拉曼光譜專題1|拉曼光譜揭秘：新手也能輕松邁入光譜學(xué)之門

你是否想過(guò)，一束光照射物質(zhì)后,，能揭開(kāi)其分子層面的秘密,？今天，就讓我們走進(jìn)神奇的拉曼光譜shi界,，哪怕是光譜學(xué)小白,，也能輕松入門！

光照射物質(zhì)時(shí),，大部分光子如同調(diào)皮的孩子,，以瑞利散射的形式 “原路返回”，波長(zhǎng)不變,；但有少數(shù) “不安分” 的光子,，會(huì)經(jīng)歷一場(chǎng)奇妙冒險(xiǎn) —— 非彈性散射，也就是拉曼散射,，在這場(chǎng)冒險(xiǎn)中,，它們的波長(zhǎng)因分子振動(dòng)而改變。這一偉大發(fā)現(xiàn)由 C.V. Raman 在 1930 年完成,，從此為化學(xué)分析打開(kāi)了全新的大門,。

拉曼效應(yīng)就像光與物質(zhì)的一場(chǎng) “暗號(hào)交流”，光子與物質(zhì)相互作用后,，部分光子改變波長(zhǎng),，而這背后與分子振動(dòng)緊密相連?？茖W(xué)家們收集這些 “暗號(hào)”—— 變化的光信號(hào),，就能解碼出樣品的化學(xué)信息。

拉曼光譜學(xué)正是利用這一效應(yīng),，借助激光照射樣品,，再分析散射光，從而獲取材料的特征信號(hào),。激光的發(fā)明更是拉曼光譜學(xué)發(fā)展的 “神助攻”,，為其提供了關(guān)鍵的單色光源。簡(jiǎn)單來(lái)講,，拉曼光譜是一把精準(zhǔn)的 “分子鑰匙”,，能通過(guò)光的非彈性散射,，打開(kāi)物質(zhì)化學(xué)和分子結(jié)構(gòu)的神秘大門，在科研和工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用,。

拉曼光譜就如同物質(zhì)的 “化學(xué)指紋”,，每一種分子或材料都有拉曼光譜，就像每個(gè)人的指紋du有的,?？蒲腥藛T將樣品的拉曼光譜與包含數(shù)百?gòu)埞庾V的參考譜庫(kù)對(duì)比，就能快速判別材料,，或是將它與其他材料區(qū)分開(kāi)來(lái),。通過(guò)拉曼光譜，我們能深入研究樣品的化學(xué)成分和性質(zhì),、結(jié)晶度和多晶型,、污染和缺陷，甚至受熱和受力狀況,，堪稱材料研究的 “多面手”,。

拉曼光譜的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，在所有需要無(wú)損（顯微）化學(xué)分析和成像分析的地方,，都能看到它的身影,。無(wú)論是制藥領(lǐng)域精準(zhǔn)分析藥物成分，地質(zhì)和礦物學(xué)領(lǐng)域探究礦石奧秘,，半導(dǎo)體領(lǐng)域助力芯片研發(fā),，材料研究領(lǐng)域探索新型材料特性，還是生命科學(xué)領(lǐng)域解碼生物分子,，拉曼光譜都能提供定性和定量分析的優(yōu)質(zhì)解決方案,。

拉曼光譜主要應(yīng)用方向在以下等多個(gè)方面，

一,、化學(xué)與材料科學(xué)

1.?分子結(jié)構(gòu)鑒定?

用于有機(jī)化合物,、無(wú)機(jī)配位化合物的結(jié)構(gòu)分析，與紅外光譜互補(bǔ),，可鑒別特殊官能團(tuán)或化學(xué)鍵（如C=C,、苯環(huán)呼吸振動(dòng)等）。

在高分子材料中,，可分析聚合物的立體規(guī)整性,、結(jié)晶度及表面界面結(jié)構(gòu)，例如通過(guò)拉曼峰強(qiáng)度判斷材料的有序性,。

2.?納米材料與碳材料研究?

表征碳納米管的管徑,、手性及導(dǎo)電性，或測(cè)定石墨烯的層數(shù)和應(yīng)力分布,。

通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）技術(shù)研究金屬單原子層的界面作用,。

二,、生物與醫(yī)學(xué)

1.?生物大分子研究?

因水分子干擾小，可在接近自然狀態(tài)下分析蛋白質(zhì),、DNA等生物分子的結(jié)構(gòu)變化,。

拉曼成像技術(shù)用于單細(xì)胞或脂肪組織的微區(qū)分析，如腫瘤細(xì)胞篩查,。

2.?藥物與診斷?

快速區(qū)分藥物成分（如阿司匹林、ka啡因）及其在藥片中的分布,。

疾病標(biāo)志物檢測(cè),，如癌癥和心血管疾病的早期診斷。

三,、工業(yè)與公共安全

1.?刑偵與檢測(cè)?

非破壞性鑒定d品（如B型混合爆炸物RDX+T NT）及火災(zāi)痕跡,。

2.?珠寶與文物鑒定?

區(qū)分天然寶石、合成寶石及優(yōu)化處理寶石,，分析包裹體成因,。

四、環(huán)境監(jiān)測(cè)

檢測(cè)水質(zhì)和空氣中的污染物,，如有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的成分分析,。

昊量光電，致力于為拉曼光譜研究打造一站式服務(wù),，同時(shí)提供其他材料分析技術(shù),。我們的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造，始終聚焦高效率,、性能和高性價(jià)比,。

以 AUT-XperRF 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)為例，它是一款 “多合一” 的寶藏儀器,，專為材料分析而生,。它可以集成拉曼光譜模塊和 TRPL 測(cè)量模塊，兩大模塊相輔相成,，為確定材料特性提供有力支持,，相當(dāng)于 AUT-XperRAM S 系列和 FLIM 的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。使用 AUT-XperRF,，能暢享 AUT-XperRAM 系列的高性能光譜儀檢測(cè),，也能實(shí)現(xiàn)快速大面積的光譜掃描。

經(jīng)典應(yīng)用案例：

1.單個(gè)口腔上表皮細(xì)胞

2. WS2拉曼成像圖,，熒光成像圖和tcspc熒光壽命成像

3.光電流成像圖

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