何谓傅氏转换红外线光谱

    红外线光谱仪很早就被运用在化学分子的官能基鑑定上，近年来随着傅氏转换红外线 （Fourier Transform Infrared） 光谱仪的普遍，使得量测的精度及灵敏度大幅度地提升，这在样品量取得不易的生物分子上的运用也就越来越多。傅氏转换红外线光谱仪其原理和一般传统的光谱仪以光栅分光来取得单频光再移动光栅逐步扫瞄频率的方法是不太一样。它是采用Michelson的干涉仪取得干涉光谱再转换为频谱，此方法的优点是可同步取得全频光谱缩短扫瞄时间及频率解析度的提升。对一个400~4000 cm-1范围的光谱，若解析度为1cm-1，

传统光栅分光仪同一时间点平均将只有1/3600的光源强度通过光栅到达侦测器，99.97%的光都被挡在外。因为傅氏转换红外线光谱不经过分光，同一时间可以测得所有频率的光，不需扫瞄，节省许多时间，所以用传统光谱测一样品的时间可以取得多次的干涉光谱加以平均而获得高讯号/杂讯比的光谱。除了取得光谱的方式不同之外，其整个图谱的分析是和传统的红外线光谱是一样的

生物分子之红外线吸收光谱带

   一个非线性的分子有N个原子将会有3N-6种的振动模式，以大分子而言红外线光谱是非常複杂而又难以解析。幸好生物分子上许多的官能基是相同的，我们还是可以透过红外线光谱来决定出脂质，蛋白质或其他生物分子的特征频谱。

脂质分子之红外线吸收光谱带    脂质在红外线光谱上有许多不同的吸收光谱，一些重要的吸收带列于表4.1（2）。甲烯基的振动频率会随着脂质分子的物理状态而有所改变，因此很常用来决定分子膜的相转变，由图4.2可以看到脂质分子上的甲烯基的振动频率随着温度的上升而移向高频率的位置，并由此推论出磷脂乙醇胺分子由低温状态慢慢升高温度的过程脂质由凝胶态至液晶态再至反置六角柱态的相转变温度（3）。一般的脂质双层膜之碳氧键红外线光谱位于1745cm-1，当使用数学方法增强其光谱的解析度（详述于下节）时可以分出两个讯号，低频为与水产生氢键之碳氧键，高频为不与水产生氢键的部份，随着温度的上升，双层分子膜由凝胶态转变为液晶态时，羰键与水产生氢键的部份将会变多（图4.3）（3），可知酯的羰键对水分子非常的敏感，由此可以了解到脂质分子膜界面上的水与酯的羰键的交互作用，也可以由此了解生物膜的分子状态。因为脂质上有两个羰键（sn-1 及sn2），一个立即的直观推论为：是否脂质上的两个羰键正好对应红外线光谱上的两个羰键振动频率？以C13各别置换羰键的脂质分子红外光谱的研究则发现这两个位置的C=O键各自存在有、无与水形成氢键的状态（4），而不是脂质上的两个羰键正好对应红外线光谱上的两个羰键振动频率（图4.4）。以上两个官能基是文献上zui常用来分析脂质特性的频带，当然其他频带也有人研究，如C-C 键的顺式、反式（5）及头部官能基等（6,7）。

参考资料