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拉曼散射光譜具有以下明顯的特征
a.拉曼散射譜線的波數(shù)雖然隨入射光的波數(shù)而不同,但對(duì)同一樣品,同一拉曼譜線的位移與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān),只和樣品的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān);
b.在以波數(shù)為變量的拉曼光譜圖上,斯托克斯線和反斯托克斯線對(duì)稱(chēng)地分布在瑞利散射線兩側(cè), 這是由于在上述兩種情況下分別相應(yīng)于得到或失去了一個(gè)振動(dòng)量的子的能量。
c.一般情況下,斯托克斯線比反斯托克斯線的強(qiáng)度大。這是由于Boltzmann分布,處于振動(dòng)基態(tài)上的粒子數(shù)遠(yuǎn)大于處于振動(dòng)激發(fā)態(tài)上的粒子數(shù)。
拉曼光譜儀設(shè)備的市場(chǎng)展望
作為在分子光譜領(lǐng)域中發(fā)展很快的設(shè)備,拉曼光譜儀正在成為當(dāng)前儀器行業(yè)的焦點(diǎn)之一。 在早期階段,拉曼光譜分析設(shè)備一直是實(shí)驗(yàn)室用儀器的代表;然而隨著激光器、CCD檢測(cè)器等技術(shù)的進(jìn)步,便攜和手持式的設(shè)備成為了拉曼分析儀器一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)——設(shè)備體積越來(lái)越小,操作越來(lái)越簡(jiǎn)單,應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。近兩年,由于安防、海關(guān)等領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)快檢的需求增加,國(guó)內(nèi)的便攜/手持式的拉曼設(shè)備的市場(chǎng)迎來(lái)了迅速的增長(zhǎng)。我們相信在未來(lái)的數(shù)年內(nèi),隨著技術(shù)方案的成熟、設(shè)備成本的進(jìn)一步降低以及國(guó)家政策法規(guī)的完善,食品安全、藥品檢測(cè)等幾大領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)逐漸成熟;屆時(shí),便攜/手持式拉曼光譜儀的應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)真正的突破,出現(xiàn)市場(chǎng)增長(zhǎng)。
先了解一下激光拉曼光譜
拉曼光譜法是研究化合物分子受光照射后所產(chǎn)生的散射,散射光與入射光能級(jí)差和化合物振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的關(guān)系的分析方法。
與紅外光譜類(lèi)似,拉曼光譜是一種振動(dòng)光譜技術(shù)。所不同的是,前者與分子振動(dòng)時(shí)偶極矩變化相關(guān),而拉曼效應(yīng)則是分子極化率改變的結(jié)果,被測(cè)量的是非彈性的散射輻。
一定波長(zhǎng)的電磁波作用于被研究物質(zhì)的分子,引起分子相應(yīng)能級(jí)的躍遷,產(chǎn)生分子吸收光譜。引起分子電子能級(jí)躍遷的光譜稱(chēng)電子吸收光譜,其波長(zhǎng)位于紫外~可見(jiàn)光區(qū),故稱(chēng)紫外-可見(jiàn)光譜。
電子能級(jí)躍遷的同時(shí)伴有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。引起分子振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜稱(chēng)振動(dòng)光譜,振動(dòng)能級(jí)躍遷的同時(shí)伴有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。拉曼散射光譜是分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。用遠(yuǎn)紅外光波照射分子時(shí),只會(huì)引起分子中轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷,得到純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。
拉曼光譜的優(yōu)點(diǎn)在于它的快速,準(zhǔn)確,測(cè)量時(shí)通常不破壞樣品(固體,半固體,液體或氣體),樣品制備簡(jiǎn)單甚至不需樣品制備。譜帶信號(hào)通常處在可見(jiàn)或近紅外光范圍,可以有效地和光纖聯(lián)用。
這也意味著譜帶信號(hào)可以從包封在任何對(duì)激光透明的介質(zhì),如玻璃,塑料內(nèi),或?qū)悠啡苡谒蝎@得?,F(xiàn)代拉曼光譜儀使用簡(jiǎn)單,分析速度快(幾秒到幾分鐘),性能很可靠。因此,拉曼光譜與其他分析技術(shù)聯(lián)用比其他光譜聯(lián)用技術(shù)從某種意義上說(shuō)更加簡(jiǎn)便(可以使用單變量和多變量方法以及校準(zhǔn)。