексообразования, а также количественный анализ индивидуальных веществ и их смесей.

Электронная или УФ-видимая, БИК спектроскопия (UV-VIS, NIR)

Основное применение - изучение электронного и пространственного строения молекул, определение положения таутомерных равновесий, констант диссоциации кислот и оснований, кинетических параметров реакций. Также по спектрам поглощения и излучения определяют качественное и количественное содержание веществ в образцах.

В РЦ МАСВ доступен широкий спектр оборудования для УФ (190–400 нм)/видимой (400–800 нм) и БИК спектроскопии (780-2500 нм):

Спектрофотометры UV-1800, UV-2550, UV-2600, UV-3600 (Shimadzu), СФ-102, СФ-104 (Аквилон).

Приборы оснащены вспомогательным оборудованием и позволяют выполнять исследование образцов различной природы:

-        Растворы и жидкие образцы - с применением кварцевых кювет с длиной оптического пути от 1мм до 5см;

-        Твердые образцы в виде пленок или порошков – в специальных держателях;

-        Твердые массивные и дисперсные образцы в спектральном диапазоне 190-1400 нм - с использованием приставки ISR-2600 PLUS;

-        Для регистрации спектров при заданной температуре от +7°С до +70°С с использованием специальной приставки TCC-240A;

-        Также доступен метод диффузного отражения для регистрации УФ-спектров порошков и пленок, нанесенных на отражающие плоскости. В этом методе измеряется интенсивность монохроматического диффузно рассеянного света, избирательно отражённого от поверхности твёрдого вещества.

ИК-Фурье спектроскопия (FTIR)

Высокоточный аналитический метод, основанный на поглощении молекулами инфракрасного излучения. Излучение вызывает колебания химических связей, уникальные для каждого вещества. Полученный ИК-спектр служит надежным «отпечатком пальца» для точной идентификации соединений и изучения их структуры. Образец облучается ИК-светом (чаще всего в среднем диапазоне с волновыми числами от 4000 до 400 см). Энергия света поглощается, заставляя атомы в молекуле совершать валентные (изменение длины связи) и деформационные (изменение угла между связями) колебания. 

Области применения:

-        Структурный анализ в органической химии: определение конкретных функциональных групп по характеристическим полосам в спектре (например, −𝑂𝐻, CH2 , CH3 ,  𝐶=𝑂,  𝑁𝐻, 𝐶𝑂);

-        Качественный и количественный анализ, например, для идентификации лекарств, обнаружения примесей в материалах и анализе полимеров (с применением специализированного ПО и баз данных ИК-спектров). Количественный анализ требует наличия стандартных образцов для построения калибровочной зависимости.

-        Сравнительный анализ, основанный на высокой специфичности метода: два разных вещества не могут иметь абсолютно одинаковый ИК-спектр (за исключением оптических изомеров).

Ресурсный центр располагает ИК-Фурье спектрометрами IRAffinity-1 (Shimadzu). Для съемки спектров необходима специальная подготовка образцов – измельчение до аналитической пудры, смешивание материала образца с высокочистым бромидом калия и прессование в форму таблетки, также возможна съемка жидких образцов или растворов в кюветах из бромида калия.  Для анализа образцов без предварительной пробоподготовки (например, для пленок или жидких образцов, которые могут растворять материал кюветы) доступна приставка НПВО (нарушенного полного внутреннего отражения).

Флуоресцентная спектроскопия (флуориметрия)

Высокочувствительный аналитический метод, позволяющий идентифицировать соединения и изучать их структуру. Основан на способности молекул вещества поглощать свет, переходить в возбужденное состояние и испускать фотоны. Метод селективен, т. к. применим только к тем веществам, которые способны к флуоресценции (некоторые органические вещества, как правило содержащие систему сопряжённых π-связей, а также некоторые минералы и кристаллы). Благодаря селективности и уменьшению влияния фоновых помех, флуориметрия в десятки раз чувствительнее классической абсорбционной спектрофотометрии и позволяет определять даже микроколичества веществ.

В РЦ МАСВ метод представлен спектрофлуориметрами Fluoromax-4P (Horiba) и RF-530 1PC (Shimadzu), которые подходят для исследования как твердых, так и жидких образцов.