---

name: plan-spectroscopic-analysis locale: wenyan-ultra source_locale: en source_commit: 82c77053 fence_basis_commit: 82c77053 translator: "Julius Brussee homage — caveman" translation_date: "2026-04-26" description: > Plan a comprehensive spectroscopic analysis campaign by defining the analytical question, assessing sample characteristics, selecting appropriate techniques using a decision matrix, planning sample preparation for each technique, sequencing analyses from non-destructive to destructive, and defining success criteria with a cross-validation strategy. license: MIT allowed-tools: Read Grep Glob WebFetch WebSearch metadata: author: Philipp Thoss version: "1.0" domain: spectroscopy complexity: intermediate language: natural tags: spectroscopy, analytical-planning, technique-selection, sample-preparation

計譜析

設譜析役、擇正術、效次之、定成則含交驗策也。

用

• 起未知物析、決用何術→用
• 優析次以保樣為毀術→用
• 取機時前計樣備→用
• 確補術間之交驗→用
• 限資時量機與序術→用
• 訓新析者於系析計→用

入

• 必：析問（構識、量、純評、官能基篩、應監）
• 必：樣述（態、約量、知或疑物類）
• 可：可用機與其能
• 可：本與時限
• 可：安資（毒、應、揮、光感）
• 可：前析資（若已有）

行

一：定析問

擇術前明所需信：

1. 別問型：

   • 構識：定未知物全分子構。需最廣諸術
   • 構驗：驗已知物合預構。需少術、聚診特
   • 量析：定已知析物濃或量。需校與線性術 (UV-Vis、含內標 NMR)
   • 純評：定樣含雜否、若有則識之。需高靈與分能
   • 官能基篩：識何官能基存而不全構定。IR 常足
   • 應監：時追化學應進。需速與應況容 (in situ IR、Raman 或 UV-Vis)

2. 定成則：明述何為足答。構識：「單構提合諸譜資」。量：「濃定相誤 < 5%」。

3. 察已知：匯諸樣前資（元析、應圖、預品、文先）。此縮問減術數。

得：明析問含定成則與已知撮。

敗：問模糊（「徵此樣」）→與請者縮之。模問致散析、費機時。

二：察樣特

評樣以定何術可行：

1. 態：固（晶、非晶、粉）、液、溶、氣、薄膜或生組。各態限可行樣備與術。
2. 可用量：估全樣質或容。某術需毫克 (NMR)、他用微克 (MS) 或毫毫克 (SERS)。
3. 溶：試或估於常溶劑（水、甲醇、DMSO、氯仿、己烷）之溶。NMR 需氘溶；UV-Vis 需透溶。
4. 穩：評熱穩 (GC-MS 需揮)、光穩 (Raman 用激光)、氣/濕感 (KBr 丸備)、溶穩 (時依測)。
5. 安險：注毒、燃、應、輻。影處則、可排某術 (如揮毒物無封不宜開氣 Raman)。
6. 預分量範：小有機 (< 1000 Da) 對聚物/生分子 (> 1000 Da) 需異 MS 離法與 NMR 取策。

得：樣徵撮列態、量、溶、穩、險、分量範。

敗：樣不可徵 (如量太小不能試溶)→保策：始於非毀少樣術 (Raman、ATR-IR)、初果後再評。

三：以決陣擇術

按析問與樣特擇最信術：

Technique	Best For	Sample Needs	Destructive?	Sensitivity	Key Limitations
1H NMR	H connectivity, integration, coupling	1--10 mg in deuterated solvent	No	mg	Requires solubility, insensitive
13C NMR	Carbon skeleton, functional groups	10--50 mg in deuterated solvent	No	mg	Very insensitive, long acquisition
2D NMR	Full connectivity, stereochemistry	5--20 mg in deuterated solvent	No	mg	Hours of instrument time
IR (ATR)	Functional group ID	Any solid/liquid, minimal prep	No	ug	Water interference, fingerprint overlap
IR (KBr)	Functional group ID, transmission	1--2 mg solid in KBr pellet	No*	ug	Moisture sensitive, sample mixed
Raman	Symmetric modes, aqueous samples	Any state, no prep for solids	No	ug--mg	Fluorescence, photodegradation
EI-MS	Volatile small molecules, fragmentation	ug, must be volatile	Yes (GC-MS)	ng--ug	Requires volatility
ESI-MS	Polar/large molecules, MW determination	Solution in volatile solvent	Yes	pg--ng	Adduct complexity, ion suppression
MALDI-MS	Polymers, proteins, large molecules	Solid + matrix	Yes	fmol	Matrix interference below 500 Da
UV-Vis	Chromophores, quantitation	Solution, ug--mg	No	ug	Limited structural information

*IR with KBr is non-destructive to the molecule but the sample cannot be easily recovered from the pellet.

1. 配問於術：構識常需 NMR + MS + IR 至少。官能基篩唯需 IR。量於 UV-Vis 或 NMR 最佳。
2. 察可行：對候術與步二樣特。除不容（如非揮物之 GC-MS、順磁樣之 NMR）。
3. 按信密序：餘術按答此問之信量序之。
4. 計本與供：諸術同信→擇速、廉、易得者。

得：選術序列含各擇由與排術之由。

敗：無單術足（構識常然）→計含補術合答問。無適術→注限、薦他析徑（如衍化使樣宜 GC-MS）。

四：各術計樣備

各擇術定備需：

1. NMR 備：1--50 mg 樣溶於 0.5--0.7 mL 氘溶。按溶與譜窗擇溶劑：

Solvent	1H Residual	Use When
CDCl3	7.26 ppm	Non-polar to moderately polar compounds
DMSO-d6	2.50 ppm	Polar compounds, broad solubility
D2O	4.79 ppm	Water-soluble compounds, peptides
CD3OD	3.31 ppm	Polar organic compounds
C6D6	7.16 ppm	Aromatic region overlap avoidance

2. IR 備：按樣態擇法：

   • ATR：固或液直置晶上。最速、備少
   • KBr 丸：磨 1--2 mg 樣於 100--200 mg 乾 KBr、壓為透盤
   • 溶池：溶於 IR 透溶（CCl4、CS2）。透窗有限
   • 薄膜：自溶澆於 NaCl 或 KBr 窗。宜聚物、油

3. MS 備：配離法於樣：

   • EI (GC-MS)：樣需揮。溶於揮溶（二氯甲烷、己烷）
   • ESI (LC-MS)：溶於 ESI 容溶（甲醇/水、乙腈/水含 0.1% 甲酸）
   • MALDI：與適矩 (DHB、CHCA、芥酸) 混、乾於靶板

4. UV-Vis 備：溶於 UV 透溶。調濃使 lambda-max 吸於 0.1 至 1.0 間。樣參用配池。

5. Raman 備：多樣需備少。固可裸測。液於玻管（玻 Raman 散弱）。避螢容。水溶 Raman 行（水 Raman 散弱）。

得：各擇術之備則含溶擇、需量、特處。

敗：樣不足諸計術→按步三信序序。樣於諸適溶皆不溶→計固態術 (ATR-IR、Raman、固 NMR、MALDI-MS)。

五：定析序與交驗策

序析以保樣與最大信流：

1. 按毀性序：非毀術先、毀術末。

   • 首層 (非毀、無備)：Raman、ATR-IR
   • 次層 (非毀、需備)：UV-Vis、NMR (樣常可蒸溶劑回收)
   • 末層 (毀或耗樣)：MS (ESI、EI/GC-MS、MALDI)

2. 信流：用早果精晚析：

   • IR/Raman 官能基資助擇佳 NMR 驗（如 IR 無羰→略羰聚 13C 析）
   • MS 分式助釋 NMR（積比、預峰數）
   • NMR 連資助釋 MS 碎

3. 定交驗點：識諸術果當合處：

   • 分式：MS（分子離）必合 NMR（H、C 數）與元析
   • 官能基：IR 析配當合 NMR 化位與 MS 碎
   • 不飽和度：自式（MS）算當合所察環與雙鍵（NMR、UV-Vis）

4. 計變：定初果模時當行何加驗：

   • NMR 示未期繁→行 2D 驗 (COSY、HSQC、HMBC)
   • MS 分子離模→試他離法或求 HRMS
   • IR 為一官能基所主→試 Raman 補

5. 記計：書析計含術序、樣備、預返時、變驗決點。

得：完序析計含備則、交驗則、變備已記。

敗：計因樣或機限不可成→明記限、提最佳可行子集。

驗

• 析問明定含明成則
• 樣特已察（態、量、溶、穩、險）
• 用決陣擇術、含由
• 不可行術已識排與由
• 各擇術之樣備已計
• 析序自非毀至毀
• 補術間定交驗點
• 模果之變驗已識
• 全樣耗已估、對可用量驗

忌

• 略計段：直赴最近機費樣費時。即 15 分計省數時重析
• 習擇非需：非皆需 NMR。簡官能基驗唯需 IR。配術於問
• 輕樣需：析中盡樣可避。前算全需加 20% 留
• 毀術先：GC-MS 先於 NMR 則 NMR 樣需自他份。非毀先以最大每毫克信
• 忽溶相容：DMSO-d6 NMR 樣難為 GC-MS（非揮）。諸術計溶擇
• 無交驗策：無定查點則異術矛盾果至末釋未察

參

• interpret-nmr-spectrum -- 釋按此計取之 NMR 資
• interpret-ir-spectrum -- 釋按此計取之 IR 資
• interpret-mass-spectrum -- 釋按此計取之 MS 資
• interpret-uv-vis-spectrum -- 釋按此計取之 UV-Vis 資
• interpret-raman-spectrum -- 釋按此計取之 Raman 資
• validate-analytical-method -- 驗此計擇之量法