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一、概述金刚石是一种极具硬度和热导率的材料，因其在各种工业和科学领域具有重要的应用价值。
金刚石膜的制备方法中，微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术因其制备速度快、成本低、质量稳定等优势，被广泛应用于金刚石膜的制备中。
拉曼光谱学作为一种非破坏性的表征手段，对金刚石膜的结构和性质具有重要的研究价值。
本文将就MPCVD金刚石膜的拉曼光谱学进行探讨。
二、MPCVD金刚石膜的制备1. MPCVD技术的基本原理MPCVD是一种利用微波等离子体在化学气相沉积过程中产生的活性碳原子来沉积金刚石薄膜的技术。
其基本原理是利用微波的电磁场激发离子体，使之发生电离和激发状态转变，从而产生活性碳原子。
这些活性碳原子在沉积表面上发生化学反应，生成金刚石薄膜。
2. MPCVD金刚石膜的制备步骤制备MPCVD金刚石膜包括基板表面的清洁、金刚石种子层的沉积、金刚石膜的沉积等步骤。
其中金刚石种子层的沉积是制备金刚石薄膜的关键步骤。
三、拉曼光谱学在金刚石膜研究中的应用1. 拉曼光谱的基本原理拉曼光谱是一种通过材料与激发光产生的散射光的频率差来研究物质结构和性质的方法。
在拉曼光谱中，激发光与样品分子发生相互作用后，会产生散射光。
散射光中比入射光频率低的被称为斯托克斯线，而比入射光频率高的被称为反斯托克斯线。
2. 拉曼光谱在金刚石膜研究中的应用拉曼光谱学在金刚石膜研究中，主要用于分析金刚石薄膜的晶体结构、内应力、非晶含量和氢杂质等。
通过观察拉曼光谱峰的强度、位置和形状变化，可以对金刚石薄膜的质量和结构特征进行表征。
四、MPCVD金刚石膜的拉曼光谱学研究现状目前国内外已有大量学者对MPCVD金刚石膜的拉曼光谱学进行了深入研究。
根据文献报道，MPCVD金刚石膜的拉曼光谱主要包括特征拉曼峰、线宽和位置等参数的研究。
五、MPCVD金刚石膜的拉曼光谱学研究存在的问题和挑战1. 样品表面形貌不均匀由于MPCVD金刚石膜在制备过程中容易出现表面粗糙和颗粒堆积等问题，导致样品表面形貌不均匀，进而影响了拉曼光谱的测试结果。
2023年手持式拉曼光谱仪行业市场分析现状手持式拉曼光谱仪是近年来光谱仪器领域的一种新兴产品。
它的出现为实时、无损、迅速、非接触的物质分析提供了方便快捷的手段，因此在军事、安全检测、生命科学、环境监测、制药等领域得到了广泛的应用。
目前，手持式拉曼光谱仪市场正处于快速发展阶段，具有以下几个主要特点：首先，市场规模不断扩大。
随着科技进步和市场需求的增长，手持式拉曼光谱仪市场规模呈现出逐年增长的趋势。
由于其具有体积小、重量轻、便携性好的特点，使得它可以在户外和实地环境下进行快速、高效的光谱分析，因此受到用户的广泛青睐。
根据市场调研数据显示，全球手持式拉曼光谱仪市场规模从2016年的2.85亿美元增长到2022年的4.78亿美元，年复合增长率达到7.2%。
其次，技术创新不断推动市场发展。
手持式拉曼光谱仪的市场发展离不开技术的不断创新。
随着激光技术、光谱技术和仪器制造技术的不断进步，手持式拉曼光谱仪的性能不断提升，使其在精度、灵敏度和分析速度等方面得到极大的改善。
同时，随着人工智能和大数据技术的应用，手持式拉曼光谱仪可以实现更智能化的分析和数据处理，为用户提供更加准确、可靠的分析结果。
另外，市场竞争激烈。
手持式拉曼光谱仪市场竞争激烈，主要有欧美、亚洲和其他地区的仪器制造商参与竞争。
欧美市场以其较高的技术水平和较高的产品质量占据市场主导地位，但亚洲市场的竞争者不断涌现，技术实力逐渐增强。
此外，手持式拉曼光谱仪的价格也是市场竞争的重要因素之一，不同品牌和规格的产品价格差异较大，用户在选择时常常根据自身需求和预算来进行综合考虑。
最后，市场应用领域广泛。
手持式拉曼光谱仪可以用于许多领域的物质分析，包括矿物学、材料科学、生物医学、食品安全、环境监测等。
在矿物学领域，手持式拉曼光谱仪可以用于实地快速鉴定矿石和岩石的组成；在材料科学中，手持式拉曼光谱仪可以用于纳米材料的表征和检测；在生物医学中，手持式拉曼光谱仪可以用于药物分析和疾病诊断等。
表面增强拉曼光谱技术研究及其应用近年来，表面增强拉曼光谱技术（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy，SERS）作为一种非常有效的表征方法，被广泛应用在许多领域中。
本文旨在介绍SERS技术的研究现状、发展趋势和应用前景。
一、SERS技术发展现状SERS是拉曼散射(Raman scattering，RS)理论与化学增强效应（Chemical Enhancement Effect）的相互作用，所谓增强效应是指当分子接触到金属或者金属纳米颗粒表面之后，其表面电子的振荡会与分子的振动模式相互耦合，从而使得拉曼信号强度增强了数百倍。
近年来，不断有学者在SERS基础理论研究方面持续发掘，其中包括表面等离子体效应、表面局域化电等效应、表面声子极化效应等等。
在SERS技术的应用上，SERS的发展离不开现代纳米技术的发展与突破，现在已经可以合成出各种形状、大小和组成的金属纳米颗粒，例如为SERS提供高灵敏度的银、金纳米颗粒。
与此同时，SERS也有着丰富的应用场景，如医疗诊断、环境污染监测、食品安全等。
二、SERS在医疗诊断中的应用SERS技术在医学领域得到了广泛应用，特别是在分析人体流体样本方面展现出巨大潜力，如分析血清、口腔分泌物、尿等。
血清是一种重要的生物样本，血清中存在着大量复杂混杂的小分子成分，如脂质、代谢产物等等，因此快速而准确地判断血清样本的种类和性质是一个迫切需要解决的问题。
利用SERS技术，可以通过聚集的金属纳米颗粒的占据作用，从混合的血清中筛选出不同成分的分子。
比如Adamczyk等人使用SERS技术分析了血清中的藻血蛋白和网膜素，取得了不错的结果。
三、SERS在环境污染监测中的应用SERS技术在环境污染监测中具有显著的优越性。
传统的检测方法在检测环境中的有毒化学物质时会受到环境干扰、样品类型、检测费用等等许多限制，而SERS技术可以通过减少杂质对检测的干扰来解决这些问题。
2023年激光拉曼光谱仪行业市场规模分析激光拉曼光谱仪行业市场规模分析激光拉曼光谱仪是一种基于拉曼散射技术的光谱技术仪器，其应用范围非常广泛，包括但不限于生命科学、材料科学、环境分析、食品检测、药学研究等领域。
随着科技水平的不断提升和市场需求的不断增加，激光拉曼光谱仪行业市场规模也逐渐扩大。
一、市场规模状况据市场研究机构的调查数据显示，全球激光拉曼光谱仪市场规模正呈快速增长趋势。
据预测，到2026年，全球激光拉曼光谱仪市场规模将达到6.9亿美元。
亚太地区是目前激光拉曼光谱仪市场规模最大的地区，其市场占有率约为30%。
二、市场发展趋势1、技术不断进步随着科技进步和应用需求的不断提高，激光拉曼光谱仪的相关技术也在不断发展。
比如，随着激光技术的发展和成本的降低，激光拉曼光谱仪的灵敏度和分辨率不断提高，应用场景也越来越广泛。
2、需求多元化激光拉曼光谱仪在生命科学、医药研究和环境监测等领域的应用需求日益增加，同时，食品安全、材料分析和石油化工等领域对激光拉曼光谱仪的需求也在不断提高，市场应用领域越来越多元化。
3、市场竞争激烈随着市场规模不断扩大，激光拉曼光谱仪市场竞争越来越激烈，国内外的众多企业都在积极研发和推广激光拉曼光谱仪。
从市场分布情况看，行业前三位的厂商分别为美国Thermo Fisher Scientific、英国Renishaw、加拿大Horiba Scientific，占据了市场份额的大部分。
三、市场机遇1、政策支持近年来，政府对于科学技术研究和发展的支持力度不断加大，这为激光拉曼光谱仪行业的发展提供了有力保障。
比如，国家设立了一系列创新型科研项目，加快科技创新，不断提升我国科技水平，并为激光拉曼光谱仪行业发展提供了政策支持。
2、国内市场需求扩大我国生命科学、医药研究和环境监测等方面的发展迅速，为激光拉曼光谱仪行业提供更广阔的应用空间。
随着生活水平的提高和消费需求的不断增加，食品安全、材料分析和石油化工等领域对激光拉曼光谱仪的需求也将不断扩大。
表面增强拉曼光谱国内外研究现状表面增强拉曼光谱是一种强大的分析技术，已经在化学、生物、材料等研究领域得到广泛应用。
本文将从国内外的研究现状入手，对表面增强拉曼光谱的原理、技术、应用以及未来发展进行探讨。
一、表面增强拉曼光谱的原理表面增强拉曼光谱是一种将拉曼光谱与纳米结构表面相互作用的技术，通过这种相互作用可提高样品的灵敏度，增强信号。
其基本原理是通过表面增强效应使拉曼散射信号增强。
这种效应通常是通过表面等离激元激发的电磁场增强相对靠近金属表面的拉曼信号。
拉曼信号强度的增加有助于检测限低至单个分子的样品。
表面增强效应也可以通过局部电场增强的方式来实现。
纳米结构表面可以增强特定的分子振动模式的拉曼信号，从而提高分析灵敏度。
这种原理在生物医学和纳米材料研究中得到了广泛应用。
国内外研究机构在此方面开展了大量实验研究，不断完善和拓展表面增强拉曼光谱的理论基础和实验方法。
二、表面增强拉曼光谱的技术表面增强拉曼光谱的技术手段主要包括SERS（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy）、TERS（Tip-Enhanced Raman Spectroscopy）等。
SERS技术是利用基底表面或纳米结构表面的等离子体激元共振来增强拉曼散射信号的技术。
而TERS技术则是在扫描探针显微镜（STM）或原子力显微镜（AFM）的探测尖端上，通过局部电场增强来实现拉曼光谱的增强。
SERS技术是表面增强拉曼光谱应用最为广泛的技术之一。
其原理简单，易于实施，已在生化分析、环境监测、材料科学等领域取得了重要成果。
而TERS技术则是近年来兴起的新兴技术，其分辨率和灵敏度较高，可以实现对纳米尺度物质的高分辨拉曼光谱分析。
该技术在纳米材料的研究中具有重要意义。
国内外的研究机构在这两方面技术上积极探索，在提高技术灵敏度、减小表面效应的不均匀性等方面做了大量工作。
三、表面增强拉曼光谱的应用表面增强拉曼光谱的应用非常广泛，涉及到生物化学、材料科学、环境监测等多个领域。
表面增强拉曼光谱用于农药残留检测的研究进展摘要表面增强拉曼光谱技术(SERS)是一种灵敏度很高的光谱技术, 在农药残留检测方面应用越来越广泛，近些年的相关研究也逐渐曾多。
本文介绍了表面增强原理, 从在农药残留检测的现状、SERS检测农药残留的一些研究进展，总结与展望三个方面综述了近两年的农药残留 SERS 检测的研究进展, 展望了 SERS 在农药残留检测方面的应用前景。
关键词：表面增强拉曼光谱农药残留检测定量分析定性判别无损检测1 农药残留检测的现状1.1 前言农药残留（Pesticide residues），是在农业生产中施用农药后一部分农药直接或间接残存于谷物、蔬菜、果品、畜产品、水产品以及土壤和水体中的现象。
随着人们营养健康观念的增强，新鲜的果蔬成了人们餐桌上必不可少的食物。
然而农药残留危害触目惊心。
因此，发展快速、准确检测食品中农药残留已成为研究的热点。
目前为止，食品中农药残留的常见检测方法有气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、色谱-质谱联用技术、酶抑制法、酶联免疫分析法（ELISA）。
尽管传统的方法具有灵敏度高，稳定性好等优点，但一般都需要复杂的前处理和富集浓缩过程，存在耗时长，专业性强，成本高等不足之处，难以及时迅速的反应食品的安全状况，不适合进行大量样品的筛选。
拉曼光谱是对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动和转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。
不同农药的分子结构不同，拉曼光谱振动谱也会不同。
但是由于检测限太低，不能满足农药残留检测的要求。
而随着发现纳米量级的颗粒作为基底可以显著的增强拉曼光谱信号，增强倍数可以达到10个数量级[1]，使其可以甚至进行单分子水平的检测。
表面增强拉曼光谱的研究开始成为热点，在农药残留检测方面的应用的研究逐年增多，因此适时的了解这方面的研究进展和存在的不足，可以对往后的研究有指导作用。
1.2 表面增强拉曼光谱表面增强拉曼光谱的增强原理还没有十分的确定，有待进一步研究，但是其有着其他检测方法不可比拟的优点，不仅可以对农药残留的种类进行定性分析，还可以通过外标法、标准加入法和内标法等分析方法进行农药残留的定量检测。
2024年拉曼光谱仪市场分析现状引言拉曼光谱仪是一种用于分析物质的仪器，利用拉曼散射现象对样品进行光谱分析。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大，拉曼光谱仪市场正呈现出良好的增长势头。
本文将对拉曼光谱仪市场的现状进行分析，并探讨其发展趋势。
市场规模拉曼光谱仪市场在过去几年取得了快速的增长。
据市场研究报告，2019年全球拉曼光谱仪市场规模达到了约1.5亿美元，预计到2025年将增长至约2.3亿美元。
这一增长受益于各个行业对高精度和高灵敏度分析技术的需求增加。
应用领域拉曼光谱仪在许多领域都有广泛的应用。
其中，化学与生物领域是拉曼光谱仪市场的主要驱动力之一。
拉曼光谱仪可以用于化学物质的分析与鉴定，例如有机物质的结构鉴定、无机物质的晶体结构分析等。
同时，在生物医学研究中，拉曼光谱仪也可以用于蛋白质结构研究、细胞成分分析等。
此外，材料科学、环境监测、制药等行业也是拉曼光谱仪的主要应用领域。
在材料科学中，拉曼光谱仪可以用于材料结构与性能的表征；在环境监测方面，拉曼光谱仪可以用于水质、大气等环境样品的分析；在制药领域，拉曼光谱仪可以用于药物质量控制和分析。
主要厂商目前，全球拉曼光谱仪市场的竞争格局较为激烈，主要厂商包括：1.Thermo Fisher Scientific：该公司是全球领先的科学仪器制造商之一，其推出的拉曼光谱仪质量稳定可靠，市场占有率较高。
2.Bruker：作为仪器行业的领先者，Bruker公司在拉曼光谱仪领域具有较强的竞争力，同时也不断进行技术创新。
3.Horiba Scientific：Horiba公司凭借其卓越的光学技术和产品质量，成为拉曼光谱仪市场的重要参与者。
4.Renishaw：作为英国一家领先的精密工程公司，Renishaw在拉曼光谱仪领域具有较强的技术实力和市场份额。
发展趋势随着科学研究的不断进步和技术的不断创新，拉曼光谱仪市场有望迎来更大的发展机遇。
首先，随着人们对快速、便捷、非破坏性分析方法的需求增加，拉曼光谱仪将越来越受到重视。
2024年拉曼光谱仪市场发展现状引言拉曼光谱仪是一种用于分析物质的仪器，基于拉曼散射现象。
近年来，拉曼光谱仪在化学、生物、材料科学等领域得到了广泛应用，并在市场上迅速发展。
本文将探讨拉曼光谱仪市场的发展现状，并分析其主要驱动因素。
拉曼光谱仪市场规模和增长趋势拉曼光谱仪市场在过去几年取得了显著的增长，并有望继续保持良好的发展势头。
根据市场研究公司的数据，到2025年，全球拉曼光谱仪市场的价值预计将达到X亿美元，并以每年X%的复合年增长率增长。
这种快速增长主要得益于拉曼光谱技术的无损、非破坏性以及高分辨率等优点。
随着工业和科研领域对高精度分析的需求不断增加，拉曼光谱仪的市场需求也在不断扩大。
拉曼光谱仪市场的主要应用领域化学分析化学领域是拉曼光谱仪的主要应用领域之一。
拉曼光谱技术可以用于分析和鉴别各种化学物质，包括有机化合物、药物、化妆品等。
通过拉曼光谱仪，研究人员可以非常准确地确定物质的成分和结构，以及化学反应的动力学信息。
生物医学研究在生物医学研究领域，拉曼光谱仪也发挥着重要作用。
研究人员可以利用拉曼光谱技术对细胞、组织和生物分子进行分析。
这种非侵入性的方法可以提供关于生物样本化学组成和结构的有价值信息，对于诊断疾病、研究生物分子功能等方面具有重要意义。
材料科学材料科学是另一个拉曼光谱仪的重要应用领域。
通过拉曼光谱技术，研究人员可以对材料的结构和物理特性进行准确分析。
这对于材料设计、制备以及性能优化等方面非常关键。
拉曼光谱仪能够提供高分辨率、无损、非接触的材料性质表征方法，因此在材料科学领域有着广泛的应用前景。
拉曼光谱仪市场的主要驱动因素技术进步随着科学技术的不断进步，拉曼光谱仪的性能和功能不断改进。
现代拉曼光谱仪的分辨率更高，采集速度更快，且对低浓度样品的检测更敏感。
这些技术进步大大增强了拉曼光谱仪在各个应用领域的实用性和可靠性，推动了市场的发展。
成本下降拉曼光谱仪的成本在过去几年有所下降，这使得更多的学术机构和企业能够购买和使用这种仪器。
2023年拉曼光谱仪行业市场调查报告拉曼光谱仪是一种非常重要的光谱仪器，广泛应用于化学、材料科学、生物医学等领域。
拉曼光谱仪通过激光光源照射样品，测量样品散射光的波长移位，从而获得样品的拉曼光谱信息。
与其他光谱技术相比，拉曼光谱具有无需样品预处理、非接触测量、高空间分辨率等优点，因此在科学研究和工业生产中得到了广泛的应用。
拉曼光谱仪行业市场调查报告，可以从以下几个方面进行分析。
一、拉曼光谱仪市场规模和发展趋势根据国内外市场调查数据显示，拉曼光谱仪市场具有较大的发展潜力。
其中，北美地区是全球拉曼光谱仪市场最大的地区，占据了全球市场份额的30%左右。
其次是欧洲地区，占据了全球市场份额的25%左右。
亚太地区是增长最快的地区，预计在未来几年内将占据全球拉曼光谱仪市场的40%左右。
二、拉曼光谱仪应用领域和市场需求拉曼光谱仪的应用领域非常广泛，涵盖了化学、材料科学、生物医学、环境监测等多个领域。
其中，化学领域是拉曼光谱仪最主要的应用领域，占据了全球市场需求的40%左右。
其次是生物医学领域，占据了全球市场需求的30%左右。
随着人们对环境质量监测的重视，环境监测领域的市场需求也在逐渐增加。
三、拉曼光谱仪市场竞争格局目前，全球拉曼光谱仪市场竞争格局较为分散，市场份额前五的企业占据了全球市场份额的50%左右。
其中，美国的Thermo Fisher Scientific是全球市场份额最大的企业，市场份额达到了30%左右。
其他较大的企业有德国的Bruker、日本的JASCO 等。
四、拉曼光谱仪市场发展动态拉曼光谱仪行业面临着一些挑战和机遇。
一方面，随着科学研究和工业生产的发展，对高性能、高精度、高灵敏度的拉曼光谱仪的需求不断增加。
另一方面，拉曼光谱仪的市场价格较高，限制了一部分用户的购买意愿。
因此，研发更加经济实用、性价比更高的拉曼光谱仪是未来市场发展的重点。
综上所述，拉曼光谱仪市场具有较大的发展潜力，应用领域广泛且市场需求不断增加。
2024年便携式拉曼光谱仪市场需求分析概述便携式拉曼光谱仪是一种适用于实地测试和化学分析的光学仪器。
它使用拉曼散射光谱技术，能够对物质的成分进行非破坏性检测和分析。
随着科学技术的不断进步和市场需求的增加，便携式拉曼光谱仪在各个领域中得到了广泛应用。
本文将对便携式拉曼光谱仪市场的需求进行分析。
1. 医疗领域需求便携式拉曼光谱仪在医疗领域中有着重要的应用价值。
它能够对生物样本进行快速、准确的分析，提供了无创、非破坏性的测试方法。
医疗人员可以使用便携式拉曼光谱仪进行药物成分分析、生物体内物质检测和疾病诊断等工作。
随着个性化医疗的普及和需求的增加，便携式拉曼光谱仪在医疗领域的需求将进一步增长。
2. 环境监测需求环境监测是保护环境和人类健康的重要任务之一。
便携式拉曼光谱仪能够快速、准确地检测和分析环境中的有机污染物、重金属等有害物质。
它可以在户外环境中实时监测，提供及时的数据支持，帮助环境监测部门进行污染源追踪和环境风险评估。
随着环境保护意识的增强和环境监测需求的增加，便携式拉曼光谱仪在环境监测领域的市场需求将不断上升。
3. 食品安全需求食品安全问题一直备受关注，对食品质量和安全的监管要求越来越高。
便携式拉曼光谱仪可以用于食品中有害物质的检测，如农药残留、重金属污染等。
它可以在实地进行快速检测，为食品安全监管部门提供实时数据支持。
随着食品安全意识的提高和监管要求的严格化，便携式拉曼光谱仪在食品安全领域的需求将逐渐增多。
4. 材料分析需求便携式拉曼光谱仪在材料分析领域有着广泛的应用。
它可以用于化学品成分分析、药物质量检测、矿石矿物分析等工作。
便携式拉曼光谱仪具有快速、准确的特点，可以在实地进行材料分析，为生产和质量控制提供支持。
随着制造业的发展和对材料质量要求的提高，便携式拉曼光谱仪在材料分析领域的需求将继续增长。
5. 市场前景展望便携式拉曼光谱仪市场的需求将随着科学技术的不断进步和社会需求的增加而增长。
随着仪器技术的进步和成本的降低，便携式拉曼光谱仪将具备更高的性能和更广泛的应用场景。
拉曼光谱现状研究拉曼光谱（Raman spectra），是一种散射光谱。
它是1928年印度物理学家C.V. Raman发现的。
对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。
拉曼光谱作为一种物质结构的分析测试手段而被广泛应用,尤其是60年代以后,激光光源的引入、微弱信号检测技术的提高和计算机的应用, 拉曼光谱得到了迅速的发展,出现了很多新的拉曼光谱技术,使拉曼光谱分析在许多应用领域取得很大的发展。
目前,拉曼光谱已广泛应用于材料、化工、石油、高分子、生物、环保、地质等领域。
一拉曼光谱的发展拉曼光谱又称拉曼效应,是起用发现者印度人C.V.Raman命名的。
德文文献中常称之为迈克尔-拉曼(Smekal-Raman)效应,而苏联前若干年的文献中则称之为联合散射,是拉曼于1919年从水分子散射现象中发现的。
拉曼光谱最初用的光源是聚焦的日光,后来使用汞弧灯由于它强度不太高和单色性差,限制了拉曼光谱的发展。
60年代激光技术的兴起,以及光电讯号转换器件的发展才给拉曼光谱带来新的转机。
70年代中期,激光拉曼探针的出现,给微区分析注入活力。
80年代以来,一些公司相继推出了拉曼探针共焦激光拉曼光谱仪,入射光的功率可以很低,灵敏度得到很大的提高。
这些性质使拉曼光谱的应用无论在广度和特异性等方面都得到了空前发展。
二拉曼光谱特点拉曼光谱产生的原理和机制都与红外光谱不同,但它提供的结构信息却是类似的,都是关于分子内部各种简正振动频率及有关振动能级的情况,从而可以用来鉴定分子中存在的官能团。
分子偶极矩变化是红外光谱产生的原因,而拉曼光谱是分子极化率变化诱导产生的,它的谱线强度取决于相应的简正振动过程中极化率的变化的大小。
在分子结构分析中,拉曼光谱与红外光谱是相互补充的。
因此,一些在红外光谱仪无法检测的信息在拉曼光谱能很好地表现出来。
拉曼效应普遍存在于一切分子中,无论是气态,液态和固态,拉曼散射光谱对于样品制备没有特殊要求;对于样品数量要求比较少,可以是毫克甚至微克的数量级。
拉曼散射最突出的优点是采用光子探针,对于样品是无损伤探测,尤其适合对那些稀有或珍贵的样品进行分析,甚至可以用拉曼光谱检测活体中的生物物质。
拉曼光谱的缺点之一是会产生荧光干扰,样品一旦产生荧光,拉曼光谱会被荧光所湮灭检测不到样品的拉曼信号。
二是检测灵敏度低。
三几种常见的拉曼光谱技术3•1共焦显微拉曼光谱技术显微拉曼光谱技术是将拉曼光谱分析技术与显微分析技术结合起来的一种应用技术。
该技术采用了低功率激光器,高转换效率的全息CCD(charge coupled de-vice)技术以及共焦技术,克服了传统拉曼仪所需大功率激光器,灵敏度低等缺点,具有检测灵敏度高、时间短、所需样品量小、样品无需制备等优点。
与其他传统技术相比,更易于直接获得大量有价值信息,共聚焦显微拉曼光谱不仅具有常规拉曼光谱的特点,还有自己的独特优势。
具有微观、原位、多相态、稳定性好、空间分辨率高等特点,可实现逐点扫描,获得高分辨率的三维Ra-man图像,近几年共聚焦显微拉曼光谱在肿瘤检测、文物考古、公安法学等领域有着广泛的应用。
3•2傅里叶变换拉曼光谱技术傅立叶变换拉曼光谱是上世纪90年代发展起来的新技术，该技术克服了荧光干扰,具有测量波段宽、热效应小、检测精度及灵敏度高等优点,且具有多通路的特点,能所有频率同时测定。
拉曼光谱最大的干扰因素是荧光现象,它是阻碍拉曼光谱仪灵敏度的一个障碍。
而荧光大都集中在可见区,所以采用1064 nm近红外激光光源激发的傅立叶拉曼光谱仪几乎可以彻底克服荧光干扰。
3•3表面增强拉曼光谱技术表面增强拉曼散射( surface enhanced Ramanscattering, SERS)是指当一些分子被吸附到某些粗糙的金属(如银、铜、金等)表面上时,它们的拉曼散射强度会增加104~106倍。
相对于红外光谱,拉曼散射很弱,拉曼光谱通常不够灵敏,利用表面增强拉曼技术可以大大加强拉曼光谱的灵敏度。
表面增强拉曼光谱学(SERS)已成为拉曼光谱研究中一个活跃的领域。
表面增强效应与样品的量及吸附时间的长短有关。
作为一门分析测试技术,今后一段时间内,SERS的研究仍将集中在提高SERS 稳定性、重视性和拓展分析应用范围。
3•4激光共振拉曼光谱技术激光技术的兴起使拉曼光谱成为激光分析中最活跃的研究领域之一,共振拉曼光谱是建立在共振拉曼效应基础上的一种激光拉曼光谱法。
共振拉曼效应产生于激发光频率与待测分子的某个电子吸收峰接近或重合时,这一分子的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到正常拉曼谱带的104~106倍,有利于低浓度和微量样品的检测。
激光共振拉曼光谱具有灵敏度高、所需样品浓度低、反映结构信息量大等特点,还可以针对复杂分子的不同色团选择性地共振激发,而相互间不受影响。
目前,激光共振拉曼光谱分析已用于无机、有机、生物大分子、离子乃至活体组成的测定和研究。
由于核酸和蛋白质的电子吸收带在深紫外260~280 nm,因而,谱线在这附近的深紫外共振拉曼光谱更为人们所重视。
人们可以选择性地通过共振激发核酸色团来研究药物与核酸作用的精确位置;以及通过共振激发蛋白色团来研究蛋白的二级结构以及蛋白质与物质的相互作用,为生物技术领域的基础研究和应用开辟广阔的前景。
Jo-hannessen等通过对细胞色素C的共振拉曼旋光活性及表面增强共振拉曼旋光活性的分析,发现其共振拉曼旋光谱图中的峰和表面增强拉曼旋光谱图中的峰基本上可一一对应,其微小的差别是由于蛋白质在银胶表面的物理特性波动产生的。
随着新的激光技术如高效率激光倍频、紫外可调谐激光等技术的发展,将有力地推动共振拉曼光谱技术在抗癌药物与DNA的相互作用和其他生物大分子结构及其与物质相互作用等研究工作的应用。
3•5光声拉曼技术光声拉曼光谱术(PARS)是通过光声方法来直接探测样品中因相干拉曼过程而存储的能量的一种非线性光谱技术,它具有高灵敏度(能探测到10-6cm-1的拉曼系数)、高分辨率和基本上没有光学背景等优点,在气体、液体样品的检测分析中均可取得理想的效果。
由于不像相干反斯托克斯拉曼(CARS)过程那样有比较严格的相位匹配角要求,因而它也很适合用于研究固体介质的特性。
与气体,液体不同,固体介质中的PARS效应是由相干拉曼增益过程产生的局部热能耦合到样品本身的振动模式的热弹过程,对于介质各向异性结构,三阶非线性拉曼极化率张量形式表现出一定的对称性,因而,情况要复杂得多。
光声拉曼光谱技术是通过光声方法来检测受激拉曼增益的,光声拉曼信号正比f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,因而完全避免了非共振拉曼散射的影响,并且克服了传统光学方法受瑞利散射、布里渊散射干扰的缺点,基本上是一种无光学背景的非线性光谱技术,其谱线近似为洛仑兹线。
由于光声拉曼信号并非来自样品对光的直接吸收,而是基于通过相干拉曼放大过程使分子产生具有拉曼活性的受激跃迁,并且光谱跃迁的发生取决于分子极化率的变化而非其固有偶极矩的变化,使得PARS技术成为研究具有反演对称晶体中对红外不具活性的光学声子的有效手段。
另外,由于光声拉曼光谱探测频率等于两光束的频率差,因而利用它可以在可见光区研究分子的振动特性,如观测分析分子晶体中的谱线频率比分子内部振动的频率小得多的分子间相对振动谱线,并且比使用红外光谱方法要方便简单。
光声效应与调制频率有关,改变调制频率可获得样品表面不同深度的信息,所以光声拉曼光谱分析是提供表面不同深度结构信息的无损探测方法。
目前,光声拉曼技术主要用于研究矿石内部化学结构及分子内部的多相动力学过程和监测气体的浓度及压力变化趋势。
3•6高温高压原位拉曼光谱技术该技术能揭示熔体的微观结构及其在高温高压下的物理化学反应,诸如冶金熔体、地质反应及晶体生长过程等,光谱既能得到反应物和产物的结构信息,还可获取反应中间体及其变化过程的信息。
显微高温拉曼光谱仪具有所需样品量少,升温速率快,空间分辨率高(精度1~2μm),可选气体保护,操作和测定简便等特点。
宏观高温拉曼光谱仪具有极高的信背和信噪比,可完全消除杂散光的干扰;同时,样品可程序控温。
目前,高温拉曼光谱技术已应用于晶体生长、冶金熔渣、地质岩浆、矿产等物质的高温结构研究,是揭示物质分子结构的主要手段之一。
其他近些年,实现拉曼与其它多种微区分析测试仪器的联用,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-FTIR);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。
通过联用可以获得更多的信息,并提高可靠度。
因此,国外的一些研究单位已经开始关注拉曼光谱仪和这些不同仪器的联用。
这无疑开拓新的发展方向,推动科学研究工作向更深更广的方面发展四结语拉曼光谱分析法可提供快速、简单、可重复、无损伤的定性定量分析,拉曼谱线的数目、拉曼位移和谱线强度等参量提供了被散射分子及晶体结构的有关信息,揭示原子的空间排列和相互作用。
拉曼光谱分析法无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英和光纤测量。
由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
拉曼1次可以同时覆盖50~4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。
拉曼光谱谱峰清晰尖锐,适合定量研究、数据库搜索以及运用差异分析进行定性研究。
在化学结构分析中,独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。
紫外拉曼和共焦显微拉曼光谱等新拉曼技术的出现,解决了拉曼光谱荧光干扰大、固有的灵敏度低等问题。
拉曼光谱技术与光导纤维技术以及其他光谱、色谱技术的联用使得拉曼光谱技术的应用范围日益扩大。
近年来随着计算机软件技术、硅纳米线材料和纳秒、皮秒激光器其他光谱新技术的不断革新,使拉曼光谱的应用范围得到了进一步的拓宽。
目前,拉曼技术在应用方面有几个热门:一是在生物学方面,可实现生物体的无损细胞水平的研究,这对于器官病变的诊断、DNA的遗传变异研究和某些细胞成分及结构的分析是具有十分重要的临床学意义的;二是在考古学和古生物学化石研究方面的应用,运用拉曼技术可对不同年代的文物、不同进化过程的化石作出分子学水平的鉴定,为考古学和进化论科学的研究作出有力的辅证;三是在天文学和地壳岩层的研究领域,通过对行星陨石及地壳不同层次岩层的成分分析,可对不同行星上的地况地貌和地壳的演化过程作出推断;最后,在过程分析方面,现代拉曼光谱技术已不仅仅局限于物质的静态研究,可实现动态过程的在线观察,比如高温高压状态下物质的分子间、分子内结构变化及晶型的转变,药物生产过程中的在线监测等。
