拉曼光谱技术综述（二）

【摘要】本文从拉曼散射道理登程，光谱介绍了拉曼技术的技术特色，以及拉曼技术的综述劣势以及缺少，从激光技术以及纳米技术登程介绍了日后拉曼技术的光谱宽泛发展以及运用。综述了近些年来了曼技术的技术主要的合成技术。波及拉曼光谱技术的综述发展简史，发展现状以及最新钻研妨碍等方面。光谱接拉曼光谱技术综述（一）

五、技术拉曼技术的综述发展   

5.1拉曼光谱技术的发展患上益于如下两种技术的高速发展

激光技术

线性拉曼光谱技术曾经在性命迷信畛域钻研中发挥它的特意以及紧张浸染。高品质的光谱超快激光器还增长了另一个极具前途的外表光谱技术，便是技术合频（SFG）技术的发展，它作为具备特意的综述界面抉择性的非线性光谱方式，曾经在界面以及外表迷信、光谱资料甚至性命畛域钻研中发挥着越来越紧张的技术浸染。

纳米科技

第二个紧张方面便是综述纳米科技的迅猛发展，它使患上基于纳米结构的外表增强拉曼光谱（SERS）以及针尖增强拉曼光谱（TERS）在超高灵便度检测方面取患了长足的普及，增长拉曼光谱成为迄今很少的、可达到单份子检测水平的技术。如今无论是拉曼光谱刊物，仍是拉曼光谱团聚，SERS都是一个最受关注的内容。在近多少届的国内拉曼光谱团聚上，SERS分会都是最大的分会。近多少年，无关SERS的论文数目也呈清晰的回升趋势。SERS以及TERS不光仅在外表迷信钻研畛域，而且在性命迷信畛域将具备很大的发展后劲，由此可觉患上钻研种种紧张的性命迷信系统以及解决根基成果作出贡献。拉曼光谱相干于红外光谱，其劣势之一体往罕用拉曼钻研水溶液中比照不便，而性命迷信的良多钻研每一每一需要的水溶液情景。共振拉曼、外表增强拉曼以及非线性拉曼光谱以及它们的联用将成为性命迷信前沿畛域具备紧张价格的钻研方式，因为21世纪是性命迷信的世纪，我觉患上也是纳米技术以及激光技术的世纪。

5.2合成技术

5.2.1多少种紧张的拉曼光谱合成技术

一、单道检测的拉曼光谱合成技术

二、以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱的检测仪的合成技术

三、接管傅立叶变换技术的FT-Raman光谱合成技术

四、共振拉曼光谱合成技术

五、外表增强拉曼效应合成技术

5.2.2拉曼光谱用于合成的短处以及弱点

【短处】

拉曼光谱的合成方式不需要对于样品妨碍前解决，也不样品的制备历程，防御了一些误差的产生，而且在合成历程中操作啰嗦，测守光阴短，灵便度低等短处。

【缺少】

一、拉曼散射面积

二、区别振动峰重叠以及拉曼散射强度重大受光学系统参数等因素的影响

三、荧光征兆对于傅立叶变换拉曼光谱合成的干扰

四、在妨碍傅立叶变换光谱合成时，常泛起曲线的非线性的成果

五、任何一物资的引入都市对于被测体系统带来某种水平的传染，这即是引入了一些误差的可能性，会对于合成的服从产生未必的影响

六、拉曼光谱技术的运用

激光拉曼光谱法的运用有如下多少种：在有机化学上的运用，在高聚物上的运用，在生物方面上的运用，在外表以及薄膜方面的运用。

【有机化学】拉曼光谱在有机化学方面主若是用作结构判断的伎俩，拉曼位移的巨细、强度及拉曼峰形态是碇化学键、官能团的紧张依据。运用偏振特色，拉曼光谱还可能作为顺反式结构辨此外依据。

【高聚物】拉曼光谱可能提供对于碳链或者环的结构信息。在判断异构体（单休异构、位置异构、多少多异谈判空间立现异构等）的钻研中拉曼光谱可能发挥其特意浸染。电活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的钻研常运用拉曼光谱为工具，在高聚物的工业斲丧方面，如对于受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束份子的审核，以及聚乙烯磨损碎片结晶度的丈量等钻研中都彩了拉曼光谱。

【生物】拉曼光谱是钻研生物大份子的有力伎俩，因为水的拉曼光谱很弱、谱图又很重大，故拉曼光谱可能在挨近人造状态、活性状态下来钻研生物大份子的结构及其变换。拉曼光谱在卵白质二级结构的钻研、DNA以及致癌物份子间的浸染、视紫红质在光循环中的结构变换、动脉软化操作中的钙化聚积以及红细胞膜的等钻研中的运用均有文献报道。

【外表以及薄膜】拉曼光谱在资料的钻研方面，在相组成界面、晶界等课题中可能做良多例作。

最近，对于拉曼光谱在金刚石以及类金刚石薄膜的钻研使掷中的运用，国内外学者的喜爱有增无减。拉曼光谱已经成CVD（化学气相聚积法）制备薄膜的检测以及判断伎俩。此外，LB膜的拉曼光谱钻研、二氧化硅薄膜氮化的拉曼光谱钻研都已经见报道。（尽管拉曼散射很弱，拉曼光谱个别不够灵便，但运用共振或者外表增强拉曼技术就能大大增强拉曼光谱的灵便度。外表增强拉曼光谱学（SERS）已经成为拉曼光谱钻研中活泼的一个畛域。）

七、拉曼光谱技术钻研偏差

7.1外表增强拉曼光谱技术

自1974年Fleischmann等人发现吸附在粗拙化的Ag电极呈现的吡啶份子具备重大的拉曼散射征兆，加之活性载体外表抉择吸附份子对于荧光发射的抑制，使激光拉曼光谱合成的信噪比大大普及，这种外表增强效应被称为外表增强拉曼散射(SERS)。SERS技术是一种新的外表测试技术，可能在份子水平上钻研资料份子的结构信息。

7.2高温拉曼光谱技术

高温激光拉曼技术被用于冶金、玻璃、地质化学、晶体愿望等畛域，用它来钻研固体的高温相变历程，熔体的键合结构等。可是这些测试需在高温下妨碍，必须对于老例拉曼仪妨碍技术刷新。

7.3共振拉曼光谱技术

激光共振拉曼光谱(RRS)产生激光频率与待测份子的某个电子罗致峰挨近或者重适时，这一份子的某个或者多少个特色拉曼谱带强度可达到个别拉曼谱带的104～106倍，并审核到个别拉曼效应中难以泛起的、其强度可与基频比照拟的泛音及组合振动光谱。与个别拉曼光谱比照，共振拉曼光谱灵便充高，散漫外表增强技术，灵便度已经达到单份子检测 。

7.4共焦显微拉曼光谱技术

显微拉曼光谱技术是将拉曼光谱合成技术与显微合成技术散漫起来的一种运用技术。与其余传统技术比照，更易于间接取患上少许有价格信息，共聚焦显微拉曼光谱不光具备老例拉曼光谱的特色，尚有自己的特意劣势。辅以高倍光学显微镜，具备宏不雅、原位、多相态、晃动性好、空间分说率低等特色，可实现逐点扫描，取患上高分说率的三维图像，近多少年共聚焦显微拉曼光谱在肿瘤检测、文物考古、公安法学等畛域有着宽泛的运用。

7.5傅立叶变换拉曼光谱技术

傅立叶变换拉曼光谱是上世纪90年月发展起来的新技术，1987年，Perkin Elmer公司推出第一台近红外激发傅立叶变换拉曼光谱(NIR FT—R)仪，接管傅立叶变换技术对于信号妨碍收集，一再累加来普及信噪比，并用1064妹妹的近红外激光映射样品，大大削弱了荧光布景。日后，Fr—Raman在化学、生物学以及生物医学样品的非破损性结构合成方面呈现出了重大的性命力。

7.6拉曼光谱与光导纤维技术的联用

光导纤维的引入,使拉曼光谱仪用于工业在线合成以及现场遥测合成成为可能。Huy 等运用两个10m长、100μm 直径的光纤,激光波长为514. 5nm ,对于苯/ 庚烷搅浑物妨碍合成,取患上十分好的服从。Benoit 等将光导纤维传感器用于拉曼光谱仪, 使患上液体样品的拉曼信号增强了50 倍。Cooney 等人比照单个光纤与多个光纤运用于拉曼光谱仪的服从,发现多个光纤的运用将改善收集拉曼光的实用性。Cooper 等运用光纤遥控拉曼技偶合成了煤油染料中的二甲苯异构体。近些年来,外洋将1550nm 光纤激光器、EDFA 光纤放大器技术运用于拉曼散射型扩散光纤温度传感器系统,取患了较好的服从。扩散式光纤拉曼光子温度传感器已经成为光纤传感技术以及检测技术的发展趋势。因为它具备特意的功能,因此已经成为工业历程操作中的一种新的检测装置,发展成一个工业被动化丈量网络。

7.7固体光声拉曼技术

光声拉曼技术是经由光声方式来间接探测样品中因相干拉曼历程而存储能量的一种非线性光存储技术。光声拉曼信号正比于固体介质三阶拉曼极化率的虚部,与非共振拉曼极化率无关,因此残缺防御了非共振拉曼散射的影响,而且克制了传统的光学法受瑞利散射,布里渊散射干扰的弱点,具备高灵便度(能探测到10  -6cm -1的拉曼系数) 、高分说率以及根基上不光学布景等短处。在气体、液体样品的检测合成中取患了事实的成果。因为不像相干斯托克斯拉曼历程那样有比照严酷的相位婚主角要求,因此它也很顺运用于钻研固体介质特色。Barrett 等人从事实上合成了气体样品中的光声拉曼光谱技术历程,但与之区别,固体介质的光声拉曼效应是由相干拉曼增益历程产生的全副热能耦合到样品自身的振动模式的热弹历程,对于介质各向同性结构,三阶非线性拉曼极化率张量方式呈现出对于称性,因此,状态要重大良多,运用平行模子以及热弹性事实,导出固体介质样品中光声拉曼信号的剖析式,对于固体中光声拉曼效应的一些特色妨碍合成。

7.8拉曼光谱与其余仪器联用技术

近两年，实现拉曼与此外多种微区合成测试仪器的联用，其中有：拉曼与扫描电镜联用(Raman—SEM)；拉曼与原子力显微镜/近场光学显微镜联用(Raman—AFM/NSOM)；拉曼与红外联用(Raman—iR)；拉曼与激光扫描共聚焦显微镜联用(Raman— CLSM)，这些联用的着眼点是微区的原位检测。经由联用可能取患上更多的信息，并普及坚贞度。

八、结束语

拉曼光谱技术己宽泛运用于医药、文物、宝石判断以及法庭迷信等畛域。对于文物样品的无损合成钻研。使文物的判断、年月的测定及文物的复原以及保存的方式更牢靠坚贞；对于爆炸物、毒品、墨迹等的痕迹无损检测为法庭提供迷信证据的有力伎俩：对于宝石的光谱合成钻研意见各地宝石中的包罗物差同性。并使宝石的分说与评估有了迷信依据。近些年来该技术在细胞以及机关的癌变方面的检测也取患了很大的妨碍，随着合成方式美满以及钻研病例的削减以及对于病变机关差同性的纪律性意见深入。拉曼光谱发展成诊断肿瘤方式的可行性将患上到确认．总之，随着激光技术的发展以及检测装置的改善。拉曼光谱技术在今世工业斲丧以及迷信钻研中势必患上到越来越宽泛的运用。

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