拉曼光譜儀在各領(lǐng)域的應(yīng)用

拉曼光譜儀在化學(xué)研究中的應(yīng)用

拉曼光譜在有機(jī)化學(xué)方面主要是用作結(jié)構(gòu)鑒定和分子相互作用的手段，它與紅外光譜互為補(bǔ)充，可以鑒別特殊的結(jié)構(gòu)特征或特征基團(tuán)。拉曼位移的大小、強(qiáng)度及拉曼峰形狀是鑒定化學(xué)鍵、官能團(tuán)的重要依據(jù)。利用偏振特性，拉曼光譜還可以作為分子異構(gòu)體判斷的依據(jù)。

在無(wú)機(jī)化合物中金屬離子和配位體間的共價(jià)鍵常具有拉曼活性，由此拉曼光譜可提供有關(guān)配位化合物的組成、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等信息。另外，許多無(wú)機(jī)化合物具有多種晶型結(jié)構(gòu)，它們具有不同的拉曼活性，因此用拉曼光譜能測(cè)定和鑒別紅外光譜無(wú)法完成的無(wú)機(jī)化合物的晶型結(jié)構(gòu)。

在催化化學(xué)中，拉曼光譜能夠提供催化劑本身以及表面上物種的結(jié)構(gòu)信息，還可以對(duì)催化劑制備過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)研究。同時(shí)，激光拉曼光譜是研究電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)和性能的重要方法，能夠在分子水平上深入研究電化學(xué)界面結(jié)構(gòu)、吸附和反應(yīng)等基礎(chǔ)問(wèn)題并應(yīng)用于電催化、腐蝕和電鍍等領(lǐng)域。

2、拉曼光譜儀在生物學(xué)研究中的應(yīng)用

拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡(jiǎn)單，故拉曼光譜可以在接近自然狀態(tài)、活性狀態(tài)下來(lái)研究生物大分子的結(jié)構(gòu)及其變化。

生物大分子的拉曼光譜可以同時(shí)得到許多寶貴的信息：

(1)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)：α-螺旋、β-折疊、無(wú)規(guī)卷曲及β-回轉(zhuǎn)

(2)蛋白質(zhì)主鏈構(gòu)像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動(dòng)

(3)蛋白質(zhì)側(cè)鏈構(gòu)像：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的側(cè)鏈和后二者的構(gòu)像及存在形式隨其微環(huán)境的變化

(4)對(duì)構(gòu)像變化敏感的羧基、巰基、S-S、C-S構(gòu)像變化

(5)生物膜的脂肪酸碳?xì)滏溞D(zhuǎn)異構(gòu)現(xiàn)象。

(6)DNA分子結(jié)構(gòu)以及和DNA與其他分子間的作用。

(7)研究脂類(lèi)和生物膜的相互作用、結(jié)構(gòu)、組分等。

(8)對(duì)生物膜中蛋白質(zhì)與脂質(zhì)相互作用提供重要信息。

3、拉曼光譜技術(shù)在寶石研究中的應(yīng)用

拉曼光譜技術(shù)已被**地應(yīng)用于寶石學(xué)研究和寶石鑒定領(lǐng)域。拉曼光譜技術(shù)可以準(zhǔn)確地鑒定寶石內(nèi)部的包裹體，提供寶石的成因及產(chǎn)地信息，并且可以有效、快速、無(wú)損和準(zhǔn)確地鑒定寶石的類(lèi)別--天然寶石、人工合成寶石和優(yōu)化處理寶石。

(1)拉曼光譜儀在寶石包裹體研究中的應(yīng)用

拉曼光譜可以用于寶石包裹體化學(xué)成分的定性、定量檢測(cè)，利用拉曼光譜技術(shù)研究礦物內(nèi)的包裹體特征，可以獲得有關(guān)寶石礦物的成因及產(chǎn)地的信息。

(2)拉曼光譜儀在寶石鑒定中的應(yīng)用

拉曼光譜測(cè)試的微區(qū)可達(dá)1-2um，在寶石鑒定中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠探測(cè)寶石極其微小的雜質(zhì)、顯微內(nèi)含物和人工摻雜物，且能滿足寶石鑒定所必須的無(wú)損、快速的要求。

另外，拉曼顯微鏡的共聚焦設(shè)計(jì)(confoal)可以實(shí)現(xiàn)在不破壞樣品的情況下對(duì)樣品進(jìn)行不同深度的探測(cè)而同時(shí)*排除其他深度樣品的干擾信息，從而獲得不同深度樣品的真實(shí)信息，這在分析多層材料時(shí)相當(dāng)有用。共焦顯微拉曼光譜技術(shù)有很好的空間分辨率，從而可以獲得界面過(guò)程中物種分子變化情況、相應(yīng)的物種分布、物種分子在界面不同區(qū)域的吸附取向等。

4、拉曼在文物研究中具有“得天獨(dú)厚”的優(yōu)勢(shì)

拉曼光譜是一種以拉曼散射為基礎(chǔ)的分子光譜分析方法，文物界選擇拉曼，正是看中了其“得天獨(dú)厚”的優(yōu)勢(shì)—無(wú)損。而且拉曼光譜樣品需求量少，具有高的空間分辨率，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單，越來(lái)越多的被應(yīng)用在文物研究領(lǐng)域。

拉曼光譜的分析方向

拉曼光譜儀分析技術(shù)是以拉曼效應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，其信號(hào)來(lái)源與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。

拉曼光譜的分析方向有：

定性分析：不同的物質(zhì)具有不同的特征光譜，因此可以通過(guò)光譜進(jìn)行定性分析。

結(jié)構(gòu)分析：對(duì)光譜譜帶的分析，又是進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。

定量分析：根據(jù)物質(zhì)對(duì)光譜的吸光度的特點(diǎn)，可以對(duì)物質(zhì)的量有很好的分析能力。

拉曼光譜儀用于分析的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

1、拉曼光譜用于分析的優(yōu)點(diǎn)

拉曼光譜的分析方法不需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，也沒(méi)有樣品的制備過(guò)程，避免了一些誤差的產(chǎn)生，并且在分析過(guò)程中操作簡(jiǎn)便，測(cè)定時(shí)間短，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)

2、拉曼光譜用于分析的不足

(1)拉曼散射面積

(2)不同振動(dòng)峰重疊和拉曼散射強(qiáng)度容易受光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)等因素的影響

(3)熒光現(xiàn)象對(duì)傅立葉變換拉曼光譜分析的干擾

(4)在進(jìn)行傅立葉變換光譜分析時(shí)，常出現(xiàn)曲線的非線性的問(wèn)題

(5)任何一物質(zhì)的引入都會(huì)對(duì)被測(cè)體體系帶來(lái)某種程度的污染，這等于引入了一些誤差的可能性，會(huì)對(duì)分析的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。