激光共聚焦显微拉曼光谱仪使用心得
NQI研发中心 徐婧婧
拉曼散射效应是印度物理学家拉曼在1928年首次发现的，随后在法国和苏联也被观察到。拉曼散射是当光通过透明介质时，由于入射光与分子运动相互作用而引起频率的变化。在透明介质的散射光谱中，频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射；频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱。拉曼散射光频率与入射光频率之差（即拉曼位移）反映了分子振动和转动能级的情况，并且激发光频率对此没有影响，此外在一定条件或状态下不同的物质分子具有独一无二的分子结构，因此拉曼效应可用于鉴别物质。此外，拉曼信号强度正比于分子振动与转动强度，因此也可用作定量分析。如今，拉曼光谱早已是一项成熟的非接触式无损检测技术，并在食品检测、环境监测、珠宝文物鉴定等领域有着广泛的应用。
在拉曼光谱测量仪中显微共聚焦激光拉曼光谱仪以其极高的灵敏度成为现代研究工作中一种先进测试手段，其具有对样品无损伤、无需样品制备、分析速度快、信息精确、高灵敏度、高分辨率、高重复性等诸多优点，非常适合各种物质的快速测定和分析，在众多研究领域的材料结构分析中是不可替代的设备。
显微共聚焦激光拉曼光谱仪的检测原理为：激光器发出的激光光束通过激光光路传递到显微镜，通过显微镜聚焦到被测样品，激发出频率发生改变的非弹性拉曼散射信号，经过信号光路，并光栅进行分光，然后采用高效光信号采集及处理系统获得全光谱范围内的拉曼散射信号，研究分子的振动能级，从而反应物质的结构信息。还可对选定区域进行点、线、面扫描，从而确定不同物质的成分分布状况。激光共聚焦显微拉曼光谱仪目前的生产厂商主要以进口厂家为主，主要有HORIBA Scentific、Renishaw、Thermofisher等厂家。
不过高精度的拉曼光谱仪特别是激光共聚焦显微拉曼光谱仪价格昂贵，为了能够更好的发挥拉曼光谱仪的使用价值，使用时要格外注意操作规范并且在闲置时要对其进行合理的保养。主要注意以下几点：1.为防止仪器受潮而影响使用寿命，拉曼仪器所在实验室应经常保持干燥，即使仪器不用，也应每周开机至少两次，每次半天，同时开除湿机除湿。特别是霉雨季节，最好是能每天开除湿机。2.实验室里的CO2浓度会对仪器寿命造成很大影响，因此实验室里的人数应尽量少，无关人员最好不要进入，还要注意适当通风换气。3. 为减少化学试剂对测定的影响，用于拉曼光谱分析仪的化学试剂应为光学试剂级，至少也要分析纯级。如发现化学试剂出现结块的现象，则应重新加热干燥。4.实验完毕后需要定期对机身进行保养，主要注意清除大颗粒灰尘、清洁镜头、机身。清洁过程中一定要注意使用合适的力道，太轻可能会导致清理不干净，太重又可能不慎损坏机身。
以下是实验过程中利用激光共聚焦显微拉曼光谱仪测试的一些数据：
图1不同激光强度下4-巯基苯甲酸的拉曼光谱图
图2尼尔蓝与4-巯基苯甲酸的双标记纳米粒子拉曼光谱图
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