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拉曼光譜屬于分子的振動和轉(zhuǎn)動光譜,通常簡稱為分子光譜.早在1923年,斯邁克爾等著名物理學(xué)家就預(yù)言了單色光被物質(zhì)散射時可能有頻率改變的散射光,印度物理學(xué)家拉曼于1928年在實驗室中發(fā)現(xiàn)了這種散射,因而以拉曼的名字命名為拉曼散射,相應(yīng)的散射光譜亦稱為拉曼光譜。
目前拉曼光譜技術(shù)以其光譜信息豐富,樣品不需制備,可進行微量,微區(qū),非破壞性,原位分析等的優(yōu)點,在法庭科學(xué)文件物證檢驗領(lǐng)域顯示出獨特的應(yīng)用拉曼光譜儀前景。
1、基本原理
激光拉曼光譜分析,是利用激光來照射被檢物質(zhì)時發(fā)生散射現(xiàn)象而產(chǎn)生與入射光頻率不同的散射光譜所進行的分析方法。
拉曼散射效應(yīng).一單色光射入透明介質(zhì),在透射和發(fā)光纖光譜儀射方向以外所出現(xiàn)的光稱散射光,分子引起的拉曼散射就是散射光之一,它可用量子理論來解釋。
拉曼光譜與紅外光譜的關(guān)系.兩種光譜同屬分子光譜,都能夠提供分子振動頻率的信息,但產(chǎn)生兩種光譜的機理有本質(zhì)區(qū)別.拉曼光譜是分子對單色光的散射所橢偏儀產(chǎn)生的光譜,紅外光譜是吸收光譜,即分子對紅外光源的吸收所產(chǎn)生的光譜。
2、儀器
由于拉曼散射光十分微弱,它的強度知識瑞利散射線強度的百萬分之一,所以拉曼光譜儀必須以盡可能強的光照射式樣,或提高檢測器的靈敏度.然而在發(fā)現(xiàn)拉曼氦鎘激光散射效應(yīng)后的30多年時間里,這是難以達到的,使得拉曼光譜儀發(fā)展非常緩慢.
(1) 色散型激光拉曼光譜儀.傳統(tǒng)的色散型激光拉曼光譜儀使用的是可見輻射,故它與紫外---可見分光光度計的結(jié)構(gòu)基本類似,主要包括激光光源,樣品室,單色器和檢測器四個部分。
A、 激光光源.對光源最主要的要求是應(yīng)該具有高單太赫茲色性,并且其照射在樣品上時候能產(chǎn)生足夠強度的散射光,激光是拉曼光譜儀的理想光源.
B、 樣品室.樣品室的功能是使激光聚焦在樣品上,產(chǎn)生拉曼散射,并使其聚焦在單色器的入射狹縫上.
C、單色器.激光照射到樣品上后,除了產(chǎn)生所需要固體激光器的拉曼光外,還有頻率十分接近于拉曼光的瑞利散射以及其他一些雜散光,特別是瑞利散射,它的強度十分大,相比之下拉曼散射就非常弱,對拉曼光譜構(gòu)成嚴重的干擾.
D、檢測器.拉曼光譜儀的檢測器作用是把它檢測到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號,由于拉曼散射光信號非常弱,因此要求檢測器具有較高的靈敏度。
E、特殊附件.激光拉曼光譜儀可以通過配置顯微鏡,光波長計纖探針等特殊附件,對一些微量,或者不均勻樣品,不便直接取樣的樣品進行檢測分析。
(2) 傅立葉變換拉曼光譜儀
傅立葉變化拉曼光譜儀以近紅外激光為激發(fā)光源,并引進了傅立葉變換紅外光譜儀中常用的傅立葉變化技術(shù),是從90年代前后發(fā)展起來的一種新型自相關(guān)儀的拉曼光譜測試儀器。
A、 光源。
B、樣品室.傅立葉變換拉曼光譜儀有一系列適用于不同需要的樣品池,所有樣品池豆科被置于一標準樣品板中。
C、 邁克爾遜干涉儀.邁克爾遜干涉儀是傅立微型光譜儀葉變換拉曼光譜儀的重要組成之一.
D、特殊的濾光器.拉曼光譜的特點是拉曼效應(yīng)極其微弱,拉曼散射的強度僅為激發(fā)光強度的109分之一左右,樣品在激光的照射后所產(chǎn)生的拉曼散射處于強大的激光背景噪音之中。
E, 檢測器.共焦激光拉曼光譜儀
(3) 共焦激光拉曼光譜儀也是拉曼光譜儀的新發(fā)展,它具有三維分辨能力,即可對一些樣品做光學(xué)切片,其縱向分辨能力獨具優(yōu)越性。
3.應(yīng)用
拉曼光譜結(jié)束被用在法庭科學(xué)中的時間并不長,在近紅外光譜儀我國也是近年才開始利用拉曼光譜儀開展理化物證文件檢驗工作.該技術(shù)具有準確性高,信息量大,譜圖容易辨認,差異性區(qū)分明顯,分析速度快,且對樣品無需制備,可進行微量,微區(qū),原位的非破壞性檢驗的特點。
以文件檢驗的種屬認定為例,在文件材料檢驗中,大量遇到的是要對文件上的墨水,油墨,印泥,印油等進行比對檢驗,以鑒別文件是否被篡改.檢驗時,只要將檢超快激光材或樣本直接放在拉曼光譜儀的載物臺上,通過顯微鏡找準被測物質(zhì),即可測試其拉曼光譜,最后對所獲得的拉曼光譜進行比較分析.檢驗程序簡單,儀器操作方便。
瑞宇科技的拉曼光譜分析檢測儀是世界上先進的高集成精密拉曼光譜儀，應(yīng)用于生物醫(yī)藥、食品水務(wù)、礦 山化肥、珠寶首飾、緝毒反恐、化學(xué)原料等行業(yè)的專用檢測儀器，可以現(xiàn)場檢測出液 體、固體、粉末及水溶液等各種形態(tài)的化學(xué)品，能夠準確的對物質(zhì)成分進行快速檢測分析。設(shè)備采用先進的激光拉曼光譜分析法，集采樣、 檢測、圖譜掃描處理及數(shù)據(jù)搜索、對比、分析于一體。非破壞性采樣，無需樣品制備前處理過程，可透過塑料、玻璃容器、包裝直接采樣，被 檢物無須開封，減少污染。內(nèi)置強大的拉曼光譜庫可以快速準確地識別和驗證化學(xué)物質(zhì)類型，還可根據(jù)需要自行建立真實物品的檔案庫。采用高性能超低溫冷卻探測器，大大提高物質(zhì)的檢出限和準確性。體積小、重量輕、易于攜帶，操作簡便快捷，高穩(wěn)定性，應(yīng)用廣泛，性價比極高?！?/p>
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