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拉曼测量技术提示

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海洋HDX拉曼光谱仪,带激光和其他拉曼配件

188体育直播appOcean Insight的专家讨论了拉曼光谱应用的关键考虑因素,包括激光激发波长的选择,保持最佳探测聚焦的重要性,以及取样的注意事项。

关于我们的专家
最初捕获为应用光谱知识播客系列,这种关于拉曼的谈话由Yvette Mattley,Ocean Insight的Lab服务经理领导,以及Amy Baue188体育直播appr,主要应用188比分直播xiu科学家和我们的前同事安妮 - 玛丽Dowgiallo,这是表面增强拉曼光谱(SERS)的权威。

笔记:为了篇幅和清晰度,这些评论经过了编辑。想听完整的讨论,请收听我们的与海洋洞察拉曼专家188体育直播app见面播客。

拉曼光谱的起源

艾米·鲍尔(AB):拉曼光谱是以物理学家的名字命名的爵士C.V.拉曼,一个1930年诺贝尔奖得主他的发明。拉曼是个了不起的人。1921年,他环游世界,被冰川的蓝色震惊了。于是,他开始学习光散射.尽管他当时有简单的工具,但他发现了一种表现出一种振动的光谱分子键合.拉曼的方法是通过连续波激光.激光照射到表面,大部分的光,我们直观地知道,是弹性散射的,也就是说,入射的颜色和入射的颜色是一样的。然而,少量的光被分散在最后的程度,出来的波长或颜色略有不同。这取决于激光击中的化学物质的振动结构。拉曼光谱中的每个峰都对应于一个给定的分子振动个人债券


在拉曼作为“指纹识别”技术

AB:在许多情况下使用拉曼光谱来提供一个鉴定未知化合物。任何纯材料都有一个独特的拉曼光谱,并且可用于在途中没有荧光的情况下提供这种华丽的识别,并且存在足够的信号水平。但它是非常特异性的光谱学。

Yvette Mattley(YM):我觉得拉曼很了不起。我最喜欢的例子是看邻对二甲苯和间二甲苯的光谱,它们的化学式相同,化学式相同。但你只是在环上移动了一个原子,结果,拉曼光谱就变得如此不同。所以,我非常喜欢拉曼的指纹

AB:另一个很好的例子是使用拉曼光谱到识别回收塑料.其中的原因非常相似。聚合物链,大部分都是碳氢键,碳碳键。在不饱和发生的地方,它驱动拉曼光谱到你可以区分的程度,例如,两种尼龙。


在SERS上提高敏感性

Anne-Marie Dowgiallo(AMD):SERS是拉曼的一种变体,允许你增加分子的拉曼信号,这些分子可能附着在金属表面或金属纳米颗粒上。通常这些是金或银的纳米结构大小在10到100纳米之间。或者你可以使用粗糙的金属表面,当分子紧密接触时,你会观察到一个更强的拉曼信号。所以,如果你在看低浓度一定的分析物,你可能想要使用sers.而不是拉曼,因为拉曼只是在批量样品上工作。

YM:我的理解是,只有一百万的光子中只有一百万的照片,你将进入样品将会散落拉曼。所以,我总是惊讶的是,标准拉曼有各种各样的赔率。但是现在当你在那里把这些纳米颗粒放在那里时,我们开始看到我们可以获得一个重要的信号增强,对吧?

AMD公司:是的。和s, 你可以从10中看任何东西4.增强级别的类型。高达1014.已经报道。


选择拉曼激发波长

YM:让我们解决客户在他们在实验室开始使用拉曼时可能拥有的一些问题。一个是许多不同的波长可用于激发 - 532nm,785nm,1064nm。有时客户不确定使用哪个波长。

AB:很难说哪一个效果最好,我会告诉你为什么。拉曼信号随着激发光波长的变化而变化,随着激发波长的缩短而变化。所以,在研究领域有人甚至使用三倍Nd: YAG激光器来进行这些分析。所以,在266纳米的区域。所以,你会问自己,好吧,为什么我们不卖其中一种,为什么它们在文学中不受欢迎?

嗯,在同时,拉曼信号随着波长的减小,当我们执行拉曼光谱的时,我们遇到的主要问题也在缩放。当然,我正在讨论我们的邪恶疯狂,荧光。随着励磁光的波长降低,拉曼信号增加,但荧光也增加。荧光可以真正超越具有较短波长激光器的信号。这是推动具有明亮,稳定的半导体激光器的较长波长拉曼系统的开发。所以,人民测量生物样本例如,正在使用785 nm.1064 nm.因为他们是担心看到荧光

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AMD公司:正如Amy提到的,荧光是一个问题当你在532纳米。但我见过有人用532纳米的半导体,不同的聚合物,矿物质,诸如此类的东西。关于SERS,如果你要使用然后纳米颗粒532 nm是你的激光选择的波长,因为你有最好的共鸣那里的条件。对于金纳米颗粒,我们使用785纳米。

YM:因此,如果我们正在使用SERS,那么激发波长将由我们使用的纳米颗粒决定。如果我们正在做标准拉曼,那么785纳米是最好的选择因为激发波长和拉曼光谱强度之间的权衡,和荧光强度之间的权衡。不过,最终,你只需要愿意尝试不同的波长,看看什么能给你你需要的。

AB:肯定的。但另一件事是,荧光真的是一个奇怪的,可能是激发功率的非线性函数。所以,可能会有这样的情况,也许你没有最佳的波长,也许你只是被现有的波长困住了。但如果你摆弄输入功率,你经常可以优化拉曼信号在存在荧光的情况下,您可以使用软件来删除该背景。


论抽样方法考虑因素

YM:优化RAMAN设置不仅仅是将瓶子扔进设置并获得频谱数据的问题。用户准备衡量样本时需要考虑什么?

AMD公司:当您进行拉曼测量时,重点非常重要。这探针我们使用的焦距为距探头末端约7.5毫米。这是激光光斑将紧密聚焦的地方,并且当它击中样品时具有最高功率密度。这是关键的,因为更高的激光力量强烈拉曼信号。

但是你必须小心,因为你可以在拉曼期间损坏样品,特别是如果你在较低波长上工作。您必须弄清楚最好的参数你的样本没有损坏它。是吗坚硬的?是吗液体?随着SERS基板,当您聚焦激光时,您无法真正远足大约15兆瓦的激光功率。此外,您不想在其他类型的基材上超过100兆瓦,因为您可以损坏分子或分析物。但随着拉曼经历了一个小瓶,我们的客户在聚焦激光时遇到的事情,是它们将把激光聚焦在小瓶或比色皿的墙壁上,并且他们会看到一个非常强大的峰形式,大约1300厘米-1或1400厘米-1.因此,您想要做的是调整探头相对于小瓶的位置,以确保您关注您的样本并最大限度地减少该峰值。

AB:焚烧样本之间存在可怕的区域并获得适当的拉曼信号。而且它有点难以识别“就在燃烧”一套条件。我希望人们在寻找看起来有趣但不粘的拉曼谱的范围,因为它不能重现,因为它是实际燃烧过程的拉曼谱。我没见过这个次数,但我们以前在开玩笑你不是拉曼光谱师除非你把什么东西点着了.有这一点在于您似乎有一个体面的拉曼频谱,其中信息中有一个信息,然后您无法在同一样本的相同焦点上重现它。这意味着你刚刚注意到你烧掉了你的样品。

关于挑战的应用

YM:拉曼是一种很棒的技术,但不是解决一切问题的答案。当然,我们也可以对手术过程进行改进,以提高拉曼光谱的特异性和检测限度。但拉曼并不是解决一切问题的答案。

AB:是的。例如,吸收材料上的激光功率是非启动器。尽管拉曼一般来说是伟大的为了识别塑料在美国,它很难识别含有炭黑的塑料。根据个人经验你们知道你们的车装满了黑色塑料。拉曼在识别这一点上做得很糟糕。你所能期望的最好的结果是双峰炭黑的特性和不烧塑料的强烈尝试。

AMD公司:最纯净的金属,你不会得到拉曼谱。还有一些我遇到困难的其他样本是非常薄薄的电影。如果您没有显微镜设置,它们难以衡量,您可以在那里精细调整焦点。你可以测量拉曼薄膜, 当然。但在我的经历中,他们已经变得更加困难。然后,任何低浓度的东西都会有挑战性,特别是如果你有低浓度分析物复杂矩阵,那么生物液体比如血液或唾液。所以这些类型的样本用拉曼是非常具有挑战性的。

YM:SERS是否与那些低浓度样本合作?

AMD公司:低浓度样品易于柱子,但在复杂的矩阵中,它们更具挑战性。但有些方法可以让它工作。

AB:区分安妮提到的两种拉曼不友好很重要。在纯金属的情况下,没有看到典型的分子键。纯金属不适合拉曼惰性气体,不适合拉曼。但在这种情况下复杂的混合物,使用电脑软件和化学计量学可以帮助,或者在薄膜的情况下,仔细的样品制备和展示将提高显微镜。

定量拉曼结果

YM:如何定量工作,让我们说,挑战血液测量等应用?我们是否能够在生物混合物中量化任何东西?

AMD公司:是的,在人体血液。我们利用我们正在学习的兴趣分析物的主要拉曼峰的强度。然后,我们使用它来对应于存在的材料的量,因此我们能够从这些测量中获得良好的浓度曲线。

AB:量化是非常可能的。物理物理学使特征高度或特征区域与浓度线性地尺度。所以,所有工作都很好。但特别是如果你正在看一个简单的测量和一个简单的矩阵,就像这样,说,柔软的食物和水。这就是我量化的东西。我认为事情会有更复杂的矩阵变得混乱,只是因为它们没有像清晰,独特的功能这样的东西,可以作为该量化的基础提供。


在拉曼测量提示

AMD公司:我给予人们的一个提示是在OceanView软件中使用该功能,称为CleanPeaks.这是一个OceanView内置算法可以应用于原始拉曼光谱,它可以去除任何基线或荧光。它有助于将光谱压缩到一个平坦的基线,这对于呈现数据和在一个更清晰的图表中显示峰值是很好的,没有所有的背景噪声。

编辑注意:学习更多关于CleanPeaks和其他拉曼测量提示

YM:几年来,我一直在制作拉曼测量,但从专家听到正在使用拉曼设置和样品的专家总是很好。真正通过的是拉曼的特殊性和敏感性,特别是当你使用Sers基板时。并且您需要花费优化程序所需的时间,并确保您获得最佳数据。

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