拉曼光谱属于分子振动光谱,1928年由印度物理学家拉曼(Raman)发现。拉曼光谱具有非破坏性和精细如“指纹”的分辨能力以及不受水的干扰等优点,日益受到重视。
显微共焦拉曼光谱不仅具有常规拉曼光谱的特点,还有自己的*优势。
显微共焦拉曼光谱仪具有很好的空间分辨率,样品分析时将入射光通过显微镜聚焦到样品上,从而可以在不受周围物质干扰的情况下,获得所照样品微区的有关化学成分、晶体结构、分子相互作用以及分子取向等各种拉曼光谱信息。与其他传统技术相比,更易于直接获得大量有价值信息,因此在许多领域得到广泛应用。本文就近几年来
显微共焦拉曼光谱仪在肿瘤检测、文物考古、公安法学等领域的应用进展作一概述,并对其前景进行了展望。
1 显微共焦拉曼光谱仪的原理和优点
a. 原理 显微共焦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。拉曼光谱属于分子振动光谱,每种物质的拉曼线可以有若干队,每对线对应于物质的两个能级间差值(振动、转动或电子能量间的差值),所以能从分子水平上反映样品化学组成和分子结构上的差异。显微拉曼技术可将激发光的光斑聚焦到微米量级,进而对样品的微区进行分析,激光在样品上产生作用的确切部位,可以通过CCD鉴定仪和一个TV监视仪,清晰地显示出来,TV屏幕,可以选择有关分析所感兴趣的任何样品的任意部位,整个分析鉴定过程,都非常直观,易于进行观察和控制。这对于肿瘤细胞间细微差异的检测、文物考古、公安法学中的痕量物质分析等而言,是一个十分理想的手段。
b.优点 显微共焦拉曼光谱仪具有很好的空间分辨率,利用共显微共焦拉曼光谱仪可以得到样品体积很小和不同深度的光谱信息。典型的如RENISHAW显微拉曼光谱仪,其空间分辨 率好于1μm,纵向分辨率达2μm。它采用干涉窄带滤光片技 术,实现了拉曼光谱二维直接成像,可方便快捷地获得物质成分的微观空间分布;使用计算机控制高精度XYZ三维平台,可实现逐点扫描,获得高分辨率的三维Raman图像。
显微共焦拉曼光谱仪系统能够消除物镜自身产生的光谱。当入射光和散射光通过光学系统特别是通过显微镜的物镜时,物镜材料的拉曼和荧光光谱会出现并叠加到样品的拉曼光谱上,尤其是在检测高反射率的样品时。共聚焦系统主要给出聚焦 区域的光谱,能避免物镜光谱出现。
显微共焦拉曼光谱仪有多个频率可供选择。但应注意,在测试生物样品时,入射光通过显微物镜把能量集中在一个微区,因此必须采用低功率的激光以避免样品的热和光化学反应。
综上所述,显微共焦拉曼光谱仪比传统的色散型拉曼光谱仪在分辨率、工作频率、运行速度、灵敏度和微量样品分析诸方面都有了很大提高,显微拉曼光谱技术在多个研究领域发挥着日益重要的作用。
