便携式共聚焦拉曼仪

经过必达泰克公司技术人员的不懈努力，现正式推出BWS435共聚焦显微拉曼光谱仪系统。该产品采用了新一代背照式CCD致冷光谱仪，独特的光路设计，使光通量大大的加强，具有最佳的信噪比和分辨率。同时配备了高性能的显微镜，可以分析物质微区环境的拉曼光谱信号。该系统的光谱范围是65cm-1到3100cm-1，分辨率可达3cm-1，激光器波长532和785nm可选，并且激光功率可调。该显微拉曼光谱仪性能优异，性价比高，操作方便，是拉曼光谱检测的理想选择。 美国必达泰克公司一直致力于微型光纤光谱仪和激光器的研发生产。由于在激光器和光谱仪这两个拉曼光谱仪的重要组成部分上都有丰富的研发经验，美国必达泰克公司(B&W TEK INC.)的便携式拉曼光谱仪在同类产品中性能一直处于领先地位。随着研发的深入，必达泰克公司还将推出性能更优异的的拉曼光谱仪以及更多的相关附件，从而满足各种不同应用场合的需要，为拉曼研究应用发展提供更好的平台。

2016年9月26-28日，WITec在德国乌尔姆市举办了第13届共聚焦拉曼成像研讨会，WITec CEO Joachim Koenen博士称这是近年来最具信息互动性的研讨会之一。据悉，这家德国显微镜厂家每年都会邀请各个领域的专家学者来参加这个国际性研讨会，旨在分享拉曼显微镜的相关创意及最新研究进展。　　今年共有78位科学工作者出席会议，研讨主题非常广泛，包括生命科学、药剂学及新型材料研究等多个领域。【生物、医学、药学领域】　　共聚焦拉曼成像，可以鉴定样品分子，并对它们的区域分布进行三维成像。鉴于其优势，目前该技术已经得到生物、医学和药学研究领域用户的认可，这点在此次会议上也得到了很好的体现：不仅有5个口头讲座涉及相关主题，而且几乎一半的墙报都来自这些领域。　　其中来自Bochum(德国)Ruhr大学的Tatjana Lechtonen的一张药学领域的墙报赢得了今年的WITec最佳墙报奖，她利用拉曼成像对抗癌药物进行分析，墙报描述了细胞反应以及癌细胞对Erlotinib和Neratinib的抵制。Tatjana Lechtonen总结到，拉曼成像技术在用于新型抗癌药物评估的体外分析方法上展现了巨大的潜能。　　来自美国New Brunswick的百时美施贵宝制药公司的潘多海(音译)博士说，拉曼显微镜在药学研究领域是一个相当新且正在逐步发展的分析方法。然而，在他们公司，拉曼显微镜已经应用于临床毒理学研究和新药物制剂的研发。通过拉曼显微镜，潘博士获得了影响最终产品稳定性和溶解性的结晶与沉淀特征。此外，多晶型的鉴定起到了相当重要的作用，因为尽管多晶型物的化学成分相同，它们在人体内的作用也是不一样的。此外，潘博士还通过拉曼显微镜对不同的样品如乳液、粉末以及整个药片进行了研究。　　来自波兰雅盖隆大学的Malgorzata Baranska教授，在她的演讲中提到了她在血管疾病例如动脉硬化方面的研究。Baranska教授对拉曼、原子力和近场光学显微镜的联用非常感兴趣，她和她的同事们主要使用内皮细胞模型培养物以及肝脏和组织样本，通过拉曼显微镜分析细胞过程中压力和药物引起的变化，通过近场显微镜研究纳米范围内的活细胞，然后将这些结果与更多现有的组织学方法作比对分析。　　来自德国耶拿光子技术研究所的Christian Matthaeus博士同样致力于动脉硬化研究。他的报告是有关巨噬细胞方面的研究，巨噬细胞会吸收和储存脂肪，从而导致动脉硬化斑块形成。Matthaeus博士用拉曼显微镜分析巨噬细胞中的脂肪酸和脂类转运蛋白，通过对斑块组成成分的分析，Matthaeus博士可以对斑块导致血栓、中风和突发心脏病的风险进行筛分。【材料科学】　　当今共聚焦拉曼显微镜在材料科学领域起到了重要作用，尤其是在新材料或改性材料的研发方面。而本次会议材料版块的口头报告与墙报内容也非常丰富，包括建筑水泥材料和原子厚度的二维层状材料等。　　长久以来水泥一直是世界上所有建筑材料中最重要的组成部分。水泥生产过程伴随着庞大的资源消耗和大量的二氧化碳生成。另外，水泥建筑物拆除时也会产生大量废弃物。来自德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的Biliana Gasharova博士正在寻求一种生态友好型的高效水泥产品。她研究了改良的生产条件，例如压力或水热条件对水泥形成阶段的效果以及特征。她通过共聚焦拉曼成像技术对水泥形成阶段进行成像和化学鉴定，这样就可以区分晶体结构和多晶区域，从而帮助完善生产流程。　　来自爱尔兰都柏林三一学院的Georg Duesberg教授和他的研究团队则研究了与水泥完全不同的材料。他们主要研究了在太阳能电池、晶体管和电子元器件等方面具有巨大潜在应用前景的新型二维材料，例如石墨烯、MoS2、WS2及PtSe2等二维层状材料。Duesberg教授和他的团队对如何获得可应用于实际的二维材料生长工艺非常感兴趣，因此，获取原子层数、原子层内在缺陷和所产生材料的导电性信息就显得尤为重要。除了原子力显微镜、X射线光电子光谱仪及透射电子显微镜这些显微技术，拉曼显微镜也是Duesberg博士和他的团队的主要表征技术，而且这一技术非常有助于他们的研究分析，他们对低波数范围拉曼信息的材料表征尤其感兴趣。　　二维层状材料是目前全球热门的主题，这一点在来自法国著名的格勒诺布尔大学Néel/CNRS学院的Nedjam Bendiab教授和巴西Belo Horizonte大学的Marcos Pimenta教授的演讲中也得以体现。Bendiab教授主要研究碳纳米材料石墨烯的应变、机械共振和电荷及能量跃迁。Pimenta教授则主要结合拉曼光谱的结果和理论模拟结果来研究不同二维层状材料的原子结构。俄罗斯乌拉尔联邦大学Vladimir Shur教授则概述了共聚焦拉曼显微镜在其他领域的应用。【其他领域】　　为了协助研讨会不同专业领域参会人员的演讲，德国杜伊斯堡-埃森大学Schluecker教授回顾了有关拉曼光谱物理原理的基础知识。同时本身具备理论背景的Schluecker博士也从理论的角度解释了共振拉曼光谱和表面增强拉曼光谱(SERS)等特殊拉曼技术。　　此外，奥地利维也纳科技大学的Johannes Ofner博士介绍了如何高效地分析高光谱图像产生的大数据集。高光谱图像包含来自不同显微技术如电子显微镜、质谱以及拉曼显微镜的信息，Ofner博士采用了滤波器和算法一起评估图像，而不是仅仅分析每个图像本身，有助于结果的演绎。【会议评价】　　来自新加坡A*STAR材料研究和工程学院(IMRE)的Gomathy Sandhya Subramanian说：“共聚焦拉曼成像研讨会的独特之处是，你可以同时遇见同领域的专家和仪器设备专家，你可以从他们那里学到很多如何利用拉曼显微镜研究自己样品的技巧与方法。”　　来自奥地利维也纳科技大学的Johannes Ofner强调：“在科学和社会研究项目上，你非常容易就能联系上研究领域的专家及WITec技术团队，因此这里是一个互相交换知识和经验的理想平台”参会人员集体照 　　第14届共聚焦拉曼成像研讨会将于2017年9月25-27日在德国Ulm举行。

电镜-拉曼联用技术除了在二维材料中有着得天独厚的应用优势，在拉曼共聚焦三维分析中的应用也十分广泛。TESCAN电镜-拉曼一体化系统（RISE显微镜）配备了独有的共聚焦功能，共聚焦不仅仅是可以减少背底，提高拉曼谱图质量及拉曼分布图的空间分辨率，还可以针对不同试样做很多新的拓展分析工作。透明试样分析通常，SEM只能观察到非常表面的信息，而EDS一般也只能分析到表面以下一两微米左右的元素信息，再深层的位置只能靠FIB切开制样或者其他手段了。但是对于透明膜层来说，只要对激光透明，拉曼光谱可以分析到非常深处的信息。如果试样具有多层膜并且都是透明的话，可以利用拉曼的共聚焦功能，通过移动物镜的上下位置进行逐层的分析，从而得到在不同深度位置所对应的拉曼光谱，进而对试样进行全面三维分析。如下图，通过在Z方向进行逐层扫描，获得了不同膜层的拉曼光谱。TESCAN RISE显微镜在深度上的共聚焦分辨率优于1um。而对于传统的电镜，只能分析到最外层膜层的成分信息。在Z方向进行逐层扫描，得到样品截面的光镜图（左）和拉曼光谱图（右）三维立体扫描除了针对透明材料的分析，TESCAN RISE显微镜还可以利用共聚焦进行三维立体扫描。众所周知，普通的拉曼光谱仪是通过光学物镜进行信号采集的，而光学物镜的景深远小于电镜，所以对于表面不是很平整的试样，拉曼光谱无法得到大景深的图像，因此无法定位分析位置。此外，非共焦拉曼在对样品进行面扫描时会掺杂非焦面的信息，无法消除背底信息的干扰，分析的灵敏度和空间分辨度均有大幅下降。而针对此种情况，可以利用TESCAN RISE显微镜的共聚焦立体三维扫描功能，从试样的顶部到底部，逐步改变焦距，进行一层一层的面扫描。这样就可以保证选择区域的每个测试点都可以落在焦面上，不掺杂非焦面的任何信息。最后把平面的拉曼图像转换为空间立体的三维示意图，不但可以得到平面的拉曼特征光谱的分布信息，还得到了试样的三维立体形貌信息。如下图，试样为在空间交叉错落有致的纤维，焦距相差较大，进行三维立体扫描后获得了立体的拉曼图像。纤维试样，SEM图像TESCAN RISE显微镜对试样进行三维立体扫描纤维试样的三维立体扫描结果非透明样品的拉曼三维重构前面所述的共聚焦立体扫描只能对透明试样的内部进行三维立体分析，如果试样表面对激光的吸收很强而不透明，那共聚焦扫描就不能对试样内部结构进行拉曼成像，这就影响了其应用领域。但是TESCAN RISE显微镜不仅仅是基于常规的钨灯丝和场发射扫描电镜平台，同样可以完美的加载于SEM-FIB双束电镜平台上。我们知道，双束电镜可以利用Ga+或Xe+的离子束对试样进行加工，将试样的内部暴露出来。然后即可对加工出的内部表面进行形貌观察、元素分析，以及拉曼光谱分析。每切出一个表面，便可进行拉曼面分析，然后离子束再切出一个表面，再进行拉曼面分析。如此，就可以得到一系列的SEM图像，EDS mapping数据以及拉曼面分布图，最后三维重构成立体示意图。样品截面FIB加工的示意图样品截面的拉曼面分布图由二维分析转向三维分析是测试表征的重要趋势，加载在双束上的RISE显微镜也突破了传统拉曼光谱受试样透明度影响的限制，为拉曼光谱的三维分析开辟了全新的途径。聚苯乙烯粒子镀膜的拉曼三维重构关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno，是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司，有超过60年的电子显微镜研发和制造历史，是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者，也是行业领域的技术领导者。更多拉曼-电镜联用技术应用案例，请关注“TESCAN公司”微信公众号查看：无机材料分析应用篇碳材料分析应用篇有机材料分析应用篇二维材料分析应用篇