譚貴平:寶島拉曼光譜專家的測試結果到底說明了什麼問題?

2020-12-05 孫毅有約

《清代翡翠的研究》續集(十二)(1)

寶島臺灣的拉曼光譜潘棟雄專家用民間藏家施加幸教授提供的滿綠老翡翠樣品做了拉曼測試,推導出三個結果:一是老翡翠具有較強鈉鋁矽石的特徵峰,所以是翡翠,至於翡翠經過酸煮沒有,沒有論證。二是因含有苯環的幾個特徵峰(638cm-1、1122cm-1、1606cm-1),推導老翡翠注了環氧樹脂膠。三是拿老翡翠的拉曼譜圖同公安部天藍色硝基染料的標準圖譜作了對照,認為譜圖相似,有幾個基團峰相同。並對1339cm-1的峰作了解析,認為是硝基引起的;認為1137、1185波數的峰是由磺酸基團引起的。綜合下來把748cm-1~752cm-1、1137cm-1、1185cm-1、1336cm-1~1340cm-1、1562cm-1、1596cm-1幾個峰定為有機硝基染劑的特徵峰,認為老翡翠裡有機物也有這幾個峰,進而推導施教授提供的老翡翠樣品是硝基染劑染色的。見下面潘教授的論文截圖:

這樣的結論可靠嗎?下面就這些問題與潘教授進行學術探討:

測到苯環的幾個特徵峰最多只能定義為含苯環的有機物,不一定對應環氧樹脂,這已反覆多次論證,動物膠含有芳香蔟胺基酸的結構單元,也含有苯環基團;750cm-1也有可能是色氨酸上吲哚環的對稱呼吸振動峰等;1137cm-1也有可能是C-H或NH3+變形振動峰,也有可能是C-C伸縮振動峰等:1185cm-1也有可能是C-N伸縮振動峰等;1337cm-1也是對應多種基團如:吲哚環、蛋白質主鏈α螺旋結構中Cα-H彎曲振動峰,還是「核苷酸」的特徵峰等;即使是苯環的1562cm-1、1596cm-1特徵峰都不一定完全由苯環造成,也許還疊加了相同位置出峰的其它基團如:吲哚基團。動物膠裡都含有上述基團、化學鍵或物質,也有可能呈現上述峰,即使潘老師認定的磺酸基和硝基,動物膠氧化後也會產生部分這樣的基團。這就應證了以前講述的知識:「不同的基團和化學鍵會在相同的波數位置出峰,有時連基團或化學鍵都不能準確確定,更不能確定後面對應的具體物質」。因此,把老翡翠裡有機物推斷為有機硝基染劑證據上是遠遠不足的,單靠拉曼光譜是證明不了的,也許把動物膠誤判為有機硝基染劑。

這種論證還有個誤區,拉曼或紅外光譜本身並不能斷定所測的未知有機物是純有機物還是有機混合物,如果把純有機物的研究方法應用在有機混合物上就會鬧笑話,因此,不宜預先設想老翡翠裡有機物是純有機物,是人工合成的純的天藍色硝基染料;更不宜拿混合物的拉曼譜圖去同純物質的標準譜圖作對比(標準譜圖絕大多數是純有機物)。即使含有硝基、磺酸基、苯環的純有機物也不一定完全對應有機硝基染料,把這幾個通用的基團峰歸結為有機硝基染料的特徵峰這條依據,對於純有機物的鑑別可靠性高些,而對於複雜的有機混合物來講,含有這些基團的混合物有無數種,一切皆有可能。

作為生物體來源的有物混合物-動物膠,成分十分複雜。舉個例子:一般純的蛋白質都有30~40條譜線出現在300~1700cm-1範圍內。何況混合蛋白還夾雜著不少生物體源物質的動物膠,再加上交聯變性結成網狀結構,單靠拉曼光譜對這麼複雜的體系,取幾個通用基團峰作為依據,確實是無能為力,解析正確的機率是很小的,單靠拉曼光譜就不能對複雜的有機混合物進行鑑定。

總之,不能對所測到的部分基團峰進行準確定義,以及把純有機物的光譜研究方法應用在有機混合物上,這兩個因素是這篇論文可能產生結論誤差的最主要影響因素,這是拉曼光譜功能的局限性所決定的。

(未完待續)

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