拉曼光谱分析仪
拉曼光谱分析仪是通过检测样品散射光波长变化来获取物质分子结构和化学成分的分析仪器。
核心组成
1.光源：常用激光器（如532nm、785nm、1064nm波长），需根据样品特性选择以避免荧光干扰或热损伤。
2.分光系统：光栅或干涉仪用于分离不同波长的散射光。
3.探测器：液氮冷却的CCD或InGaAs探测器，提升信噪比。
4.样品台：可调节位置，支持固体、液体、气体及微区分析（配合显微镜）。
工作原理
1.当633nm红色激光束聚焦至样品表面形成1-2μm光斑后，仪器通过分光仪对散射光进行衍射分析，利用CCD检测器记录因分子振动或旋转产生的波长偏移频谱。该过程无需破坏样品即可获取拉曼位移数据。
2.拉曼光谱基于拉曼散射效应，当光子与分子相互作用时，散射光的频率发生改变，产生拉曼位移，形成斯托克斯线（频率降低）和反斯托克斯线（频率升高）。拉曼光谱与红外光谱互补，对非极性键和对称振动敏感。
优势
1.无需预处理：可直接分析固体、液体、气体，甚至透过玻璃/塑料容器测量。
2.高特异性：提供分子结构级信息，区分同分异构体。
3.微区分析能力：空间分辨率可达亚微米级（共聚焦拉曼）。
4.非接触/非破坏性：适用于珍贵样品（如文物、活体组织）。
局限性
1.荧光干扰：某些样品在激光激发下产生强荧光，掩盖拉曼信号（可通过近红外激光或表面增强拉曼SERS缓解）。
2.灵敏度限制：常规拉曼对痕量物质检测限较高（ppm级），需结合SERS等技术提升。
3.成本与操作复杂度：高端设备价格昂贵，需专业校准与维护。
主要应用
1.材料科学：碳纳米管、石墨烯层数鉴定；半导体缺陷分析。
2.制药行业：药物多晶型鉴别、活性成分定量。
3.生物医学：细胞成像、疾病标志物检测（如癌症早期筛查）。
4.艺术品保护：颜料成分无损分析（如古画修复）。
5.环境监测：污染物快速检测（如塑料微粒、重金属离子）。