拉曼光譜儀在各領域的應用

拉曼光譜儀在化學研究中的應用

拉曼光譜在有機化學方面主要是用作結構鑒定和分子相互作用的手段，它與紅外光譜互為補充，可以鑒別特殊的結構特征或特征基團。拉曼位移的大小、強度及拉曼峰形狀是鑒定化學鍵、官能團的重要依據。利用偏振特性，拉曼光譜還可以作為分子異構體判斷的依據。

在無機化合物中金屬離子和配位體間的共價鍵常具有拉曼活性，由此拉曼光譜可提供有關配位化合物的組成、結構和穩定性等信息。另外，許多無機化合物具有多種晶型結構，它們具有不同的拉曼活性，因此用拉曼光譜能測定和鑒別紅外光譜無法完成的無機化合物的晶型結構。

在催化化學中，拉曼光譜能夠提供催化劑本身以及表面上物種的結構信息，還可以對催化劑制備過程進行實時研究。同時，激光拉曼光譜是研究電極/溶液界面的結構和性能的重要方法，能夠在分子水平上深入研究電化學界面結構、吸附和反應等基礎問題并應用于電催化、腐蝕和電鍍等領域。

2、拉曼光譜儀在生物學研究中的應用

拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光譜很弱、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。

生物大分子的拉曼光譜可以同時得到許多寶貴的信息：

(1)蛋白質二級結構：α-螺旋、β-折疊、無規卷曲及β-回轉

(2)蛋白質主鏈構像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動

(3)蛋白質側鏈構像：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的側鏈和后二者的構像及存在形式隨其微環境的變化

(4)對構像變化敏感的羧基、巰基、S-S、C-S構像變化

(5)生物膜的脂肪酸碳氫鏈旋轉異構現象。

(6)DNA分子結構以及和DNA與其他分子間的作用。

(7)研究脂類和生物膜的相互作用、結構、組分等。

(8)對生物膜中蛋白質與脂質相互作用提供重要信息。

3、拉曼光譜技術在寶石研究中的應用

拉曼光譜技術已被**地應用于寶石學研究和寶石鑒定領域。拉曼光譜技術可以準確地鑒定寶石內部的包裹體，提供寶石的成因及產地信息，并且可以有效、快速、無損和準確地鑒定寶石的類別--天然寶石、人工合成寶石和優化處理寶石。

(1)拉曼光譜儀在寶石包裹體研究中的應用

拉曼光譜可以用于寶石包裹體化學成分的定性、定量檢測，利用拉曼光譜技術研究礦物內的包裹體特征，可以獲得有關寶石礦物的成因及產地的信息。

(2)拉曼光譜儀在寶石鑒定中的應用

拉曼光譜測試的微區可達1-2um，在寶石鑒定中具有明顯的優勢，能夠探測寶石極其微小的雜質、顯微內含物和人工摻雜物，且能滿足寶石鑒定所必須的無損、快速的要求。

另外，拉曼顯微鏡的共聚焦設計(confoal)可以實現在不破壞樣品的情況下對樣品進行不同深度的探測而同時*排除其他深度樣品的干擾信息，從而獲得不同深度樣品的真實信息，這在分析多層材料時相當有用。共焦顯微拉曼光譜技術有很好的空間分辨率，從而可以獲得界面過程中物種分子變化情況、相應的物種分布、物種分子在界面不同區域的吸附取向等。

4、拉曼在文物研究中具有“得天獨厚”的優勢

拉曼光譜是一種以拉曼散射為基礎的分子光譜分析方法，文物界選擇拉曼，正是看中了其“得天獨厚”的優勢—無損。而且拉曼光譜樣品需求量少，具有高的空間分辨率，檢測過程簡單，越來越多的被應用在文物研究領域。

拉曼光譜的分析方向

拉曼光譜儀分析技術是以拉曼效應為基礎建立起來的分子結構表征技術，其信號來源與分子的振動和轉動。

拉曼光譜的分析方向有：

定性分析：不同的物質具有不同的特征光譜，因此可以通過光譜進行定性分析。

結構分析：對光譜譜帶的分析，又是進行物質結構分析的基礎。

定量分析：根據物質對光譜的吸光度的特點，可以對物質的量有很好的分析能力。

拉曼光譜儀用于分析的優點和缺點

1、拉曼光譜用于分析的優點

拉曼光譜的分析方法不需要對樣品進行前處理，也沒有樣品的制備過程，避免了一些誤差的產生，并且在分析過程中操作簡便，測定時間短，靈敏度高等優點

2、拉曼光譜用于分析的不足

(1)拉曼散射面積

(2)不同振動峰重疊和拉曼散射強度容易受光學系統參數等因素的影響

(3)熒光現象對傅立葉變換拉曼光譜分析的干擾

(4)在進行傅立葉變換光譜分析時，常出現曲線的非線性的問題

(5)任何一物質的引入都會對被測體體系帶來某種程度的污染，這等于引入了一些誤差的可能性，會對分析的結果產生一定的影響。