拉曼光谱技术综述
拉曼光谱介绍资料讲解

拉曼光谱介绍资料讲解拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术,它能够提供有关物质的结构和化学成分的丰富信息。
在这篇文章中,我将对拉曼光谱的基本原理、仪器和应用进行介绍,并解释为什么它在科学研究和工业中如此重要。
首先,让我们来了解一下拉曼光谱的基本原理。
拉曼光谱是一种散射光谱,它通过测量物质散射光中的频率位移来揭示物质的结构和化学组成。
当一束单色激光照射到样品上时,其中一部分光子与样品中的分子发生相互作用。
在这个过程中,光子几乎立即被散射,并且其中一部分光子在散射过程中发生拉曼散射。
拉曼散射是由于分子的振动和旋转引起的,这些振动和旋转会改变散射光的频率。
拉曼光谱的仪器主要包括一个激光源、一个样品夹持器、一个光谱仪和一个探测器。
激光源通常是一束单色激光,比如氦氖激光或二极管激光。
样品夹持器用于将样品固定在适当的位置,并确保光线正好照射到样品上。
光谱仪用于收集拉曼散射的光子,并将其转换为拉曼光谱图。
探测器用于测量光子的强度,从而确定拉曼光谱的强度和频率。
拉曼光谱在许多领域中都有广泛的应用。
首先,它在化学领域中被用来确定物质的分子结构和化学成分。
拉曼光谱提供了有关化学键的信息,因此可以用于确定分子的结构。
此外,拉曼光谱还可以鉴定有机和无机化合物,并用于分析化学反应的动力学。
此外,拉曼光谱在生物医学领域也有许多应用。
它可以用于鉴定和诊断疾病,比如癌症和心脑血管疾病。
拉曼光谱还可以检测和监测生物分子和药物在细胞和组织中的分布。
这些信息对于了解疾病的发展和治疗策略的制定非常重要。
此外,拉曼光谱还在材料科学、地质学和环境科学等领域中得到广泛应用。
它可以用于表征材料的晶体结构和微观结构,并揭示材料中的欠饱和和晶格扭曲。
在地质学中,拉曼光谱可以用来研究岩石和矿物的组成和演化历史。
在环境科学中,拉曼光谱可以检测土壤和水体中的有机和无机物质,并评估环境质量。
总结来说,拉曼光谱是一种强大的光谱分析技术,它能够提供关于物质结构和化学成分的丰富信息。
拉曼光谱分析技术

拉曼光谱分析技术一、原理拉曼光谱是一种光散射过程,它与样品分子的振动、转动、晶格等能级转变有关。
当激光通过样品时,部分激光光子会与样品中的分子相互作用,光子能量的改变即为拉曼散射光,其频率差等于与样品分子能级差的振动频率。
通过收集和分析拉曼散射光的强度和频率,就可以得到样品的拉曼光谱,从而得到样品的分子结构信息。
二、仪器拉曼光谱仪主要由三部分组成:光源、光学系统和光谱仪系统。
1.光源:常用的光源有连续性或脉冲激光器,如气体激光器、液体激光器、固体激光器等。
激光器发出的单色、高亮度光源是拉曼光谱分析的关键。
2.光学系统:光学系统主要由透镜、滤光片、光纤耦合器等组成,主要用于对激光进行准直、聚焦和收集样品的反散射光。
3.光谱仪系统:光谱仪系统由光栅、光电倍增管(PMT)、光谱仪等组成。
它用于分离和检测样品散射光的强度和频率。
三、应用1.材料科学领域:拉曼光谱分析技术可以用来研究材料的结构、组成、相变、晶格缺陷等。
例如,可以通过拉曼光谱分析研究材料中不同相的相对含量、晶格缺陷的种类和分布情况,从而为材料的合成和改性提供参考。
2.生命科学领域:拉曼光谱分析技术也可以用来研究生物分子的结构和功能。
例如,可以通过拉曼光谱分析研究蛋白质、核酸、多肽等生物分子的二级结构、药物与生物分子的相互作用等。
3.环境监测领域:拉曼光谱分析技术可以用于环境样品的分析和监测。
例如,可以通过拉曼光谱分析来快速检测土壤、水体、空气中的有机物、无机物等,同时还可以用于检测环境中的微量毒害物质。
4.法医学应用:拉曼光谱分析技术在法医学中也有广泛的应用。
例如,可以通过对酒精、毒品、爆炸物等样品的拉曼光谱分析来鉴定和识别这些毒性物质。
5.药物分析领域:拉曼光谱分析技术可用于药物的结构鉴定、质量控制等。
例如,可以通过拉曼光谱分析来鉴定药物中存在的杂质和假药,也可用于药物的溶解度研究和纯度检测。
综上所述,拉曼光谱分析技术具有无损、快速、无需或少需样品处理等优点,广泛应用于科学研究、材料分析、工业生产和环境监测等领域。
简述拉曼光谱在PPT资料(正式版)

一束光
相干仪
两束相同的光
( 一束滞后,光程差为d)
正相干:d=n倍波长
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)。
I
FT
共振拉曼光谱定量分析技术 拉曼光谱定量分析据为:
(a)由一个单色光产生的相干图象 胡继明 胡军(武汉大学分析测试科学系)
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,与红外光谱相同,其信号来源与分子的振动和转动.
I 图1 相干图象的产生
(b)由两个单色光产生的相干图象 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。
(四)几种重要的拉曼光谱分析技术
1.单道检测的拉曼光谱分析技术 2.以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱
的检测仪的分析技术 3.采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析
技术 4.共振拉曼光谱定量分析技术 5.表面增强拉曼效应分析技术 6.近红外激发傅立叶变换拉曼光谱技术
二.傅立叶变换拉曼光谱和近红外激发 傅立叶变换拉曼光谱新技术的简述
简述拉曼光谱在
一. 拉曼光谱分析的依据和特点
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建 立起来的分子结构表征技术,与红外光谱相同, 其信号来源与分子的振动和转动.
拉曼光谱技术

拉曼光谱技术拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱。
拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,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。
1928年C.V.拉曼实验发现,当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化,这一现象称为拉曼散射,同年稍后在苏联和法国也被观察到。
在透明介质的散射光谱中,频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射;频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱,其中频率较小的成分υ0-υ1又称为斯托克斯线,频率较大的成分υ0+υ1又称为反斯托克斯线。
靠近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱;远离瑞利线的两侧出现的谱线称为大拉曼光谱。
瑞利散射线的强度只有入射光强度的10-3,拉曼光谱强度大约只有瑞利线的10-3。
小拉曼光谱与分子的转动能级有关,大拉曼光谱与分子振动-转动能级有关。
拉曼光谱的理论解释是,入射光子与分子发生非弹性散射,分子吸收频率为υ0的光子,发射υ0-υ1的光子(即吸收的能量大于释放的能量),同时分子从低能态跃迁到高能态(斯托克斯线);分子释放频率为υ0的光子,发射υ0+υ1的光子(即释放的能量大于吸收的能量),同时分子从高能态跃迁到低能态(反斯托克斯线)。
分子能级的跃迁仅涉及转动能级,发射的是小拉曼光谱;涉及到振动-转动能级,发射的是大拉曼光谱。
与分子红外光谱不同,极性分子和非极性分子都能产生拉曼光谱。
激光器的问世,提供了优质高强度单色光,有力推动了拉曼散射的研究及其应用。
拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域,对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。
拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
此外1 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。
表面增强拉曼光谱综述

表面增强拉曼光谱综述表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)是一种强大的分析技术,用于提高拉曼散射的灵敏度。
这种技术自1974年被发现以来,已经成为化学、物理、生物学和材料科学领域的重要工具。
以下是对SERS的一个综述:1. 基本原理●拉曼散射:基于分子振动能级变化的非弹性散射过程,可提供分子结构信息。
●表面增强机制:将样品放置在特殊的金属表面(通常是纳米结构的银或金)上,可以显著增强拉曼信号。
2. 增强机制●电磁机制:最主要的机制,涉及金属纳米结构上的局域表面等离子体共振(LSPR),导致拉曼散射信号的强烈增强。
●化学机制:与样品和金属表面间的化学作用有关,可能导致电子转移,影响拉曼散射的强度。
3. 材料和方法●金属纳米结构:银和金是最常用的材料,但也有使用铜、铂等其他金属。
●制备方法:包括化学还原法、电化学沉积、纳米刻蚀技术等。
4. 应用●化学分析:用于检测极低浓度的化学物质,包括环境污染物、食品添加剂、药物成分等。
●生物医学:在细胞成像、疾病诊断、生物标记物检测等方面的应用。
●材料科学:用于研究纳米材料、催化剂、能源材料等。
5. 发展趋势和挑战●灵敏度和选择性的提高:研究人员致力于提高SERS的灵敏度,以检测更低浓度的样品。
●标准化和可重复性:由于SERS受到许多因素的影响,实验结果的可重复性是一个挑战。
●新材料和新技术:包括二维材料、异质结构的探索等。
6. 未来展望SERS作为一种高度灵敏的分析技术,有望在环境监测、疾病早期诊断、新材料开发等领域发挥更大作用。
随着纳米技术和光谱学的不断发展,SERS技术的应用范围和效率都有望进一步提升。
拉曼光谱介绍范文

拉曼光谱介绍范文拉曼光谱是一种非常重要的分析技术,它利用了分子振动引起的光散射现象来提供关于分子结构和化学键的信息。
拉曼光谱的应用广泛,可以用于分析固体、液体和气体样品,以及生物分子和纳米材料等。
拉曼散射效应最早由印度物理学家C.V.拉曼于1928年发现,并因此获得1930年的诺贝尔物理学奖。
拉曼散射是一种物质与激发光发生相互作用后,散射光中产生的频移与激发光频率之间的差异。
这种散射光中频移的差异称为拉曼频移,它是由于分子振动引起的光的频率和波长的微小变化所产生的。
拉曼光谱通常由强入射激光和散射光组成。
入射激光一般使用可见光或近红外光,具有高单色性和窄带宽,以增强拉曼信号的检测。
散射光分为两个主要部分:一个是各向同性的爱曼散射,具有与入射光相同的波长和频率,而另一个是拉曼散射,具有频移的特性。
这些散射光经过光谱仪的分析,可以得到拉曼光谱图。
拉曼光谱图的横轴表示拉曼频移,纵轴表示散射光的强度。
拉曼光谱图中的峰对应于特定的分子振动模式,这些模式与分子中的化学键和键角有关。
通过对各峰的位置、强度和形状进行分析,可以推断出分子的结构和化学性质。
例如,在红外光谱中,通常只能检测到非极性的结构,而拉曼光谱可以提供关于极性结构的更多信息。
拉曼光谱的应用非常广泛。
在石油和化工行业,拉曼光谱可以用于燃料和原油的质量控制,以及对催化剂和聚合物材料的分析。
在药物领域,拉曼光谱可以用于药物的质量控制和结构表征。
在环境科学中,拉曼光谱可以用于水体和土壤中的有机污染物的检测和监测。
此外,拉曼光谱还常用于生物领域的研究,例如细胞和蛋白质的表征。
近年来,随着技术的发展,拉曼光谱已经得到了很大的改进。
例如,表面增强拉曼光谱(SERS)可以大大提高拉曼信号的灵敏度,使其可以检测到更低浓度的物质。
此外,激光共振拉曼光谱(LRS)可以通过共振增强效应提高拉曼信号的灵敏度。
这些改进使得拉曼光谱在更多领域中有了更广泛的应用。
总之,拉曼光谱是一种重要的分析技术,可以提供关于分子结构和化学键的信息。
拉曼光谱的原理及拉曼光谱的特征与优势

拉曼光谱的原理及拉曼光谱的特征与优势
拉曼光谱是一种用于分析化学物质结构和成分的非破坏性分析技术。
其基本原理是利用激光与样品相互作用时散射光的频率变化来分析样品的分子结构和成分。
当激光照射到样品上时,样品分子会发生振动,从而发生散射;其中一部分散射光的频率会与入射光的频率有所不同,这种散射光称为拉曼散射光。
由于拉曼散射光的频率和原始光源的频率的差异与样品分子的结构和化学键的类型有关,所以通过检测拉曼散射光的频率变化,可以确定样品分子的化学成分和结构。
拉曼光谱的特征和优势包括:
1. 非破坏性分析:拉曼光谱分析过程中,样品不需要经过任何处理或者破坏,因此可以保持样品的完整性和不可逆性。
2. 无需样品制备:相比其他分析技术,如IR、UV-Vis等,拉曼光谱不需要对样品进行任何制备,例如压片、涂层等,因此可以大大节省实验时间和成本。
3. 分析范围广泛:拉曼光谱可以用于分析各种样品,包括固体、液体、气体甚至是生物样品等。
4. 高分辨率:拉曼光谱技术可以提供高分辨率的信息,使得人们可以更加精确地识别小分子或者复杂结构化合物。
5. 可定量分析:拉曼光谱技术可以通过建立标准曲线等方法进行定量分析,从而得到样品中特定成分的含量和浓度信息。
总之,拉曼光谱技术具有高效、精确、非破坏性等优点,因此在化学、材料、生命科学等领域被广泛应用。
拉曼光谱技术应用的综述

拉曼光谱技术应用的综述摘要:介绍了拉曼光谱的原理,拉曼光谱技术以及近年来拉曼光谱分析技术在考古、医学、文物、宝石鉴定、林业和法庭科学等领域的最新进展。
并对其未来的应用前景进行了展望。
关键词:拉曼光谱技术;应用;原理中图分类号043 文献标识码a 文章编号1674-6708(20lo)29-0115-02o、引言1928年,印度科学家raman发现了拉曼散射效应,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,直到使用激光作为激发光源的激光拉曼光谱仪问世以及傅立叶变换技术的出现,拉曼光谱检测灵敏度才大大增加,其应用范围也在不断地扩大。
目前,拉曼光谱已广泛应用于考古、医学、文物、宝石鉴定、石油化工、林业和法庭科学等领域。
1.拉曼光谱原理拉曼散射是光照射到物质上发生的非弹性散射所产生的。
单色光束的入射光光子与分子相互作用时可发生弹性碰撞和非弹性碰撞,在弹性碰撞过程中,光子与分子间没有能量交换,光子只改变运动方向而不改变频率,这种散射过程称为瑞利散射。
而在非弹性碰撞过程中,光子与分子之间发生能量交换,光子不仅仅改变运动方向,同时光子的一部分能量传递给分子,或者分子的振动和转动能量传递给光子,从而改变了光子的频率,这种散射过程称为拉曼散射。
拉曼散射分为斯托克斯散射和反斯托克斯散射。
2、常用的拉曼光谱技术常用的拉曼光谱技术主要有:显微共焦拉曼光谱技术、傅里叶变换拉曼光谱技术、共振增强拉曼光谱技术和表面增强拉曼光谱技术。
3、拉曼光谱技术的应用3.1 拉曼光谱在考古研究中应用对古代青铜器的腐蚀产物进行分析研究,有利于我们认识古代各国的合金技术及处理工艺,研究其腐蚀机理,从而探讨古青铜器的保护方案。
与传统的鉴别方法如电镜、x光衍射等分析方法相比较,拉曼光谱被证实是对金属器物做无损检测的一种非常有效的方法。
文物中颜料鉴定的目的是为了获得历史、艺术和技术信息。
大多颜料由于受环境和气候的影响而发生了退化脱落,甚至有些新出土文物的颜料非常潮湿,同时有些颜料是混合颜料或多个颜料层叠加,这给颜料的分析带来了困难。
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拉曼光谱技术综述摘要:本文从拉曼散射原理出发,介绍了拉曼技术的特征,以及拉曼技术的优势和不足,从激光技术和纳米技术出发介绍了当前拉曼技术的广泛发展和应用。
综述了近年来了曼技术的主要的分析技术。
涉及拉曼光谱技术的发展简史,发展现状和最新研究进展等方面。
关键字:光谱分析、拉曼散射、激光、光子1、拉曼光谱的发展简史印度物理学家拉曼于1928年用水银灯照射苯液体,发现了新的辐射谱线:在入射光频率ω0的两边出现呈对称分布的,频率为ω0-ω和ω0+ω的明锐边带,这是属于一种新的分子辐射,称为拉曼散射,其中ω是介质的元激发频率。
与此同时,前苏联兰茨堡格和曼德尔斯塔报导在石英晶体中发现了类似的现象,即由光学声子引起的拉曼散射,称之谓并合散射。
然而到1940年,拉曼光谱的地位一落千丈。
主要是因为拉曼效应太弱(约为入射光强的),人们难以观测研究较弱的拉曼散射信号,更谈不上测量研究二级以上的高阶拉曼散射效应。
并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。
所以到40年代中期,红外技术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落。
1960年以后,红宝石激光器的出现,使得拉曼散射的研究进入了一个全新的时期。
由于激光器的单色性好,方向性强,功率密度高,用它作为激发光源,大大提高了激发效率。
成为拉曼光谱的理想光源。
随探测技术的改进和对被测样品要求的降低,目前在物理、化学、医药、工业等各个领域拉曼光谱得到了广泛的应用,越来越受研究者的重视。
70年代中期,激光拉曼探针的出现,给微区分析注人活力。
80年代以来,美国Spex公司和英国Rrin show公司相继推出,拉曼探针共焦激光拉曼光谱仪,由于采用了凹陷滤波器(notch filter)来过滤掉激发光,使杂散光得到抑制,这样入射光的功率可以很低,灵敏度得到很大的提高。
Di l o公司推出了多测点在线工业用拉曼系统,采用的光纤可达200m,从而使拉曼光谱的应用范围更加广阔。
2、拉曼光谱简介:拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱。
拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,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。
3、拉曼光谱原理:3.1、瑞利散射与拉曼散射当一束激发光的光子与作为散射中心的分子发生相互作用时,大部分光子仅是改变了方向,发生散射,而光的频率仍与激发光源一致,这种散射称为瑞利散射。
但也存在很微量的光子不仅改变了光的传播方向,而且也改变了光波的频率,这种散射称为拉曼散射。
其散射光的强度约占总散射光强度的10-6~10-10。
拉曼散射的产生原因是光子与分子之间发生了能量交换改变了光子的能量。
3.2、拉曼散射的产生光子和样品分子之间的作用可以从能级之间的跃迁来分析。
样品分子处于电子能级和振动能级的基态,入射光子的能量远大于振动能级跃迁所需要的能量,但又不足以将分子激发到电子能级激发态。
这样,样品分子吸收光子后到达一种准激发状态,又称为虚能态。
样品分子在准激发态时是不稳定的,它将回到电子能级的基态。
若分子回到电子能级基态中的振动能级基态,则光子的能量未发生改变,发生瑞利散射。
如果样品分子回到电子能级基态中的较高振动能级即某些振动激发态,则散射的光子能量小于入射光子的能量,其波长大于入射光。
这时散射光谱的瑞利散射谱线较低频率侧将出现一根拉曼散射光的谱线,称为St okes线。
如果样品分子在与入射光子作用前的瞬间不是处于电子能级基态的最低振动能级,而是处于电子能级基态中的某个振动能级激发态,则入射光光子作用使之跃迁到准激发态后,该分子退激回到电子能级基态的振动能级基态,这样散射光能量大于入射光子能量,其谱线位于瑞利谱线的高频侧,称为antiStokes线。
Stokes线和anti-Stokes线位于瑞利谱线两侧,间距相等。
Stokes线和anti-Stokes线统称为拉曼谱线。
由于振动能级间距还是比较大的,因此,根据波尔兹曼定律,在室温下,分子绝大多数处于振动能级基态,所以Stokes线的强度远远强于anti-Stokes线。
拉曼光谱仪一般记录的都只是Stokes线。
3.3、拉曼散射光谱的特征1.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关;2. 在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
3. 一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。
这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
实验做出的谱图(以波长为单位)标准的谱图(以波数为单位)3.4、通过的结构分析解释光谱:分子为四面体结构,一个碳原子在中心,四个氯原子在四面体的四个顶点。
当四面体绕其自身的一轴旋转一定角度,或记性反演(r—-r)、或旋转加反演之后,分子的几何构形不变的操作称为对称操作,其旋转轴成为对称轴。
CCI4有13个对称轴,有案可查4个对称操作。
我们知道,N个原子构成的分子有(3N—6)个内部振动自由度。
因此分子可以有9个(3×5—6)自由度,或称为9个独立的简正振动。
根据分子的对称性,这9种简正振动可归纳成下列四类:第一类,只有一种振动方式,4个氯原子沿与C原子的联线方向作伸缩振动,记作v1,表示非简并振动。
第二类,有两种振动方式,相邻两对CI原子在与C原子联线方向上,或在该联线垂直方向上同时作反向运动,记作v2,表示二重简并振动。
第三类,有三种振动方式,4个CI与C原子作反向运动,记作v3,表示三重简并振动。
第四类,有三种振动方式,相邻的一对CI原子作伸张运动,另一对作压缩运动,记作v4,表示另一种三重简并振动。
上面所说的“简并”,是指在同一类振动中,虽然包含不同的振动方式但具有相同的能量,它们在拉曼光谱中对应同一条谱线。
因此,分子振动拉曼光谱应有4个基本谱线,根据实验中测得各谱线的相对强度依次为v1>v2>v3>v4。
4、拉曼光谱技术的优越性拉曼光谱要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。
此外: 1 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。
2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析。
相反,若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐,更适合定量研究、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。
4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米,常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。
这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。
而且,拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面积的样品。
5 共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。
5、拉曼技术的发展5.1拉曼光谱技术的发展得益于以下两种技术的高速发展:激光技术非线性拉曼光谱技术已经在生命科学领域研究中发挥它的独特和重要作用。
高质量的超快激光器还推动了另一个极具前途的表面光谱技术,就是合频(SFG)技术的发展,它作为具有独特的界面选择性的非线性光谱方法,已经在界面和表面科学、材料乃至生命领域研究中发挥着越来越重要的作用。
纳米科技第二个重要方面就是纳米科技的迅猛发展,它使得基于纳米结构的表面增强拉曼光谱(SERS)和针尖增强拉曼光谱(TERS)在超高灵敏度检测方面取得了长足的进步,推动拉曼光谱成为迄今很少的、可达到单分子检测水平的技术。
现在不论是拉曼光谱刊物,还是拉曼光谱会议,SERS都是一个最受关注的内容。
在近几届的国际拉曼光谱会议上,SERS分会都是最大的分会。
近几年,有关SERS的论文数量也呈显著的上升趋势。
SERS和TERS不仅仅在表面科学研究领域,而且在生命科学领域将具有很大的发展潜力,由此可以为研究各类重要的生命科学体系和解决基本问题作出贡献。
拉曼光谱相对于红外光谱,其优势之一体现在用拉曼研究水溶液中比较方便,而生命科学的许多研究往往需要的水溶液环境。
共振拉曼、表面增强拉曼和非线性拉曼光谱以及它们的联用将成为生命科学前沿领域具有重要价值的研究方法,因为21世纪是生命科学的世纪,我以为也是纳米技术和激光技术的世纪。
5.2分析技术5.2.1几种重要的拉曼光谱分析技术1、单道检测的拉曼光谱分析技术拉曼光谱2、以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱的检测仪的分析技术3、采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析技术4、共振拉曼光谱分析技术5、表面增强拉曼效应分析技术5.2.2拉曼光谱用于分析的优点和缺点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,避免了一些误差的产生,并且在分析过程中操作简便,测定时间短,灵敏度高等优点。
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一定的影响。
6、拉曼光谱技术的应用激光拉曼光谱法的应用有以下几种:在有机化学上的应用,在高聚物上的应用,在生物方面上的应用,在表面和薄膜方面的应用。
有机化学:拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定的手段,拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是碇化学键、官能团的重要依据。
利用偏振特性,拉曼光谱还可以作为顺反式结构判断的依据。
高聚物:拉曼光谱可以提供关于碳链或环的结构信息。
在确定异构体(单休异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等)的研究中拉曼光谱可以发挥其独特作用。
电活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光谱为工具,在高聚物的工业生产方面,如对受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束分子的观测,以及聚乙烯磨损碎片结晶度的测量等研究中都彩了拉曼光谱。
生物:拉曼光谱是研究生物大分子的有力手段,由于水的拉曼光谱很弱、谱图又很简单,故拉曼光谱可以在接近自然状态、活性状态下来研究生物大分子的结构及其变化。
拉曼光谱在蛋白质二级结构的研究、DNA和致癌物分子间的作用、视紫红质在光循环中的结构变化、动脉硬化操作中的钙化沉积和红细胞膜的等研究中的应用均有文献报道。
表面和薄膜:拉曼光谱在材料的研究方面,在相组成界面、晶界等课题中可以做很多例作。