關(guān)于拉曼光譜知識(shí)的疑難解答
1.使用拉曼光譜儀測(cè)透明的有機(jī)物液體,測(cè)試時(shí)放到了玻璃片上測(cè)出來(lái)的結(jié)果是玻璃的光譜。
答:聚焦位置不對(duì),聚在玻璃上了,用凹面載玻片,液體量會(huì)比較多,然后用顯微鏡聚焦好就可以了,如果液體有揮發(fā)性,最好液體上用蓋玻片,然后焦點(diǎn)聚焦到蓋玻片以下。
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2. 做生物樣品的拉曼光譜,獲得的圖里面有很強(qiáng)的熒光,有人說(shuō),如果拉曼得不到就用其熒光譜。那么在拉曼譜里面得到的熒光背景,是真正的熒光特征譜嗎?這和熒光光譜儀里面的熒光圖有什么區(qū)別?
答:拉曼譜中的熒光和熒光譜中的熒光是一樣的,只要激發(fā)波長(zhǎng)和功率密度相同。但有一點(diǎn)要注意,不同波長(zhǎng)的激發(fā)光照射樣品,得到的拉曼相近,但熒光可以有很大不同,甚至相同波長(zhǎng)不同功率激發(fā),熒光譜都大不一樣。
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3. 共焦顯微拉曼光譜儀?
答:共焦拉曼指的是空間濾波的能力和控制被分析樣品的體積的能力。通常主要是利用顯微鏡系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
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4. 激光拉曼測(cè)試,樣品如何預(yù)處理?
答: 一般來(lái)說(shuō),樣品都不需要做預(yù)處理,不象紅外那樣麻煩。分析固體和液體比較容易,氣體就難了,除非密度很大,否則只能用大型拉曼。
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5.容易測(cè)得拉曼信號(hào)的樣品?
(1) 拉曼光譜的信號(hào)非常微弱,大致是瑞利散射的10e-61 ~1 0e-8的級(jí)別,普通的設(shè)計(jì)取得拉曼信號(hào)非常困難,所以需要加上較好的陷波濾波片盡量的消減瑞利散射。這樣,拉曼信號(hào)依然和背景大致相當(dāng),甚至更低,還需要考慮光譜儀本身的雜散光阻擋能力,使用何種探測(cè)器,樣本是否有熒光干擾等等。
(2)最好先確定實(shí)驗(yàn)要求:需要自建組合系統(tǒng);使用商業(yè)成套設(shè)備,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇設(shè)備等。
(3)用準(zhǔn)直透鏡收集光本身不會(huì)增加光通量,反而會(huì)降低光通量。因?yàn)闇?zhǔn)直透鏡主要是收集平行光并將其耦合入光纖,其數(shù)值孔徑反而沒(méi)有光纖大,當(dāng)光從四周散射過(guò)來(lái)時(shí),光纖反而能收集到更大角度上的光。因此不推薦采用準(zhǔn)直透鏡來(lái)收集光。另外如果做拉曼建議還是采用專用的光纖拉曼探頭。
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6.拉曼光譜采用的是激光,不是單波長(zhǎng)光嗎,那譜圖上怎么會(huì)有波長(zhǎng)選擇范圍的呢?
答:激發(fā)光源用單色光-激光,激發(fā)出的拉曼信號(hào)可能分布在一個(gè)很寬的范圍內(nèi),會(huì)同時(shí)激發(fā)出不同波長(zhǎng)的拉曼信號(hào)。
激發(fā)光用的是單色的激光,如常用的488.0nm 514.5nm 785nm 1064nm,正因?yàn)榧す獾膯紊院?、?zhǔn)直性好、強(qiáng)度強(qiáng)等特點(diǎn)才用它;由于不同的基團(tuán)與激發(fā)光作用后產(chǎn)生不同的拉曼位移,這么頻移有個(gè)范圍,即一般拉曼信號(hào)在4000~200cm-1范圍內(nèi);使用不同的激發(fā)光源對(duì)于同一個(gè)基團(tuán)而言,產(chǎn)生的拉曼位移位置不會(huì)變,只是強(qiáng)度不同而已。激發(fā)光源及其功率大小的選擇要考慮:是否會(huì)損傷(燒掉、降解)樣品;能否得到拉曼信號(hào),也就是拉曼信號(hào)強(qiáng)弱問(wèn)題。如RRS就是從選擇激發(fā)光源來(lái)增強(qiáng)拉曼信號(hào)的;另外還要避免熒光的干擾,可以用FT-Raman或使用Scissors(SSRS技術(shù))。
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7.用激光粒度儀做固體樣品時(shí),應(yīng)該怎樣制備樣品?
為使顆粒處于單體狀態(tài),在進(jìn)行粒度測(cè)試前要對(duì)樣品進(jìn)行分散處理。分散的方法有潤(rùn)濕、攪拌、超聲波振動(dòng)、分散劑等,有時(shí)這些方法可同時(shí)使用。我們現(xiàn)在是用的磁力攪拌加分散劑的方法。發(fā)現(xiàn)測(cè)大顆粒的時(shí)候攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響粒徑的大小,測(cè)出的結(jié)果偏小。干樣如果采用濕法分散測(cè)量粒度的話需要將樣品放入裝有溶劑(一般是水)的分散池中通過(guò)攪拌、超聲等方式分散。而干樣如果采用干法分散測(cè)量粒度的話可通過(guò)干法分散系統(tǒng)直接測(cè)量。
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8.激光拉曼光譜儀應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)快速的定量分析,但經(jīng)過(guò)前段時(shí)間一些咨詢,使我對(duì)其是否可進(jìn)行快速分析頗存疑問(wèn),尤其是氣體分析。請(qǐng)問(wèn),一般來(lái)說(shuō)分析一次樣品(氣體或固體)的時(shí)間是多長(zhǎng)。
分析速度取決于儀器的靈敏度和樣品本身。通常分析一個(gè)樣品,強(qiáng)信號(hào)幾秒鐘即可,若信號(hào)較弱,則需幾分鐘。做定量分析,儀器本身所需的時(shí)間很短,秒級(jí)。我用拉曼光譜測(cè)過(guò)白酒,但是光譜的重現(xiàn)性很差,而且檢測(cè)限不是很好。采樣軟件上有自帶的基線扣除功能。對(duì)于一個(gè)樣品,如果我要測(cè)定三次。如果每次都掃描了本底,然后測(cè)光譜,那么三條光譜的重現(xiàn)性就比較差,如果說(shuō)只測(cè)定一次本底,然后掃描三次樣品,那么樣品的重現(xiàn)性就比較好??傮w做下來(lái),拉曼的定量效果肯定是不如近紅外,但是拉曼光譜到底能否應(yīng)用于定量,有待進(jìn)一步驗(yàn)證,我做的是低檔的白酒,幾乎都是勾對(duì)的,所以定量的時(shí)候預(yù)測(cè)的效果還可以,采用原始光譜預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差可達(dá)到86%。不知換了其他樣品的效果如何,有待進(jìn)一步研究。
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9.通過(guò)拉曼來(lái)驗(yàn)證我計(jì)算的準(zhǔn)確性。拉曼和紅外的區(qū)別,他們大概的意思就是這2者之間的原理一樣,只是波長(zhǎng)不一樣。是這樣么?
這兩者都是振動(dòng)光譜,從這一點(diǎn)上面來(lái)說(shuō),原理是一樣的。但是紅外是吸收光譜,而拉曼是散射光譜。至于波長(zhǎng),拉曼采用的是激光作為激發(fā)源,波長(zhǎng)范圍可以從紫外-可見(jiàn)-紅外都可以,最常見(jiàn)的是可見(jiàn)光和NIR的。而紅外只能選擇紅外光作為光源,包括從遠(yuǎn)紅外到近紅外,平時(shí)最常用的是中紅外,100000px-1到10000px-1。從選擇法則上面來(lái)說(shuō),也就是什么樣的振動(dòng)是紅外活性的,什么樣的振動(dòng)是拉曼活性的,也是不一樣的。紅外活性(也就是可以被紅外檢測(cè)到的振動(dòng))必須是分子偶極矩發(fā)生變化,而拉曼活性的振動(dòng)必須是有分子的極化性發(fā)生改變才能被檢測(cè)到。從信號(hào)強(qiáng)度來(lái)說(shuō),拉曼的信號(hào)很弱,通常10的6次方-8次方才有一個(gè)拉曼散射的光子。而相對(duì)來(lái)說(shuō),紅外的信號(hào)要強(qiáng)!所以在實(shí)際應(yīng)用中,紅外更廣泛一些!兩者的光譜可以作為互補(bǔ)來(lái)確定分子的結(jié)構(gòu)。
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