激光拉曼光譜儀
用於物質鑒定等的儀器
激光拉曼光譜儀是一個集合了激光光譜學、精密機械和微電子系統的綜合測量體系。其最終結果是獲得散射介質在一定方向上具有一定偏振態的散射光強隨頻率分佈的譜圖。
激光拉曼光譜儀分析是一種非破壞性的微區分析手段,液體、粉末及各種固體樣品均不需特殊處理即可用於拉曼光譜的測定。拉曼光譜可以單獨,或與其他技術(如X衍射譜、紅外吸收光譜、中子散射等)結合起來應用,方便地確定離子、分子種類和物質結構。其應用主要是對各種固態、液態、氣態物質的分子組成、結構及相對含量等進行分析,實現對物質的鑒別與定性。
拉曼散射的基本原理
對於拉曼散射來說,分子由基態E被激發至振動激發態E,光子失去的能量與分子得到的能量相等為△E,反映了指定能級的變化。因此,與之相對應的光子頻率也是具有特徵性的,根據光子頻率變化就可以判斷出分子中所含有的化學鍵或基團。
這就是拉曼光譜可以作為分子結構的分析工具的理論基礎。
激光光源:多用連續式氣體激發器,有主要波長為632.8nm的He-Ne激光器和主要波長為514.5nm和488.0nm的Ar離子激光器。
樣品池:常用微量毛細管以及常量的液體池、氣體池和壓片樣品架等。
(1)體積小、重量輕、能耗低;
(2)堅固、抗震,能耐溫度和壓力的驟然變化;
(3)在惡劣環境(大溫度,低真空,高輻射)下正常工作;
(4)低噪音、高輸出、礦物鑒定靈敏;
(5)完善的波數校正標準。
激光拉曼光譜法的應用有以下幾種:在有機化學上的應用、在高聚物上的應用、在生物方面上的應用、在表面和薄膜方面的應用。
拉曼光譜可以提供關於碳鏈或環的結構信息。在確定異構體(單體異構、位置異構、幾何異構和空間立現異構等)的研究中拉曼光譜可以發揮其獨特作用。電活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光譜為工具,在高聚物的工業生產方面,如對受擠壓線性聚乙烯的形態、高強度纖維中緊束分子的觀測,以及聚乙烯磨損碎片結晶度的測量等研究中都採用了拉曼光譜。
拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段,由於水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單,故拉曼光譜可以在接近自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子的結構及其變化。拉曼光譜在蛋白質二級結構的研究、DNA和致癌物分子間的作用、視紫紅質在光循環中的結構變化、動脈硬化操作中的鈣化沉積和紅細胞膜的等研究中的應用均有文獻報道。利用FT-Raman消除生物大分子熒光干擾等,有許多成功的示例。
(1)對樣品無接觸、無損傷,樣品不需要製備;
(2)快速分析鑒別各種材料的特性與結構;
(3)能適合黑水和含水樣品,可在高、低溫及高壓條件下準確測量。