Hiệu ứng đồng vị
Các đồng vị khác nhau trong một loài đặc biệt có thể biểu hiện những chi tiết tốt đẹp khác nhau trong quang phổ hồng ngoại. Ví dụ, tần số giãn O-O của oxyhemocyanin được xác định bằng thí nghiệm là 832 và 788 cm -1 đối với ν (16O-16O) và ν (18O-18O) tương ứng.
Bằng cách xem xét mối quan hệ O-O như là một lò xo, lượng wavenumber của độ hấp thụ, v có thể được tính toán:
trong đó k là hằng số mùa xuân của liên kết, c là tốc độ ánh sáng, và μ là khối lượng giảm của hệ thống A-B:
Các khối lượng giảm đối với 16O-16O và 18O-18O có thể được ước lượng tương ứng là 8 và 9. Như vậy
Ảnh hưởng của các đồng vị, cả về độ rung lẫn động lực phân rã, đã được tìm thấy mạnh mẽ hơn nhiều so với ý nghĩ trước đây. Trong một số hệ thống, như silic và gecmani, sự phân rã của chế độ căng chống đối xứng của oxy kẽ liên quan đến chế độ giãn đối xứng với sự phụ thuộc đồng vị mạnh. Ví dụ, nó đã được chỉ ra rằng đối với một mẫu silic tự nhiên, tuổi thọ của rung động chống đối xứng là 11,4 ps. Khi đồng vị của một trong các nguyên tử silic được tăng lên đến 29Si, tuổi thọ tăng lên 19 ps. Theo cách tương tự, khi nguyên tử silicon được thay đổi thành 30Si, tuổi thọ sẽ là 27 ps.
Hai chiều IR
Phân tích quang phổ hồng ngoại hai chiều kết hợp nhiều mẫu phổ hồng ngoại để phát hiện ra các tính chất phức tạp hơn. Bằng cách mở rộng thông tin quang phổ của một mẫu bị nhiễu loạn, phân tích phổ được đơn giản hóa và độ phân giải được tăng cường. Phổ đồng bộ không đồng bộ 2D và 2D đồng bộ cho một tổng quan đồ họa về những thay đổi quang phổ do sự nhiễu loạn (như nồng độ thay đổi hoặc thay đổi nhiệt độ) cũng như mối quan hệ giữa các thay đổi quang phổ tại hai điểm khác nhau.
Quang phổ hồng ngoại không gian hai chiều phi tuyến là phiên bản hồng ngoại của quang phổ tương quan. Quang phổ hồng ngoại hai chiều không tuyến tính là một kỹ thuật đã trở nên có sẵn với sự phát triển của xung laser hồng ngoại femto giây. Trong thí nghiệm này, đầu tiên một bộ xung bơm được áp dụng cho mẫu. Tiếp đó là thời gian chờ đợi để hệ thống thư giãn. Thời gian chờ đợi điển hình kéo dài từ 0 đến vài giây và có thể kiểm soát thời gian có độ phân giải hàng chục giây femto giây. Một xung dò sau đó được áp dụng, dẫn đến sự phát xạ của tín hiệu từ mẫu. Phổ hồng ngoại hai chiều phi tuyến là một mảng tương quan hai chiều của tần số ω1 đã được kích thích bởi các xung bơm ban đầu và tần số ω3 bị kích thích bởi xung thăm dò sau thời gian chờ. Điều này cho phép quan sát sự ghép nối giữa các chế độ rung động khác nhau; bởi vì độ phân giải thời gian rất tinh vi, nó có thể được sử dụng để giám sát động lực học phân tử trong khoảng thời gian picosecond. Nó vẫn là một kỹ thuật phần lớn chưa được khám phá và ngày càng trở nên phổ biến trong nghiên cứu cơ bản.
Như với quang phổ hai chùm hạt nhân cộng hưởng (2DNMR), kỹ thuật này truyền phổ thành hai chiều và cho phép quan sát các đỉnh chéo có chứa thông tin về sự liên kết giữa các chế độ khác nhau. Trái ngược với 2DNMR, quang phổ hồng ngoại hai chiều không tuyến tính cũng liên quan đến sự kích thích cho âm bản. Những kích thích này dẫn đến các đỉnh hấp thụ trạng thái kích thích nằm dưới các đỉnh chéo và đỉnh chéo. Trong 2DNMR, hai kỹ thuật khác biệt, COZY và NOESY, thường được sử dụng. Các đỉnh chéo trong lần đầu tiên có liên quan đến khớp nối vô hướng, trong khi ở cuối chúng có liên quan đến việc chuyển spin giữa các hạt nhân khác nhau. Trong phổ hồng ngoại không tuyến tính phi tuyến 2 chiều, các tương tự đã được vẽ bằng các kỹ thuật 2DNMR này. Quang phổ hồng ngoại hai chiều không tuyến tính với thời gian chờ đợi không tương ứng với COZY và quang phổ hồng ngoại hai chiều phi tuyến với thời gian chờ hữu hạn cho phép chuyển đổi dân số rung động tương ứng với NOESY. Phép biến đổi COZY của quang phổ hồng ngoại hai chiều phi tuyến đã được sử dụng để xác định hàm lượng cấu trúc thứ cấp của protein