多聚焦共聚焦拉曼光谱仪的优点由于拉曼散射过程固有的低效率,拉曼显微镜的一个主要技术限制是信号采集时间过长。例如,使用自发拉曼微光谱对生物标本进行化学分析或成像需要几十秒或几分钟的时间。表面增强拉曼散射(SERS)、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)和受激拉曼散射(SRS)被开发用来增强拉曼散射信号,以提高拉曼分析或成像的速度。然而,在SERS中使用金属纳米颗粒对生物应用造成了一些缺点,CARS或SRS通常局限于查询一个振动模式,而不是同时测量标本的全拉曼光谱。在不使用外源标记或纳米颗粒的情况下获得完整的光谱(例如400-2000 cm-1)可以更好地了解样品中的化学成分和分子结构。为了提高自发 ...
多聚焦拉曼光谱仪的调制多焦探测方法采用SLM技术生成多激光阱的m × n激光聚焦阵列。利用多通道CCD摄像机同时检测捕获的m × n个单个粒子的拉曼信号。虽然单个拉曼光谱可以沿着CCD相机的垂直像素进行分辨,但在水平像素方向(沿光谱仪的色散方向)上,光谱有明显的重叠。为了解决这一问题,可使用一个快门装置来调制模式拉曼信号。图1该检测方案将能够获得不同组合的叠加拉曼光谱,然后对其进行分解,并允许在数据处理和分析后提取每个焦点的单个拉曼光谱。新的并行采集技术大大提高了共聚焦拉曼显微镜的成像速度。如图1所示,SLM 通过调制单个激光束的相位来产生多个激光焦点。785 nm的高功率二极管激光器作为激光 ...
近红外拉曼光谱的优点拉曼光谱由一个波长或频谱组成,它对应于辐照“拉曼活性”材料产生的非弹性(拉曼)光子信号。材料的拉曼辐照通常使用单频激光。由拉曼相互作用产生的拉曼指纹谱可以通过适当的探测器散射和接收的频率来确定。光谱通常被“数字化”,并在进行分析时与参考样品或参考物质光谱进行数字匹配。今天有了许多“商用现货”组件,拉曼光谱和荧光光谱等弱强度效应可以用于许多分析应用。拉曼测量的实验限制之一是光谱仪本身。特别是在拉曼光谱中,携带被分析物所需“信息”的光信号非常微弱,在测量时需要特别注意。光谱学是研究相互作用强度与波的波长、频率或势能的关系的许多方法中的任何一种。光谱学通常需要产生一个“探测信号” ...
空间光调制器在拉曼光谱中的应用原理拉曼光谱学一直受益于各种科学技术的进步。对于自发拉曼光谱,电荷耦合器件(CCD)探测器允许在合理的速度下电子读出高质量光谱,大功率窄线宽近红外(NIR)激光器为生物样品提供了几乎理想的激发源,和高保真光学滤波器现在具有良好的抑制激发光的锐利边缘接近激发频率将这些先进的光电器件与光学或完全不同的仪器(如扫描探针显微镜)相耦合,可以用微或纳米尺度的空间分辨率探测材料的分子结构。所有这些进步已经将拉曼光谱从一种昂贵的专业技术转变为遍及物理和生命科学领域的普通台式仪器。当然,技术的进步还在继续,新的和看起来遥远的光学领域在拉曼光谱仪器中得到了应用。空间光调制器(SLM ...
拉曼光谱技术表征二维材料的应用研究上个世纪,层状材料得到了广泛的研究。然而在Novoselov等人将具有原子厚度的真正二维材料(2DMs)石墨烯剥离之前,层状材料的单层成分是无法达到的。石墨烯具有许多非凡的特性,它的发现激发了人们对二维材料(2DMs)的巨大兴趣,其范围广泛,从绝缘体、拓扑绝缘体、半导体、半金属和金属到超导体。各种2DMs合成的最新进展为基础科学现象的研究提供了机会和多功能平台,如无质量狄拉克费米子、超导体、铁磁性、半整数量子霍尔效应,以及在高端电子、自旋电子学、光电子、能量收集和柔性电子等方面的潜在应用。由于厚度超薄,2DMs的能带结构、晶格振动和电子-声子相互作用等特性对制 ...
使用空间散射偏移拉曼光谱检测猪肉中β-激动剂的优势β-激动剂残留在家畜体内半衰期长、代谢慢、稳定性差,对人类健康存在潜在风险。如果给畜禽大量喂食沙丁胺醇,大部分会沉积在动物的肝、肾、肺、肌肉等组织和器官中,人类食用会对肝、肾等内脏器官产生毒副作用,严重影响健康。高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱(LC-MS)、气相色谱-质谱(GC-MS) 、酶联免疫吸附(酶联免疫吸附)和毛细管电泳(CE) 等色谱方法已广泛应用于动物饲料和组织中β-激动剂的测定。这些方法可能具有较高的敏感性和特异性。然而,它们通常耗时、劳动密集、具有破坏性,并且需要进行预处理,这使得实时监测肉类中β-激动剂的残留变得困难 ...
拉曼光谱成像模式的优化方法为了减少来自荧光对拉曼信号的影响,人们可以使用长波长激光,但是相应的拉曼信号会有所降低。目前,大多数拉曼成像是在700到900纳米之间进行的,在这个范围内,可以发现自发荧光和拉曼信号之间的妥协。即便如此,需要很长的采集时间来检测足够的光子,并获得可接受的信号噪声。在快速系统中,获取足够的光子来测量单个拉曼光谱大约需要0.5秒,这意味着通过点扫描获得一幅512 × 512像素的拉曼图像需要36小时。为了克服这一限制,人们已经开发了几种拉曼成像模式和技术,可分为两种主要策略:提高成像采集速度和提高信号强度。在第一种策略中,对图像采集设置进行了修改,以提高成像采集速度,以便 ...
拉曼光谱仪应用中的扫描成像方式点聚焦和逐点扫描在这种方法中,激光是点聚焦的,被测物体被平移过激光焦点,或者焦点被光栅扫描过物体。电机驱动的x-y台是最常用的平移物体的设备。虽然作为研究显微镜附件的工作台可以定位精度优于±1 μm,并且可以以0.1μm的增量进行步进,但必须允许它们稳定在0.5 s左右才能达到此精度。当每个像素处的积分时间只有一秒或几秒时,沉降时间可以显著增加整个图像采集时间。尽管存在死时间问题,但电机驱动的舞台仍然受到供应商和最终用户的欢迎。一个重要的原因是,这些工作台对于微观测绘和更大比例尺的测绘都很有用,因为最常见的模型能够在每个轴上移动10-20厘米。有几种扫描方法可以减 ...
首先,典型的拉曼光谱特征宽度约为15 cm−1。在800nm附近,这相当于约1 nm的带宽。对于任何激光器系统,激光脉冲宽度和激光光谱带宽之间的反比关系意味着,对于给定的光谱带宽,可以达到的最短脉冲有一个基本的限制。在1 nm带宽的情况下,假设脉冲形状为高斯,该脉冲宽度约为0.95 ps。将脉冲缩短到这个值以下将导致CARS中非共振背景/共振信号比的增加,从而降低对比度和降低图像质量。在SRS中,结果很简单,即使峰值功率(因此非线性光损伤)会增加,也不会产生额外的信号,因为与拉曼有源跃迁没有共振的频率分量不会产生信号。此外,如果附近发生两个共振,较宽的带宽将意味着光谱分辨率较低,获得的图像将受 ...
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