拉曼光譜屬于分子振動光譜,1928年由印度物理學家拉曼(Raman)發(fā)現(xiàn)。拉曼光譜具有非破壞性和精細如“指紋”的分辨能力以及不受水的干擾等優(yōu)點,日益受到重視。
顯微共焦拉曼光譜不僅具有常規(guī)拉曼光譜的特點,還有自己的*優(yōu)勢。
顯微共焦拉曼光譜儀具有很好的空間分辨率,樣品分析時將入射光通過顯微鏡聚焦到樣品上,從而可以在不受周圍物質(zhì)干擾的情況下,獲得所照樣品微區(qū)的有關化學成分、晶體結(jié)構(gòu)、分子相互作用以及分子取向等各種拉曼光譜信息。與其他傳統(tǒng)技術相比,更易于直接獲得大量有價值信息,因此在許多領域得到廣泛應用。本文就近幾年來
顯微共焦拉曼光譜儀在腫瘤檢測、文物考古、公安法學等領域的應用進展作一概述,并對其前景進行了展望。
1 顯微共焦拉曼光譜儀的原理和優(yōu)點
a. 原理 顯微共焦拉曼光譜技術是將拉曼光譜分析技術與顯微分析技術結(jié)合起來的一種應用技術。拉曼光譜屬于分子振動光譜,每種物質(zhì)的拉曼線可以有若干隊,每對線對應于物質(zhì)的兩個能級間差值(振動、轉(zhuǎn)動或電子能量間的差值),所以能從分子水平上反映樣品化學組成和分子結(jié)構(gòu)上的差異。顯微拉曼技術可將激發(fā)光的光斑聚焦到微米量級,進而對樣品的微區(qū)進行分析,激光在樣品上產(chǎn)生作用的確切部位,可以通過CCD鑒定儀和一個TV監(jiān)視儀,清晰地顯示出來,TV屏幕,可以選擇有關分析所感興趣的任何樣品的任意部位,整個分析鑒定過程,都非常直觀,易于進行觀察和控制。這對于腫瘤細胞間細微差異的檢測、文物考古、公安法學中的痕量物質(zhì)分析等而言,是一個十分理想的手段。
b.優(yōu)點 顯微共焦拉曼光譜儀具有很好的空間分辨率,利用共顯微共焦拉曼光譜儀可以得到樣品體積很小和不同深度的光譜信息。典型的如RENISHAW顯微拉曼光譜儀,其空間分辨 率好于1μm,縱向分辨率達2μm。它采用干涉窄帶濾光片技 術,實現(xiàn)了拉曼光譜二維直接成像,可方便快捷地獲得物質(zhì)成分的微觀空間分布;使用計算機控制高精度XYZ三維平臺,可實現(xiàn)逐點掃描,獲得高分辨率的三維Raman圖像。
顯微共焦拉曼光譜儀系統(tǒng)能夠消除物鏡自身產(chǎn)生的光譜。當入射光和散射光通過光學系統(tǒng)特別是通過顯微鏡的物鏡時,物鏡材料的拉曼和熒光光譜會出現(xiàn)并疊加到樣品的拉曼光譜上,尤其是在檢測高反射率的樣品時。共聚焦系統(tǒng)主要給出聚焦 區(qū)域的光譜,能避免物鏡光譜出現(xiàn)。
顯微共焦拉曼光譜儀有多個頻率可供選擇。但應注意,在測試生物樣品時,入射光通過顯微物鏡把能量集中在一個微區(qū),因此必須采用低功率的激光以避免樣品的熱和光化學反應。
綜上所述,顯微共焦拉曼光譜儀比傳統(tǒng)的色散型拉曼光譜儀在分辨率、工作頻率、運行速度、靈敏度和微量樣品分析諸方面都有了很大提高,顯微拉曼光譜技術在多個研究領域發(fā)揮著日益重要的作用。
