激光拉曼（màn）光譜儀的原理你了解嗎?

激光拉曼光譜（pǔ）儀是一個集合了激光（guāng）光譜學、精（jīng）密機械和微電子係統的綜合測量體係。其（qí）終結（jié）果是獲得散射介質在一定方向上具有一定偏振態的散射光（guāng）強隨頻（pín）率分布的譜（pǔ）圖。應用主要是對各種固態、液態（tài）、氣態物質的分子組成、結構及相（xiàng）對含量等進行分析，實現對物質的鑒別與定性。要想在操作時不出現差錯，操作者在操作之前應該（gāi）要了解（jiě）一下激光拉曼光譜儀基本的知識，激光拉曼光譜儀的原（yuán）理你了解嗎?

1、激光拉曼光譜儀（yí）基本原理

當一束頻（pín）率為v0的單色光照射到樣品上後，分子可（kě）以使入射光發生散射。大（dà）部分光隻是改變方向（xiàng）發生散射，而光的頻率仍與激發光的頻率相同，這種散射稱為瑞利散射;約占總散射光強度（dù）的（de） 10-6～10-10的散射，不僅改變了光的（de）傳播方向，而且散（sàn）射光的頻率也（yě）改變了，不同於激發光的頻率，稱為拉曼散射。拉（lā）曼散射中頻率減少的稱為斯托克斯（sī）散射（shè），頻率（lǜ）增加的散射稱為反斯（sī）托克斯散射，斯托克斯散射（shè）通常要比反斯托克斯散射（shè）強（qiáng）得多，拉曼光（guāng）譜儀通（tōng）常測定的大多（duō）是斯托克斯散射，也統稱（chēng）為拉曼散射。

散射光與入射光之間的頻率差v稱為拉曼位移，拉曼位移與入射光頻率無關，它隻與散射分子（zǐ）本身的結構有關。拉曼散射是由於分子極化率的改變而產生的。拉（lā）曼位移取決於分子振動能及的（de）變化，不同化學鍵或基團有特征的分子振動，ΔE反映了指定能級的變化，因此與（yǔ）之對應的拉曼位移也（yě）是（shì）特征的。這（zhè）是（shì）拉曼光譜可以作為分子結構定性分析的依據。

二、激光拉曼光（guāng）譜儀應用

拉曼光譜技術以其信息豐富，製樣簡單，水的幹擾小等獨特的優點，在化學、材料、物理（lǐ）、高分子（zǐ）、生物、醫藥、地質等領域有廣泛的應用。

1、拉曼光譜在化學研究中的應（yīng）用

拉曼光譜在有機化學方麵主要是用作結構鑒定和分子相互作用的手段，它（tā）與紅外光譜互為補充，可以（yǐ）鑒別特殊的結構特（tè）征或特征基團。拉曼位移的大小、強度（dù）及拉曼峰形狀是鑒定化學（xué）鍵（jiàn）、官能團的重要依據。利用偏振特性，拉曼光譜還可以（yǐ）作為分子異構體（tǐ）判斷的依據。在無機化合物中金屬離子和配位體間的共（gòng）價鍵常具有拉曼活性，由此拉曼光譜可提供有關配位化合物的（de）組成、結構和穩定性等信息。另外，許（xǔ）多（duō）無機（jī）化合（hé）物（wù）具有多種晶型結構，它們具有不同的拉曼活性，因此用拉曼光譜能測（cè）定和鑒別紅外光譜無法完成的無機化合物的晶型結構。

在催（cuī）化化學中，拉曼光譜能夠提供催化劑本身以及表麵上物種的結構信息，還可以對催化劑製備過程進行實時研究。同時，激光拉曼光譜是研究電（diàn）極/溶（róng）液界麵的結構和性能的重要方（fāng）法，能夠在分子水平上深入研究電化學界麵結構、吸附和反應等基礎問題並應（yīng）用於電催化、腐蝕和電鍍等領域。

2、拉（lā）曼光譜在（zài）高分子材料中的（de）應用

拉（lā）曼光譜可提供聚合物（wù）材料結構方麵（miàn）的許多重要信息。如分子結構與（yǔ）組成、立體規整性、結晶與去向、分子相互作用，以及（jí）表麵和界麵（miàn）的結構等。從拉曼峰的寬度可以（yǐ）表征高分子（zǐ）材（cái）料的（de）立體化學純度。如無規立場試樣或頭-頭（tóu），頭-尾結構混雜的樣品，拉曼（màn）峰是弱而寬，而高度有序樣品具有強而尖銳的拉曼峰。研究內容包括：

(1)化學結（jié）構和立構性判斷：高分子中的C=C、C-C、S-S、C-S、N-N等（děng）骨架（jià）對拉曼光譜非常敏感，常用來研究高分子的化學組份和結構。

(2)組分定量分析：拉曼散射（shè）強度與高分子的（de）濃度成線性（xìng）關係，給高分子組分含量分析帶來方便。

(3)晶相與（yǔ）無定形相的表征以及聚合物結晶（jīng）過程和結晶度的監測。

(4)動力學過程研究：伴隨高分子反應的（de）動力學過（guò）程如聚合、裂（liè）解、水解和結晶等。相應的（de）拉曼光譜某些特征譜帶（dài）會（huì）有（yǒu）強（qiáng）度的改變。

(5)高分子取（qǔ）向研究：高分子鏈的各向異性必然帶來對光散射的各向異性，測（cè）量分子的拉曼帶退偏比（bǐ）可以得到分子構型或構（gòu）象等方麵的重要信（xìn）息。

(6)聚合物共混物的相容性以及（jí）分子相互作用研究。

(7)複合材料（liào）應力鬆（sōng）弛和應變過程的監測。

(8)聚合反應過程和聚合物固化過（guò）程監（jiān）控。

3、激光拉曼光譜儀在材料科學研（yán）究中的應用（yòng）

拉曼光譜在材料科學中（zhōng）是物質結構研究的有力工具，在相組成界（jiè）麵、晶界等課題中可（kě）以做很多工作。包括：

(1)薄膜結構材（cái）料拉曼研究（jiū）：拉曼光譜已成CVD(化學氣相（xiàng）沉積法)製備薄膜的（de）檢測和鑒定手段。拉曼（màn）可以研究單、多、微和非晶矽結構以及（jí）硼化非晶矽、氫化非晶矽、金剛石、類金剛石等層狀薄膜的結構。

(2)超晶格材料研究：可通過測量超晶格中的應變（biàn）層的拉曼頻（pín）移計算出應變層（céng）的應力，根據拉曼峰的對（duì）稱性，知（zhī）道晶格的（de）完整性。

(3)半導體材料（liào）研究：拉（lā）曼（màn）光譜（pǔ）可測（cè）出（chū）經離子注入後的半導體（tǐ）損傷分布，可測（cè）出半磁半導體的組分，外延層的質量，外延層混（hún）品的組分載（zǎi）流子濃度。

(4)耐高溫材料的（de）相結構拉曼研究。

(5)全碳分子的拉曼研究。

(6)納米材料的量子尺寸效應研究。

4、拉曼光譜在生物學研究中的應用

拉曼（màn）光譜是研究生物大分子（zǐ）的有力手段，由於（yú）水的拉曼光（guāng）譜很弱、譜圖（tú）又很簡單，故拉曼光譜可以在接近（jìn）自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子（zǐ）的結構及其變化。

生（shēng）物大（dà）分子的拉曼光譜可以同時得到許多寶貴的信息：

(1)蛋白質二級結構（gòu）：α-螺旋、β-折疊、無（wú）規卷曲及β-回轉

(2)蛋白質主鏈構像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動

(3)蛋白（bái）質側（cè）鏈構像：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的側鏈（liàn）和後二者的構像及存在形式隨其微環境的變（biàn）化

(4)對構像變化敏感的羧基、巰基、S-S、C-S構（gòu）像變化

(5)生物膜的脂肪酸碳氫鏈旋轉異構現（xiàn）象。

(6)DNA分子結構以及和（hé）DNA與其他分（fèn）子間的作用。

(7)研究脂類和生（shēng）物膜的相互（hù）作用、結構、組分等。

(8)對（duì）生物膜中蛋白質與脂質相互作用提供重要信息。

5、拉曼光譜在中草藥研究中的應用

各種（zhǒng）中草（cǎo）藥（yào）因所含（hán）化學（xué）成分的不同而反映出拉曼光譜的差異，拉曼光譜在中草藥研究中的應用包括：

(1)中草藥化學成分分析

高效薄層色譜(TLC)能對中草藥進（jìn）行有效分離但無法獲得各組份化合物的結構信息，而表麵（miàn）增強拉曼光譜(SERS)具有峰形窄、靈敏度高、選擇性好的優點，可對中草藥化學（xué）成分進行高靈敏度（dù）的（de）檢（jiǎn）測。利用（yòng）TLC的分離技術和SERS的指紋性鑒定結合（hé），是一種在（zài）TLC原位分析中草（cǎo）藥成分的新方法。

(2)中草藥（yào）的無損鑒別

由於拉曼光譜分析，無需破壞樣（yàng）品，因此能對中草藥樣品進行無損鑒別，這對名貴中中草藥的研究特（tè）別重（chóng）要。

(3)中草藥的穩定性研究

利（lì）用拉曼光（guāng）譜動（dòng）態跟蹤中草藥的變（biàn）質過（guò）程，這對中草藥的穩定性（xìng）預測、監控藥材的質（zhì）量具有直接的指導作用。

(4)中藥的優化

對於中草（cǎo）藥（yào）及中成（chéng）藥和複方這一複雜的混合物（wù）體係（xì），不需任何成分分離提取直接與細菌和細胞作（zuò）用（yòng），利（lì）用拉曼光譜無損采集細菌和細胞的光譜圖，觀察細菌和細（xì）胞的損傷程（chéng）度，研究其藥理作用，並進行中藥材（cái）、中成藥和方劑的優化研究。

6、拉曼光（guāng）譜技術在寶石研究中的應（yīng）用

拉曼（màn）光譜技術已被成（chéng）功地應用於寶石（shí）學研究和寶石鑒定領域。拉曼光譜技術可以準確地鑒定寶石內部的包裹體，提供寶石的（de）成因及（jí）產地信息，並且可（kě）以有（yǒu）效、快速、無損和準確地鑒定寶石的類別--天然寶（bǎo）石、人工合成寶石和優化處理寶石。

(1)拉曼光（guāng）譜在寶石包裹體研究中的應用

拉曼光譜可以用於寶石包（bāo）裹體化學成（chéng）分的（de）定性、定量檢測，利用拉（lā）曼光（guāng）譜技術研究礦物（wù）內的包（bāo）裹（guǒ）體特征，可以獲得（dé）有（yǒu）關寶石礦物的成因及產地的信息。

(2)拉（lā）曼光譜在寶石（shí）鑒定中（zhōng）的應用

拉曼光譜測試的（de）微區可達1-2um，在寶石鑒定中具有明顯的優勢，能夠探測寶石極其微小的（de）雜（zá）質、顯微內含物和人工摻雜物，且能滿足寶石鑒定所必須的無損、快速的（de）要求。

以上就是激光拉曼光譜（pǔ）儀的原（yuán）理你了（le）解嗎的相關內容，大家有些了解了嗎?如果想要在使用當中，充分發揮設備專有的（de）特點，隻有對產品深入了解才（cái）能更好的使用此儀器（qì），希（xī）望我的介紹可以幫您（nín）讓你的儀器發揮的功效!