激光拉曼光谱仪的功能及应用

　　激光拉曼光谱仪是以拉曼散射为理论基础的一种光谱分析仪器。激光拉曼光谱仪的主要部件有：激光光源、样品池、单色器、光电检测器、记录仪和计算机。

激光拉曼光谱仪简介

　　激光拉曼光谱仪是一个集合了激光光谱学、精密机械和微电子系统的综合测量体系。其Z终结果是获得散射介质在一定方向上具有一定偏振态的散射光强随频率分布的谱图。激光拉曼光谱仪分析是一种非破坏性的微区分析手段，液体、粉末及各种固体样品均不需特殊处理即可用于拉曼光谱的测定。

　　激光拉曼光谱仪可以单独，或与其他技术(如X衍射谱、红外吸收光谱、中子散射等)结合起来应用，方便地确定离子、分子种类和物质结构。激光拉曼光谱仪应用主要是对各种固态、液态、气态物质的分子组成、结构及相对含量等进行分析，实现对物质的鉴别与定性。

激光拉曼光谱仪的功能

　　激光拉曼光谱仪可对固态、液态、气态的有机或无机样品进行非破坏性分析，如用于岩石矿物组成、矿物固液气相包裹体、宝玉石、高聚物、无机非金属材料等的鉴定。

　　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。

激光拉曼光谱仪的应用

　　激光拉曼光谱仪的应用有以下几种：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。

　　在有机化学上的应用：

　　激光拉曼光谱仪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确定化学键、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。

　　在高聚物上的应用：

　　激光拉曼光谱仪可以提供关于碳链或环的结构信息。在确定异构体(单体异构、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采用了拉曼光谱。

　　在生物方面上的应用：

　　激光拉曼光谱仪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。利用FT-Raman消除生物大分子荧光干扰等，有许多成功的示例。

　　在表面和薄膜方面的应用：

　　激光拉曼光谱仪已成CVD(化学气相沉积法)制备薄膜的检测和鉴定手段。另外，LB膜的拉曼光谱研究、二氧化硅薄膜氮化的拉曼光谱研究都已见报道。

　　尽管拉曼散射很弱，拉曼光谱通常不够灵敏，但利用工振或表面增强拉曼技术就可以大大加强拉曼光谱的灵敏度。表面增强拉曼光谱学(SERS)已成为拉曼光谱研究中活跃的一个领域。