红外光谱法的危害有哪些？了解样品制备和仪器安全

简而言之，红外光谱法是现代实验室中最安全的分析技术之一。仪器本身对操作人员的风险极低。主要的危害几乎总是来自被分析的化学样品或用于制备它们的特定方法，而不是光谱仪的操作。

红外安全的核心原则是将您的注意力从仪器转移到样品上。虽然光谱仪是无害的，但化合物的毒性、易燃性或反应性——以及样品制备中使用的物理力或化学品——构成了唯一重要的风险领域。

解读仪器：固有的最低风险

现代傅里叶变换红外（FT-IR）光谱仪是一个为操作员安全而设计的工程系统。其核心组件密封良好，几乎不构成直接危害。

红外辐射源通常是加热至白炽状态的陶瓷元件或惰性金属灯丝，例如Globar（碳化硅）或Nernst发光体。可以将其视为一种特殊的、封闭的灯泡灯丝。发射的能量是非电离辐射（热），它被包含在仪器的光学路径中。

FT-IR仪器使用低功率氦氖（HeNe）激光进行内部波长校准。这些通常是1类或2类激光，这意味着它们要么不可能造成伤害，要么眼睛的自然眨眼反射提供了足够的保护。至关重要的是，这种激光完全封装在仪器的机箱内，在正常操作期间不会造成暴露风险。

大多数标准探测器，如DTGS（氘代三甘氨酸硫酸盐），在室温下运行，没有固有危害。一些高灵敏度探测器（如MCT探测器）需要用液氮冷却。在这种情况下，危害是低温液体，而不是探测器本身。

这是进行适当风险评估的关键所在。与红外光谱相关的绝大多数事故或暴露都发生在样品被放入仪器之前的步骤中。

这是最重要的考虑因素。光谱仪仅仅是一个分析工具。如果您正在分析高度有毒、致癌或挥发性物质，则必须使用适当的个人防护设备（PPE）和工程控制措施，例如通风橱。危害是化学品，而不是分析方法。

最常见的样品制备技术涉及显著的物理力。

样品有时会溶解在溶剂中，或与矿物油（如Nujol）一起研磨成糊状（研磨剂）。

溶剂毒性/易燃性：一些较早推荐的溶剂，如四氯化碳和氯仿，现在已知具有高毒性或致癌性。在使用任何溶剂时，务必查阅安全数据表（SDS），并在通风良好的区域处理。
Nujol基本无害，但其他研磨剂可能具有其特定的危害。

衰减全反射（ATR）是一种流行的技术，因为它需要最少的样品制备。然而，晶体本身可能是一种危害。

毒性：较旧或特殊的ATR晶体，如KRS-5（溴碘化铊），如果晶体破裂且铊盐被摄入或吸收，则具有剧毒。
易碎性：如硒化锌（ZnSe）等晶体易碎，在过大压力下可能会破裂，产生锋利的边缘。虽然毒性远低于KRS-5，但其粉尘不应吸入。金刚石ATR是最坚固和最安全的选择。

除了样品制备，还有一些其他因素需要注意。

如果您的仪器有冷却探测器，您将处理液氮。风险包括皮肤接触造成的严重低温烧伤，以及在通风不良的房间内大量蒸发导致氧气置换而引起的窒息。必须进行适当的培训和佩戴个人防护设备（低温手套、面罩）。

与任何实验室设备一样，光谱仪是一种由市电供电的电气设备。确保电源线状况良好，仪器正确接地。这是标准的实验室预防措施，而不是特定的红外危害。

专业的科研应用可能涉及使用特殊池在高压或极端温度下分析样品。如果这些附件未严格按照制造商的规定使用，则存在爆炸或严重烧伤的重大风险。

您的安全方法应根据您要完成的任务来决定。

最终，安全地进行红外光谱分析取决于清楚地认识到您对样品负责，而仪器仅仅是您的工具。

危害类别	主要风险	缓解策略
样品制备	高压（KBr压机）、有毒/易燃溶剂、刺激性粉尘	使用安全防护罩，查阅SDS，在通风橱中操作，佩戴PPE
化学危害	样品本身的毒性、致癌性、易燃性	适当的PPE，工程控制（例如，通风橱）
仪器和附件	易碎的ATR晶体（例如，有毒的KRS-5）、低温液体（液氮）、电气安全	使用金刚石ATR，低温手套/面罩，检查设备
辅助设备	高压/高温池爆炸风险	严格遵守制造商指南