拉曼显微术指南
Ramn显微镜基本原理
什么是拉曼显微镜?
关于拉曼显微镜
拉曼显微镜(Raman microscopy，简称µ-Raman)是传统光学显微镜和独特的拉曼光谱化学鉴定方法的结合。
这两种技术本身都非常强大，但当它们结合在一起时，为化学检测最小的物体(>µm)提供了可能性，因此，它们将光谱与空间信息联系起来。
与红外显微镜相比，拉曼显微镜更容易内爆，因为它们使用的光与简单的玻璃光学兼容。因此，拉曼显微镜往往是在高质量光学显微镜的基础上发展起来的。
关于采样和共焦
一般来说，根据分析任务的不同，拉曼显微镜不需要对样品进行精细的预处理。通常，样品被放置在显微镜下。在大多数情况下，要准备好截面或将大型工件切割成适合舞台的尺寸。
然而，在拉曼光谱中同样的样品限制仍然适用，样品可能不会表现出强烈的荧光或激发波长的吸收。
一些样品需要一个共焦拉曼显微镜，提供所有三维空间分辨率。通过这种方式，您可以测量容器内(如玻璃瓶)或三维表征样品。
校准拉曼显微镜
为了得到精确可靠的μ -拉曼光谱结果，必须对波长轴进行精确的校准。拉曼显微镜的许多操作变化通常在波数校准方面有或多或少的严重后果。
(重新)校准是通过测量硅标准来进行的，但现代显微镜提供了最大限度的方便连续校准。
如果不能连续校准，则应定期进行重新校准，即使是在表面上微小的仪器调整，如激光、光圈或光栅变化、突然的冲击和振动以及温度变化和变化之后，也应进行重新校准，以确保最佳的光谱数据。
什么是光谱分辨率?什么是空间分辨率?
光谱分辨率描述将光谱特征解析为其单个元素的能力。如果它太小，一些光谱信号在很宽的“波段”内就消失了。
如果它太大，则测量所需的时间要比需要的长得多，对用户没有任何好处。因此，重要的是要知道哪种光谱分辨率对于特定的样品是理想的。是什么使分辨率“太低”或“太高”取决于各自的应用程序和手头的分析任务。
空间分辨率很重要，因为它影响了我们看到物体的锐利程度。在拉曼显微镜中，区分样品中的不同结构是至关重要的。因此，空间分辨率越高，获得的信息越详细。
横向和轴向分辨率由各种参数决定。为了在这两个区域获得最高的分辨率，必须使用共焦拉曼显微镜。通常，空间分辨率是拉曼成像的决定性参数。
Confocality是什么?为什么这对拉曼这么重要?
在光学显微镜中，共焦性是指被照亮的样品光斑和光束路径中的针孔孔径共享同一个焦点。在实际操作中，不是整个样品，而是只有一小部分被点形光源照亮。针孔会阻挡非聚焦的光线，从而增加对比度和景深。
什么是共焦拉曼显微术?
这一原理可以应用于拉曼光谱，从而提高沿x、y(横向)和z轴(深度)的空间分辨率，同时也可以实现深度剖面。然而，拉曼显微镜在共焦设计上可能有所不同。
真正的共焦设计
真正的共焦拉曼显微镜的最大优点是可以独立控制空间和光谱分辨率。这是通过在光谱仪入口狭缝前放置一个针孔孔径来实现的。可变的针孔孔径控制共焦度，而入口狭缝控制光谱仪的光谱分辨率。这种设计的缺点是，当试图使两个光圈理想地对齐以保持最佳性能时，会遇到困难。
Pseudo-confocal设计
在一个简化的结构中，空间分辨率可以通过一个方向上的入口狭缝和正交方向上的CCD探测器的空间分辨率的组合来控制。摄谱仪的限制导致在空间分辨率方面的性能较差，但通过减少伪共焦设置中的光学器件数量，总体吞吐量大大提高。
Hybrid-confocal设计(FlexFocus)
由于高槽和真正的共焦设计具有明显的优势，拉曼显微镜可以配备包含一组针孔和狭缝的混合孔径阵列，可以作为共焦孔径和光谱仪的入口。这种混合设计结合了两种设计的优点，并允许按需访问真正的共焦或高吞吐量设置。
拉曼显微镜常见问题解答
关于拉曼显微术的常见问题
拉曼光谱有什么优点
与其他的振动光谱技术如FTIR和近红外吸收相比，拉曼光谱有几个主要的优点。与吸收相反，拉曼效应是指非弹性光从样品中散射出去。因此，在测量固体、液体和气体时，拉曼光谱不需要或很少需要样品准备。不仅是直接，还可以通过玻璃和塑料等透明窗户。水的拉曼信号非常低，因此拉曼光谱可以很容易地检测出溶于水的化合物而不受强干扰。这使得拉曼光谱非常适合于天然状态下的生物样品。
获得拉曼光谱需要多长时间?
曝光时间取决于许多因素，如光谱质量的期望值、激光功率和样品的拉曼散射截面。通常，高质量的拉曼光谱可以在几秒钟内获得。
拉曼光谱能从混合材料中得到吗?bob综合游戏
拉曼光谱包含了所有被测分子的信息。因此，从混合物中获得的拉曼光谱包含了来自不同分子的峰。如果已知组分的光谱，就可以产生关于组分的定量信息。
除了化学结构，拉曼还能探测到什么信息?
拉曼光谱可以直接或间接地提供分子中的同位素、同素异体、结晶度、多态性、晶格掺杂、张力、压力和温度等信息。
拉曼光谱是定量的吗?
光谱的强度与浓度成线性关系。峰值强度和浓度之间的关系可以用已知的样品进行校准。在混合物中，拉曼峰同时提供了化合物浓度的定量信息。
我的应用最好的激光波长是多少?
不幸的是，特定应用的最佳激光波长并不总是显而易见的。在拉曼光谱实验中，为了优化激发波长，必须考虑许多系统变量。散射效率、荧光的影响、探测器效率以及成本低廉且易于使用的系统的可用性是需要考虑的主要方面。得到的最常用波长是785 nm或523 nm。532nm特别适用于无机材料，如石墨烯和富勒烯。bob综合游戏
拉曼测量的典型激光功率是多少?
在拉曼显微镜上，样品的激光功率通常从亚兆瓦级到几十兆瓦。拉曼强度与激光功率成正比。然而，当使用强激光功率时，样品损坏的风险增加。可以降低激光功率以避免样品损坏，但在此过程中，我们需要更长的曝光时间来获得高质量的光谱。
