对强荧光背景拉曼光谱定量分析的研究
拉曼光谱定量检测
拉曼光谱定量检测
拉曼光谱是一种用于分析物质结构和化学成分的技术。
它可以用于定性和定量分析。
在拉曼光谱定量检测中，通常使用一种被称为光谱定量分析的方法。
这种方法基于不同物质对光的吸收、散射和发射的特性，通过建立标准曲线或使用化学计量学方法来进行定量分析。
典型的拉曼光谱定量检测通常依赖于以下步骤：
1.样品制备：首先准备待测样品，确保样品的制备符合分析标准，例如稀释、混合或前处理。
2.光谱采集：使用拉曼光谱仪对样品进行光谱扫描，获取样品的拉曼光谱数据。
3.数据处理：对采集到的拉曼光谱数据进行预处理，例如背景校正、信噪比提高和光谱配准等。
4.校准建模：建立模型来与样品中存在的化合物或组分进行校准。
这可能需要使用标准品进行校准，或者使用化学计量学方法。
5.定量分析：应用建立的校准模型对待测样品进行定量分析，通过拉曼信号的强度或峰面积等特征参数进行定量测定。
拉曼光谱定量检测的准确性和可靠性取决于样品的制备、光谱仪的分辨率和灵敏度，以及建立的校准模型的质量等因素。
简述拉曼光谱在分析化学中的定量分析
还应注意的是任何一物质的引入都 会对被测体系带来某种程度的污染，这 等于引入了一些误差的可能性，会对分 析的结果产生产生一定的影响。
所以在进行定量分析时，最好的方 法是直接应用光谱强度和浓度的分析曲 线，对样品进行测定。
三.拉曼光谱用于分析的优点
拉曼光谱的分析方法不需要对样品进行前 处理，也没有样品的制备过程，避免了一些误 差的发生。并且在分析过程中操作简便，测定 时间短，灵敏度高等优点。
四.拉曼光谱用于分析的不足
1.拉曼散射面积 2.不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学
系统参数等因素的影响 3.荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰 4.在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲线
的非线性的问题 5.任何一物质的引入都会对被测体体系带来某
种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能 性，会对分析的结果产生产生一定的影响。
傅立叶变换光谱分析的非线性及消除
在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲 线的非线性的问题，因此对操作也有一些必要 的要求。
非线性产生的主要原因： 1.光源的频率和温度等参数 2.散射光的分散性以及样品组分的不同弹性散 射 3.分析中的其他任何变化量（分析仪器的参数、
激光光源和被测样品体系发生的任何变化以及由这些
傅立叶变换拉曼光谱技术较旧式拉曼光谱 分析技术,有很大的提高.
一束光
相干仪
两束相同的光
（ 一束滞后，光程差为d)
负相干: d=(2n+1)/2倍波长
一种理想的单色光通过相干仪,由于滞后 现象不断的有规律地变化,检测到的信号将是 一个余弦波,这些余弦的总和,就是相干图象。 相干图象实际上是光强度的函数,已知在相干 仪中可移动的镜面,是一个合适的时间范围内 的移动,所以相干图象也是一个时间的函数. 对于光强和时间函数关系所表示的频率分析 过程,是一个纯数学分析过程,也就是” 傅立 叶变换”,它将时间域中的相干图象转化为频 率域中的光谱图象(见图1)。
表面增强拉曼散射光谱定量分析技术的研究进展
可以在气液界面上形成纳米粒子的有序膜 [43 ~ 45] 。 在目前所有基于自组装方式获得 SERS 增强基底中,
性、稳定性和重现性之外,人们还常采用普通内标法提高 SERS 光谱定量分析结果的准确度。 普通内标 法是通过计算待测物质与内标物的 SERS 峰面积或峰高的比值消除 SERS 增强基底的物理性质以及激 光光源功率和聚焦位置等干扰因素的变化对 SERS 光谱定量分析结果准确度的影响。 常用的内标法主 要有 3 种方式:(1) 采用溶剂或增强基底的 SERS 信号作为内标 [50 ~ 52] 。 显然,这种方式要求溶剂或者基 底本身具有特征 SERS 信号;(2) 在待测样本中加入与待测物质结构类似的物质 ( 如同位素取代物 ) 作 为内标 [53,54] ;(3) 在 SERS 增强基底的表面修饰内标分子或在其内部嵌入内标分子 [55,56] 。 不论采用上 述何种方式,所用内标必须具有与待测样本中所有组分的 SERS 峰均不重叠的特征 SERS 峰, 且待测样
表面增强拉曼散射光谱定量分析技术的研究进展
( 湖南大学,化学化工学院,化学生物传感与计量学国家重点实验室, 长沙 410082) 摘摇 要摇 表面增强拉曼散射( SERS) 光谱具有灵敏度高、光谱特征强、受光漂白影响小等特点,在环境、食品和 药品、以及生物分析等领域有着广阔的应用前景。 目前,SERS 光谱技术仅属于定性或半定量分析技术, 尚未 发展成为一项成熟的定量分析检测技术。 本文综述了现有文献中用于提高 SERS 定量结果准确度的方法以 及它们的优缺点,并在此基础上展望了 SERS 技术在复杂体系中定量分析的发展方向。 关键词摇 表面增强拉曼散射光谱; 乘子效应模型; 定量分析; 评述
2015 年 11 月
第 43 卷
光谱学中的荧光和拉曼光谱技术
光谱学中的荧光和拉曼光谱技术光谱学是研究物质与光的相互作用和光的分析的学科，是现代化学、物理和生物学的一个分支。
光谱学分为分光学、光学光谱学和物理学光谱学三个方面。
其中，荧光和拉曼光谱技术是光谱学的两项最为重要的技术之一。
一、荧光技术荧光是指物质在受到光激发后，释放出一定波长的光的现象。
荧光现象是物质带有激发态能量而处于高能态的表现。
原子、分子和晶体物质都能产生荧光，荧光可以应用于攻克化学、生物学和地球物理学等方面的问题。
荧光发射光谱是荧光现象的基本测量手段。
荧光光谱通常用于测定物质的化学和物理性质。
荧光发射光谱测定基本原理是利用化学品激发发出所谓的荧光。
荧光通常集中在可见光域（350-700 nanometer，nm），但是部分盐类和金属离子也能在紫外光（半波长≤350 nm）下发生荧光发射。
荧光发射光谱因激发光非常突出和灵敏，故被广泛应用于一些生命化学、药物化学和环境化学领域中的多样性分析。
荧光技术由于其使用简便且较为灵敏而被广泛应用。
荧光技术广泛应用于环境和医学研究，其中的一个典型例子是DNA测序。
在DNA测序中，荧光技术被用于分析不同的DNA分子。
二、拉曼技术拉曼技术是一种利用激光散射来测定物质分子结构和分子振动状态的光谱技术。
拉曼光谱是一种经典的分子光谱学技术，是研究材料的物理结构与性质之间关系的重要手段。
当一束光（称为“激发光”）通过一个物质样品时，部分光被散射。
通常情况下，物质散射出的光的强度低于激发光的强度，但其中的一小部分由于分子的旋转与振动可以激发和吸收光子。
这部分摩尔散射（称为拉曼散射）由物质的化学及物理信息组成，故能用于研究物质的性质。
拉曼技术还可以与化学计量学结合，成为近年来迫切需要解决的问题之一。
拉曼散射谱在化学计量学的一个应用例子是在固体或液体样品表面测成分。
颗粒、多边形、砖块或其他形状的真实实体可能存在于表面上的任何一些影响其谱图特征的细微变化中。
拉曼光谱分析对于合成新材料中缺陷、晶格结构、纯度和超微物质中的化学结构等问题的解决有非常重要的科学实际意义。
拉曼光谱分析
拉曼光谱分析拉曼光谱分析是20世纪80年代发展起来的一种无损检测技术，由于它能够直接检测出样品中微量元素的特征波长，因此这种方法可用于任何类型材料的定性、定量检测。
拉曼光谱通常是使用电子轰击被检物品，从而引起其内部结构的变化，形成以拉曼位移为特征的吸收光谱。
由于人体组织会发生多种物理和化学反应，因此拉曼光谱也可以对其进行定性、定量分析。
拉曼光谱既适用于各种样品的定性、定量检测，也适用于原材料的鉴别。
拉曼光谱是利用多层次样品对光的选择吸收，如同黑暗中的电灯泡，辐射光源照射在物质上，物质对不同频率的电磁波产生的选择吸收不同。
样品在拉曼光谱仪器里所受到的辐射强度正比于样品浓度的平方，光的强度越大，吸收就越强，被吸收的辐射功率就越弱，这个信号就是拉曼位移信号，它有一个峰值。
把光谱分成若干个区间，每一个区间代表一个样品，这样就得到了被分析样品的拉曼光谱图。
对于拉曼光谱法，由于需要专业的设备，操作也较为复杂，还有一些缺点，因此它只适合于某些特殊的场合，例如：科研机构研究单一样品；某些工艺流程中的产品或某一特殊阶段产品等。
例如，金属铜中含有Cu，分析其含量，可以采用其他方法，但是由于该铜样品本身具有磁性，用传统的方法测试比较困难，此时可以采用拉曼光谱法，只要检测出Cu的拉曼光谱，即可以测定铜中的含量，又如钢铁中碳的含量测定，在工业生产过程中会加入微量元素，当碳含量达到0。
1%时就不能排除其他杂质，此时就可以采用拉曼光谱分析法，找到碳含量小于0。
1%的碳，那么此批钢铁的合格率就能达到100%。
再如食品和药品等也可以通过拉曼光谱法进行检测。
目前我国的日用化学品已经全部列入强制性检验范围，凡是进口的产品都必须进行拉曼光谱分析。
以下介绍拉曼光谱的工作原理：被检测样品与入射电子之间存在着相互作用，引起样品中特征拉曼位移的强度称为拉曼增强。
拉曼位移的强度与样品浓度呈线性关系，可用拉曼增强的拉曼位移来确定样品的浓度。
拉曼增强的位移与样品的种类和浓度有关，并且随样品浓度增加而增大。
对强荧光背景拉曼光谱定量分析的研究
曼光谱分析的数据采集都是在同时间同地 点进行 的。 而对于 拉曼光谱数据的分析 ， 尤其是定量分 析 ， 果能集合 不同时 如 空下大量样品数据 ， 建立一个分析数据 库 ，必能提高定 量分
析 的精 度 。因此 ，有 必要 对如 何 评 价 样 品数 据 组 问差 异 以 及
化方式分别为 ：（ ） １ 选取 每组 该物质 最 高浓度 下拉曼 谱 中谱 强最高点作为此组所有 数据归 一化 的参 照 （ 本文 方法 ） ２ ；（ ）
选 取 每组 该 物 质 最 高 浓 度 下 拉 曼 谱 的整 谱 面积 作 为该 组所 有
＊ 讯 联 系 人 通 ｅｍａ ： ｙ ｈ ａ ｇ ｊｕ ｅ ｕ ｃ － ｉ ｔｘ ｕ ｎ ＠ ｎ ． ｄ ．ｎ ｌ
ｅｍａｌ － ｉ ：ｗｕｈｎ ｊ ｍｏ ｎ １３ ｃｒ ｚｅｇｉ ｏ ＠ ６ ．ｏ ｅ ｎ
第７ 期
光谱 学与光谱分析
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较高的精确 性 ， 而且能有效 消除样 品数 据 的组 间差 异 ， 对 为 在不 同实验 环境 或不 同时问所获取 的数据作联合分析及对样 品数据作后续精 确分析 （ 聚类 分析…］ 如 、主成 分分 析… ） 等 提供 了可能性 。
所示 。
将 配 置 好 的不 浓 度 的溶 液分 别滴 加 到 玻 片 Ｊ，每 次 只 ：
需加入 ５ Ｌ的样品。分 别采 集溶 液 的拉 曼谱 和玻 片 的拉 曼 谱。 信号 采集 的曝光时问 为 １ ，每个样 品测 量 ３次 ， 其 ０Ｓ 取 平均谱 ， 并减 去玻 片 背景 谱后 得 到该 浓度 对 应 的溶 液拉 曼
后 ， 相对误 差仍 有 １ ，定量 分析 精度 不能 满足 分析 要 其 ２
拉曼光谱分析的原理及应用
拉曼光谱分析的原理及应用1. 引言拉曼光谱分析是一种非常重要的光谱分析技术，可以用于物质的成分分析和结构表征。
本文将介绍拉曼光谱分析的基本原理，并探讨其在各个领域的应用。
2. 拉曼光谱分析的原理拉曼光谱分析基于拉曼散射效应，其原理可以简单概括为：物质受到激光照射后，光子与分子进行相互作用，一部分光子会被散射并改变频率，这个频率差称为拉曼散射频移。
通过测量拉曼散射光的频移，可以获取物质的结构信息和振动模式。
3. 拉曼光谱分析的步骤拉曼光谱分析包括以下几个步骤： - 选择适当的激光源和光谱仪，确保实验条件和仪器精度； - 将样品与激光束进行交互作用，通常采用激光聚焦技术，使激光与样品相互作用，产生拉曼散射光； - 使用光谱仪收集拉曼散射光，并对其进行光谱分析，包括频移的测量和峰谱分析； - 对光谱数据进行处理和解析，以获取样品的结构信息和振动模式。
4. 拉曼光谱分析的应用领域拉曼光谱分析在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了几个典型的应用领域：4.1 材料科学•材料成分分析：通过拉曼光谱分析，可以对材料的成分进行快速、非破坏性的检测，如金属合金、聚合物材料等。
•相变研究：通过观察拉曼光谱中的频移和峰形变化，可以研究材料在不同温度和压力下的相变过程。
4.2 生物医学•药物分析：拉曼光谱可以用于药物的质量控制和表征，如药物的纯度、结晶形态等。
•细胞研究：通过拉曼光谱技术，可以对细胞内的分子成分和代谢物进行分析，以研究细胞的结构和功能。
4.3 环境监测•气体检测：拉曼光谱分析可以用于快速检测大气中的气体成分，如空气中的二氧化碳、甲烷等。
•水质检测：通过拉曼光谱分析，可以对水质进行快速、非破坏性的检测，如水中的重金属离子、有机物等。
4.4 犯罪科学•鉴定和分析：拉曼光谱分析可以被用于犯罪现场的样品分析和鉴定，如毒品、爆炸物等。
5. 拉曼光谱分析的优势和挑战拉曼光谱分析具有以下优势： - 非破坏性：样品不需要受到破坏或改变，可以进行多次分析。
超快拉曼光谱技术的研究及其应用前景
超快拉曼光谱技术的研究及其应用前景简介随着科技的发展，人们在日常生活以及研究领域中追求更加快捷、准确的分析方法。
拉曼光谱作为一种非侵入式的光谱分析方法，已经成为化学、生物学、环境科学等领域的重要分析工具，但是传统的拉曼光谱技术由于受到荧光背景干扰和信噪比低等问题的影响，存在分析效率低、鉴定准确度不高等问题。
而超快拉曼光谱技术的出现，有效解决了这些问题，成为近年来光谱技术领域的研究热点。
一、超快拉曼光谱技术的原理拉曼光谱技术最早是由印度物理学家拉曼在20世纪初提出的，其原理是通过激光光谱仪对样品激发，获得样品分子所激发的光子能量差，进而获得详细的样品信息。
但是由于低信噪比、样品表面杂质等原因，使得传统拉曼光谱分析存在一定的局限性。
超快拉曼光谱技术在传统拉曼光谱技术的基础上，通过在激光波长范围内引入超快时间分辨元件，可以大幅提高光谱信噪比及提高谱图分辨率，对混合物以及微量成分的检测有较高的精度。
二、超快拉曼光谱技术的应用超快拉曼光谱技术在化学、生物、材料、环境等领域都有着广泛的应用。
1. 生物领域：在生物体系中，超快拉曼光谱技术能够快速识别细胞的化学成分、蛋白质的结构、酶的活性等信息，例如可以通过蛋白质的超快拉曼光谱图谱定量分析蛋白质的含量及变化，从而实现对生物体系进一步了解。
2. 材料领域：在材料制备和材料应用领域，超快拉曼光谱技术可以对材料的晶格结构、界面结构等进行表征分析，从而指导更好地进行材料制备等工作。
3. 化学领域：在化学领域，超快拉曼光谱技术可应用于催化剂、反应介质等多种化学体系的表征，例如通过上单分子反应体系中超快拉曼光谱技术的测量，进一步了解反应机理等过程，从而指导催化剂的研制和应用。
三、超快拉曼光谱技术的发展现状目前，超快拉曼光谱技术已经成为应用表征的一个热门研究领域，从理论模拟、仪器研发到实际工业应用等方面都得到快速的进展。
例如，近年来研究者已经通过将超快拉曼光谱技术与其他光谱技术相结合，对天然色素、荧光蛋白等进行了实物研究，取得了较好的结果。
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对强荧光背景拉曼光谱定量分析的研究
作者：吴正洁， 黄耀熊， 王成， 黎绍发， WU Zheng-jie， HUANG Yao-xiong， WANG Cheng，LI Shao-fa
作者单位：吴正洁,黄耀熊,WU Zheng-jie,HUANG Yao-xiong(暨南大学生物医学工程研究所,广东,广州,510632)， 王成,黎绍发,WANG Cheng,LI Shao-fa(华南理工大学计算机科学与工程学院,广
东,广州,510640)
刊名：
光谱学与光谱分析
英文刊名：SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
年，卷(期)：2010，30(7)
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下载时间：2011年1月5日。