激光拉曼光譜儀的原（yuán）理你了解嗎?

激光拉（lā）曼光譜儀（yí）是一（yī）個集合了激光光譜學、精密機械和（hé）微電子係（xì）統的綜合測量體係。其終結果（guǒ）是（shì）獲得（dé）散（sàn）射介質在（zài）一定方向上（shàng）具有一（yī）定偏振態（tài）的散射光強隨頻（pín）率分（fèn）布（bù）的譜圖。應用主要是對各種固態、液態、氣態（tài）物質（zhì）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（zuò）者在操作之前應（yīng）該要了解一下激光拉曼光譜儀基本（běn）的知識（shí），激光拉曼光譜儀的原理你了解（jiě）嗎?

1、激光拉曼光譜儀基本原（yuán）理（lǐ）

當一束（shù）頻率（lǜ）為（wéi）v0的單色光照射到樣品上（shàng）後，分子可以使入射光（guāng）發生散射。大部分光隻是（shì）改變方向發生散射，而（ér）光的（de）頻率仍與激發光的頻率相同，這（zhè）種散射稱為（wéi）瑞利散射;約占總散射光強度的 10-6～10-10的散射，不（bú）僅改變（biàn）了光的傳播方向，而且散射光的頻率也改變了，不（bú）同於激發光的頻率，稱為拉曼（màn）散射。拉曼散射中頻率減少的稱為斯托克斯散射，頻率增加的散射稱為反斯（sī）托克（kè）斯散射，斯托克（kè）斯散射通（tōng）常要比反斯托克（kè）斯散射強得多，拉曼光譜儀通常測定的大多是斯托克斯散射，也統稱為拉曼散射。

散（sàn）射光與入射光之間的頻率差v稱為拉（lā）曼位（wèi）移，拉曼位移與入（rù）射光頻率（lǜ）無關，它隻與散射分子本身的結構有關（guān）。拉曼散射是由於分子極化率的改變而產生的。拉曼位移取決於分子振動（dòng）能及的變（biàn）化，不（bú）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，因此與之對應的拉曼位移也是特征的。這是（shì）拉（lā）曼光譜可（kě）以作為分子結構定性分析的依據。

二、激光拉曼光譜儀應用

拉曼光譜技術以其信（xìn）息豐（fēng）富，製（zhì）樣簡單（dān），水的幹擾小等獨（dú）特的優點，在化學、材料、物理、高（gāo）分子、生物、醫（yī）藥、地質等領域有廣泛的應用。

1、拉（lā）曼光譜在化（huà）學研究（jiū）中的應用

拉曼光（guāng）譜在有機化學方麵主要是用（yòng）作結構鑒定和分子相互作用（yòng）的手段，它（tā）與紅外光譜互為補充，可以鑒別特殊的結構特征或（huò）特征基團（tuán）。拉曼位（wèi）移的大小、強度及拉曼峰形（xíng）狀是鑒定化（huà）學鍵、官（guān）能團的重要依據。利用偏振特性，拉曼光譜還可以作為（wéi）分子異構體判斷的依據。在無機化合物（wù）中金屬離（lí）子和（hé）配位體（tǐ）間的共價鍵常具有拉曼活性，由（yóu）此拉曼光譜可（kě）提供有關配位化合物的組成、結（jié）構（gòu）和穩定（dìng）性（xìng）等信息（xī）。另外，許多無機化合物具有多種晶型（xíng）結構，它們具有不同的拉曼活性，因此用拉曼光譜（pǔ）能測定和鑒別紅外光（guāng）譜（pǔ）無法完成的無機（jī）化合物（wù）的晶型結構。

在催化化學中，拉曼光譜能夠提供催化劑本（běn）身以及表麵上物種的（de）結（jié）構信息（xī），還可以對催化劑製備過程（chéng）進行實時研究。同時，激光拉曼光譜是研究電極/溶液界麵的（de）結構和性能的重（chóng）要方（fāng）法，能夠在分子水平上深入研究電化（huà）學界麵（miàn）結構（gòu）、吸附和反應等（děng）基礎問題並應用（yòng）於電催化（huà）、腐蝕和電（diàn）鍍等領域。

2、拉（lā）曼光譜在高分子材料中的應用

拉曼（màn）光譜可提（tí）供聚合物材料結構方麵的（de）許多重要信息（xī）。如分子結構與組成、立體規整性、結晶與去向、分子相互作用，以（yǐ）及表麵和界麵的結構等。從（cóng）拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學純度。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，而高度有序樣品具有強而尖銳的拉曼峰。研究內容包括：

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

(2)組（zǔ）分定量分（fèn）析：拉曼散射強度與高分子的濃（nóng）度成線性關（guān）係（xì），給高分子組分含（hán）量分析帶來（lái）方便。

(3)晶相（xiàng）與無定形（xíng）相的表征以及聚合（hé）物結晶過程和（hé）結晶度的監測。

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

(5)高分子取向研究：高分（fèn）子鏈的各向異性（xìng）必然帶來對光（guāng）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（huò）構象等方麵的重要信息。

(6)聚合（hé）物共（gòng）混物的相容（róng）性以及（jí）分子相互作用研究。

(7)複合材料應力鬆弛和（hé）應變過程的監測。

(8)聚合反應過程和（hé）聚（jù）合物固化過程監控。

3、激光拉曼光譜儀在材（cái）料科學研究中的應（yīng）用

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

(1)薄膜結構材料拉曼研究（jiū）：拉曼光譜已成CVD(化學氣相沉積法)製備薄膜的檢測和鑒（jiàn）定手段。拉（lā）曼可以研究單、多、微和非晶（jīng）矽結構以及硼化（huà）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層（céng）的拉曼頻移計算出（chū）應變層的應力，根據拉曼峰的對稱性，知道晶格的完整（zhěng）性。

(3)半導體材料（liào）研究：拉曼光譜可測出經離（lí）子注入後的半導體損傷分布，可測出半磁半導體的組分，外延層的質量，外（wài）延層混品（pǐn）的組分載流子（zǐ）濃度。

(4)耐高溫材料的相結構拉曼研究。

(5)全碳分子的（de）拉曼研究。

(6)納米材料的量子尺寸效應研究。

4、拉曼光（guāng）譜在生物學研究中的應用

拉曼光譜是研究生物大分子的有力手（shǒu）段，由於水的拉曼光譜很（hěn）弱、譜圖又很簡單，故拉曼光譜可（kě）以在接（jiē）近自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子的（de）結構及其變化。

生物大分子（zǐ）的拉曼光譜可以同時得（dé）到（dào）許多寶貴的信息：

(1)蛋白質二級結構：α-螺旋、β-折（shé）疊、無規卷曲及（jí）β-回轉

(2)蛋白質主鏈（liàn）構像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動

(3)蛋白質側鏈（liàn）構像：苯丙氨酸、酪氨（ān）酸、色氨酸的側鏈和後二（èr）者（zhě）的構像及存（cún）在（zài）形式隨其（qí）微環境的變化（huà）

(4)對構像（xiàng）變化敏感的羧基、巰基、S-S、C-S構像變化（huà）

(5)生物膜的（de）脂肪（fáng）酸碳氫鏈旋轉異構（gòu）現象。

(6)DNA分子結構以及和（hé）DNA與其他分子間（jiān）的作用。

(7)研究脂類和生物膜的相互作用、結（jié）構、組分等。

(8)對生物膜中蛋白質（zhì）與脂質相互作用提（tí）供重要信息。

5、拉曼光（guāng）譜在中草藥研究中的應用

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

(1)中草藥化學成分分析

高效（xiào）薄層（céng）色（sè）譜(TLC)能對中草藥進行（háng）有效分離但無法獲得（dé）各組份化合物的結構信息（xī），而表麵增強拉曼光譜(SERS)具有峰形（xíng）窄、靈敏（mǐn）度高、選擇性好的優點，可對中草（cǎo）藥化學（xué）成分進行高靈敏度（dù）的檢測。利用TLC的分離技術和SERS的指紋性鑒定結合，是一種在TLC原位分析中草藥成分的（de）新方法。

(2)中草藥的無損鑒（jiàn）別

由於拉曼光譜分析，無需破壞（huài）樣品，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別重要。

(3)中草藥的穩定性研究

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

(4)中藥（yào）的優化

對於中草藥及中（zhōng）成藥（yào）和複方（fāng）這一（yī）複雜的混合物（wù）體係，不（bú）需任何（hé）成（chéng）分分離提取直接與細菌和細（xì）胞作用，利用拉（lā）曼光譜無損采（cǎi）集細菌和（hé）細胞的光譜圖，觀察細菌和細胞的損傷程度，研究其藥理作用，並進行中（zhōng）藥材、中成藥和（hé）方劑的優化研究。

6、拉曼光譜技術在（zài）寶（bǎo）石研（yán）究中的應用

拉曼光譜技術已被成功地應用於（yú）寶石學研究和寶石（shí）鑒（jiàn）定領域。拉曼（màn）光譜技術可以準確地鑒定寶石（shí）內（nèi）部（bù）的包裹體，提供寶石的（de）成因及產地信息，並且可以有效、快速、無損和（hé）準確地鑒定寶石的類別（bié）--天然（rán）寶石、人工（gōng）合成寶石和（hé）優化處理寶石。

(1)拉曼光譜在寶石包（bāo）裹體研究中的應用

拉曼光譜可以用於寶石包裹體化學（xué）成分的定性、定量檢測，利用拉曼光譜技（jì）術研究礦物內的包裹（guǒ）體特征，可以獲得有關寶石礦物的成因及產地的信息。

(2)拉曼光譜在（zài）寶石鑒（jiàn）定中的應用

拉曼光譜測試的微區可（kě）達1-2um，在寶（bǎo）石鑒定中具有明顯的優勢，能夠探測寶石極其微小的雜質、顯微內（nèi）含（hán）物和人工摻雜物（wù），且能滿足（zú）寶石鑒定所必須的無損、快速的（de）要求。

以上就是激光（guāng）拉曼光譜儀的原理你了（le）解嗎的相關內容（róng），大家有些了（le）解了嗎?如果想要在（zài）使用當中，充分（fèn）發揮設備（bèi）專有的特點，隻有對產品深入了解才能更好的使用此儀（yí）器，希望我的介紹可以幫您讓你的儀器發揮的功效!