激（jī）光拉曼光（guāng）譜儀的原理你了解嗎?

激光拉（lā）曼光譜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。其終結果是獲得散射介質在一定方向上具有一（yī）定（dìng）偏（piān）振態（tài）的散射光強（qiáng）隨頻率分布的譜圖。應（yīng）用主要是對（duì）各種固態、液態、氣態物質的分子組成、結構及相對含量等進行分析，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（zài）操作之前應該要了解一下激光（guāng）拉曼光譜儀基本的知識，激光拉曼光譜儀的原理你了解嗎?

1、激（jī）光（guāng）拉曼光譜儀基本原理

當一束（shù）頻率為v0的單色光照射到（dào）樣品上後，分（fèn）子可以使入射光發生散射。大部分光隻是改變方向發生散射，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;約占總散射光強度的 10-6～10-10的散射，不僅改變了光的傳播方向，而且散（sàn）射光的頻率也改變了，不同於激發光的頻率，稱為拉曼散射。拉（lā）曼散（sàn）射中頻率（lǜ）減少的稱為斯托克斯散射，頻率增加的散射稱（chēng）為反（fǎn）斯托克斯散射，斯托克斯（sī）散射通常要比反（fǎn）斯托克斯散射強得多，拉（lā）曼光譜儀通常測定的大多是斯托（tuō）克斯散射，也統稱（chēng）為拉曼散射。

散射光（guāng）與入射（shè）光之間的頻率（lǜ）差（chà）v稱為拉曼位移，拉曼位移與入射光頻率無關（guān），它隻（zhī）與（yǔ）散（sàn）射分子本身的結構有關。拉曼（màn）散射是由於分子極化率的改變而（ér）產生的。拉曼位移取決（jué）於分（fèn）子振動能（néng）及的變化，不同化學鍵或基團有（yǒu）特征的分子（zǐ）振動，ΔE反映（yìng）了指定能級（jí）的變化，因此與之對應的拉曼位移也是特征的。這是拉曼光（guāng）譜可以作（zuò）為分子結構定性分析的依（yī）據（jù）。

二、激光拉曼光譜（pǔ）儀應用（yòng）

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

1、拉曼光譜在化學研究中的應用

拉曼（màn）光譜在有機化學方麵（miàn）主要是（shì）用（yòng）作結構鑒定和分子相互作用的手段，它與紅外光譜（pǔ）互為補充，可以鑒別特殊的結構特征或特征基團。拉曼位移的（de）大小、強度及拉曼峰形狀是鑒定化學鍵、官能團的重要依據。利用偏振特（tè）性，拉曼光譜還可以作為分子異構體判斷的（de）依據。在無機化合物中金屬（shǔ）離子和配位體間的共價鍵常具有拉曼（màn）活性，由（yóu）此拉曼光譜可（kě）提供有（yǒu）關配位化合物的組成（chéng）、結（jié）構和（hé）穩定性等信息。另外，許多無機化合物具有多（duō）種晶型結構，它們具有不同的（de）拉曼活性，因此（cǐ）用（yòng）拉曼光譜能測定和鑒別紅外光譜無法完成的無機（jī）化合物（wù）的晶型結構。

在催（cuī）化化學（xué）中，拉曼光譜能（néng）夠提供催化劑本身以及表麵上物種（zhǒng）的結構信（xìn）息，還（hái）可以對催化劑製備（bèi）過程進行實時研究。同時，激光拉曼光譜是研究電極/溶液界麵的結構和性能的重要方（fāng）法，能夠在分子水平（píng）上（shàng）深入研究電化學界麵結構、吸附和反應等基礎問題並應用於電催化、腐（fǔ）蝕和電鍍等領域。

2、拉曼光譜在高分子材料中的應用

拉曼（màn）光譜可提供聚合物材料結構方麵的許多重要信息。如分子結構與組成、立（lì）體規整性、結晶與去向（xiàng）、分（fèn）子相（xiàng）互作用，以及表（biǎo）麵和界（jiè）麵的結構等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學純（chún）度。如無規立場試樣或頭-頭，頭-尾結構混雜的樣品，拉曼峰是弱而寬，而高度有序樣品（pǐn）具有強而（ér）尖銳的拉曼峰。研究內容包括：

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

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

(3)晶相（xiàng）與無定形相的表征以及（jí）聚合物結晶過程和結晶度的監測。

(4)動力（lì）學過程研究：伴隨高分（fèn）子反應的動力學過程如聚合、裂解、水解和結晶等。相應（yīng）的拉曼光譜某些特征譜帶會有強度的改變。

(5)高分（fèn）子取向（xiàng）研究：高分子鏈的各向異性必然帶（dài）來對（duì）光散射的各向異性，測量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構型或構象等方麵的重要信息。

(6)聚合物共混（hún）物的相容性以及分子相（xiàng）互作用研究。

(7)複（fù）合材料應力鬆弛和應（yīng）變過程的監測（cè）。

(8)聚合反應過程和聚合物固化過程監控（kòng）。

3、激光（guāng）拉曼光譜儀在材料科學研究中的應用

拉曼光譜在材料科學中是物質結構研究的有力工具，在相組（zǔ）成界麵、晶界等（děng）課題中可以做很多工作。包括：

(1)薄膜（mó）結構材料拉曼（màn）研究（jiū）：拉曼光譜已成CVD(化學氣相沉（chén）積法)製備（bèi）薄（báo）膜的檢測和鑒定手段。拉曼可以研究單、多、微和非晶矽結構以及硼化非晶矽、氫化非晶矽、金剛石、類金（jīn）剛（gāng）石等層狀薄（báo）膜的結構。

(2)超晶格材料研究：可通（tōng）過測量超晶格中的應變層的拉曼頻移計算出應變層的應力（lì），根據拉曼峰的（de）對稱性，知道晶格的完整性。

(3)半導體材料研（yán）究：拉曼（màn）光譜（pǔ）可測出經離子注入後（hòu）的半導體（tǐ）損傷分（fèn）布，可測出半磁半導體的組分，外（wài）延層的質量，外延層混品的組分載（zǎi）流子濃度。

(4)耐高溫（wēn）材（cái）料的相結構拉曼研（yán）究。

(5)全碳分子的拉曼研究。

(6)納米材料的量子尺寸效（xiào）應（yīng）研究。

4、拉曼光（guāng）譜在生物學研究中的應用（yòng）

拉曼光譜是研究生物大分（fèn）子的有力（lì）手段，由於水的（de）拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單，故拉曼光譜可以在接近自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子的結構及（jí）其變化。

生物大（dà）分子（zǐ）的拉（lā）曼光譜可以同時得（dé）到許多寶貴的信息：

(1)蛋白質二級結構：α-螺旋、β-折疊、無規（guī）卷（juàn）曲及β-回轉

(2)蛋白質（zhì）主（zhǔ）鏈構像：酰胺（àn）Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動

(3)蛋白（bái）質側鏈構（gòu）像（xiàng）：苯丙氨酸、酪氨酸、色（sè）氨酸的側（cè）鏈和後二者的構（gòu）像及存在形式隨其微（wēi）環境的變化

(4)對構像變化敏感的羧（suō）基、巰基、S-S、C-S構（gòu）像變化

(5)生物膜的脂肪酸（suān）碳氫鏈旋轉異構現象。

(6)DNA分（fèn）子結（jié）構以及和DNA與其他分子間的作用。

(7)研究脂類和生物膜的相互作用、結構、組分等。

(8)對生物膜（mó）中蛋白質與脂質相（xiàng）互作用（yòng）提供（gòng）重要信息。

5、拉曼光譜在中草藥（yào）研究中的應用

各（gè）種中草藥因所含化（huà）學成分的不同而反映出拉曼（màn）光譜的差異（yì），拉曼光（guāng）譜在（zài）中草藥研究中的應用包括：

(1)中草藥化學成分分析

高效薄（báo）層（céng）色譜(TLC)能（néng）對中草藥進行有效分離但無法獲得各組份化合物的結構信息（xī），而表麵增強拉（lā）曼光譜(SERS)具有峰（fēng）形窄（zhǎi）、靈敏度高、選擇性好的優點，可對中草藥化學成分進行高靈敏度的檢測。利用TLC的分離技術和SERS的指（zhǐ）紋性鑒定結合，是一種在TLC原位分析中（zhōng）草藥成分（fèn）的新方法。

(2)中（zhōng）草藥的無損鑒別

由於拉曼光譜分析，無需破壞樣品，因此（cǐ）能對中草藥樣品進行無損（sǔn）鑒別，這（zhè）對名（míng）貴中中（zhōng）草藥的研究特（tè）別重（chóng）要。

(3)中草（cǎo）藥的穩定性研究

利用拉曼光譜動態跟蹤中草（cǎo）藥的變質過程，這對中草藥的穩定性預測、監控藥材的質量具有直接（jiē）的指導作用。

(4)中藥（yào）的優化

對（duì）於（yú）中草藥及（jí）中（zhōng）成藥和複方這一複雜的混合物體係，不需任何成分分離提取（qǔ）直接與細菌和細胞作用，利用拉曼光（guāng）譜無（wú）損采集（jí）細菌和細胞的光譜圖，觀察細菌和細胞的損（sǔn）傷程度，研（yán）究其藥理作用，並進行中藥材、中（zhōng）成藥和（hé）方劑的優化研究。

6、拉曼光（guāng）譜技術在寶石研究中的應用

拉曼光譜技術已被成功地應用於寶石學研究（jiū）和寶石鑒定領（lǐng）域。拉曼光（guāng）譜技術可以準確地鑒定寶石內部的包裹體，提供寶石的成因及產地信息，並且（qiě）可以有效、快速、無損和準確地鑒定寶（bǎo）石的類別--天然寶石、人工合（hé）成寶石和優化處理寶（bǎo）石。

(1)拉曼光譜在寶石包（bāo）裹體研究中的應用

拉（lā）曼光譜可以用於寶石包裹體化學成分（fèn）的定性（xìng）、定量檢測，利用拉（lā）曼光譜技術研（yán）究礦物內的包裹體（tǐ）特征，可以獲得有關寶石礦物的成因及產地（dì）的信息。

(2)拉曼光譜在寶石鑒定中（zhōng）的應（yīng）用

拉（lā）曼光譜測試的微區可達1-2um，在（zài）寶石鑒定中具有明顯的優勢，能（néng）夠探測寶石極其微小的雜質、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、快速的要求。

以上就是激（jī）光（guāng）拉曼光譜（pǔ）儀的原理（lǐ）你（nǐ）了（le）解嗎的相關（guān）內容，大家有些（xiē）了解了嗎?如（rú）果想要在使用當中，充分發揮設備專有的特點，隻有對產品深（shēn）入了解才能更好的（de）使用此儀器，希望我的介（jiè）紹可以幫您讓你的儀器發揮的功效!