拉曼光譜儀如何更好的測(cè)量高熒光樣品？如塑料/膠囊糖衣
由于熒光信號(hào)遠(yuǎn)強(qiáng)于拉曼信號(hào)，而且熒光信號(hào)與拉曼信號(hào)在相同譜段，在拉曼光譜測(cè)試的過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到樣品熒光信號(hào)很強(qiáng)，把拉曼信號(hào)湮滅，以至于無(wú)法測(cè)出樣品拉曼光譜的情況。例如532nm、785nm激光拉曼光譜儀在測(cè)試生物組織、染料、熒光物質(zhì)等較強(qiáng)熒光背景的物質(zhì)的時(shí)候，拉曼信號(hào)基本上只能“小荷才露尖尖角”，甚至于完全不能體現(xiàn)，被熒光信號(hào)掩蓋，作為拉曼指紋的特征峰，根本無(wú)法識(shí)別。而1064nm激發(fā)拉曼光譜儀，則可以極大地抑制熒光干擾。
但是，因?yàn)?064nm拉曼光譜儀，由于設(shè)計(jì)難度極大，傳感器只能用InGaAs的，且必須進(jìn)行深度制冷，因此，成本不菲。那么，有必要選擇價(jià)格昂貴的1064nm拉曼光譜儀嗎?對(duì)同樣樣品進(jìn)行測(cè)試時(shí)，785nm拉曼光譜儀和1064nm拉曼光譜儀，測(cè)試結(jié)果到底區(qū)別有多大呢?我們分別使用奧譜天成生產(chǎn)的ATR3100-785和ATR3110-1064這兩種不同激發(fā)波長(zhǎng)的拉曼光譜儀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)條件：
實(shí)驗(yàn)儀器：ATR3110、ATR3110-1064
生產(chǎn)廠家：奧譜天成(廈門)科技有限公司，www.bjhjyc.com.cn
實(shí)驗(yàn)參數(shù)：
激發(fā)波長(zhǎng) 1064nm 785nm
積分時(shí)間 15000ms 1000ms
激光功率 300mw 200mw
圖1 ATR3100型1064nm激光拉曼光譜儀
圖2 ATR3110型785nm激光拉曼光譜儀
1. 1064nm拉曼光譜和785nm拉曼光譜的對(duì)比試驗(yàn)
圖 3 膠囊樣品的拉曼光譜圖、藍(lán)色為785nm，紅色為1064nm
圖 3我們可以看出在9900px-1、12925px-1、15975px-1處785nm拉曼光譜儀被熒光遮擋，只能略微看出有特征峰凸起，而1064nm拉曼光譜儀能明顯看出特征峰。在30925px-1、36200px-1、41675px-1處785nm拉曼光譜儀基本無(wú)法識(shí)別出特征峰，而1064nm拉曼光譜儀的特征峰非常明顯。
圖 4 ABS-557型塑料樣品的拉曼光譜、藍(lán)色為785nm，紅色為1064nm
圖 4我們可以看出兩種拉曼光譜儀在11125px-1和15000px-1都可以識(shí)別出特征峰，但是1064nm拉曼的特征峰明顯的多，但19625px拉曼光譜儀在9300px-1、25000px-1、62500px-1等多個(gè)特征峰，則被熒光所掩蓋。而1064nm拉曼光譜儀，則非常好地顯示出來(lái)了這些特征峰。
圖 5 PC1225L型塑料樣品的拉曼光譜， 藍(lán)色為785nm，紅色1064nm
圖 5我們看出兩種拉曼光譜儀基本都可以識(shí)別出對(duì)應(yīng)的特征峰，但785nm激光光譜儀受到熒光背景的干擾，存在分辨率不足的問(wèn)題，半峰寬基本被掩蓋，如果單純只使用785nm拉曼光譜儀無(wú)法分辨是否存在被熒光所遮蓋的特征峰。
圖 6 EVA2號(hào)型塑料樣品的拉曼光譜， 藍(lán)色為785nm，紅色1064nm
圖 6可以看出785nm的拉曼在43950px-1處并沒(méi)有顯示出特征峰。
2.1064nm拉曼光譜儀的特征峰分辨能力試驗(yàn)
在實(shí)際的應(yīng)用中，我們會(huì)使用拉曼光譜儀進(jìn)行不同塑料的鑒定檢測(cè)，來(lái)確認(rèn)我們使用的塑料是否為我們想要的原材料。我們需要區(qū)分樣品ABS-557和樣品EVA2號(hào)這兩種塑料，我們將這兩種樣品的1064nm和785nm的光譜圖分別進(jìn)行了比較。如圖5所示，發(fā)現(xiàn)使用785nm激光拉曼光譜儀的光譜圖基本被熒光所掩蓋，導(dǎo)致光譜圖較為相似，很難有效地區(qū)分。而1064nm激光光譜儀，由于抑制了熒光信號(hào)，拉曼光譜的特征峰水落石出，則可以非常容易地分辨這兩種塑料。
圖 7 上圖為1064nm拉曼測(cè)出的拉曼特征峰，下圖為785nm拉曼測(cè)出的拉曼特征峰。藍(lán)色為ABS-557，紅色為EVA2
3. 小結(jié)：1064nm激光拉曼光譜儀在抑制熒光干擾方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)
綜上所述，1064nm激光拉曼光譜儀在抑制熒光干擾方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì);在熒光背景較強(qiáng)的樣品，檢測(cè)中效果還是較為顯著的。如果需要鑒定檢測(cè)一些具有較強(qiáng)熒光背景的樣品時(shí)，使用1064nm拉曼光譜儀可以較為準(zhǔn)確的分析這些樣品。
以上實(shí)驗(yàn)均使用奧譜天成(廈門)科技有限公司(www.bjhjyc.com.cn)生產(chǎn)的拉曼光譜儀，分別為ATR3100和ATR3110-1064nm型號(hào)的拉曼光譜儀。
拉曼光譜儀如何更好的測(cè)量高熒光樣品？如塑料/膠囊糖衣
