拉曼光譜技術(shù)
閱讀:614 發(fā)布時(shí)間:2019-2-20
一.拉曼光譜的原理是什么?
光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的成分.非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分, 統(tǒng)稱(chēng)為拉曼效應(yīng)。
當(dāng)用波長(zhǎng)比試樣粒徑小得多的單色光照射氣體、液體或透明試樣時(shí),大部分的光會(huì)按原來(lái)的方向透射,而一小部分則按不同的角度散射開(kāi)來(lái),產(chǎn)生散射光。在垂直方向觀察時(shí),除了與原入射光有相同頻率的瑞利散射外,還有一系列對(duì)稱(chēng)分布著若干條很弱的與入射光頻率發(fā)生位移的拉曼譜線,這種現(xiàn)象稱(chēng)為拉曼效應(yīng)。由于拉曼譜線的數(shù)目,位移的大小,譜線的長(zhǎng)度直接與試樣分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)。因此,與紅外吸收光譜類(lèi)似,對(duì)拉曼光譜的研究,也可以得到有關(guān)分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的信息。目前拉曼光譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的鑒定,分子結(jié)構(gòu)的研究譜線特征。
二.拉曼散射光譜具有哪些特征?
a.拉曼散射譜線的波數(shù)雖然隨入射光的波數(shù)而不同,但對(duì)同一樣品,同一拉曼譜線的位移與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān),只和樣品的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān);
b. 在以波數(shù)為變量的拉曼光譜圖上,斯托克斯線和反斯托克斯線對(duì)稱(chēng)地分布在瑞利散射線兩側(cè), 這是由于在上述兩種情況下分別相應(yīng)于得到或失去了一個(gè)振動(dòng)量子的能量。
c. 一般情況下,斯托克斯線比反斯托克斯線的強(qiáng)度大。這是由于Boltzmann分布,處于振動(dòng)基態(tài)上的粒子數(shù)遠(yuǎn)大于處于振動(dòng)激發(fā)態(tài)上的粒子數(shù)。
三.拉曼光譜技術(shù)的*性有哪些?
1.提供快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)、且更重要的是無(wú)損傷的定性定量分析,它無(wú)需樣品準(zhǔn)備,樣品可直接通過(guò)光纖探頭或者通過(guò)玻璃、石英、和光纖測(cè)量。此外 1、由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學(xué)化合物的理想工具。
2、拉曼一次可以同時(shí)覆蓋50-4000波數(shù)的區(qū)間,可對(duì)有機(jī)物及無(wú)機(jī)物進(jìn)行分析。相反,若讓紅外光譜覆蓋相同的區(qū)間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測(cè)器
3、拉曼光譜譜峰清晰尖銳,更適合定量研究、數(shù)據(jù)庫(kù)搜索、以及運(yùn)用差異分析進(jìn)行定性研究。在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析中,獨(dú)立的拉曼區(qū)間的強(qiáng)度可以和功能集團(tuán)的數(shù)量相關(guān)。
4、因?yàn)榧す馐闹睆皆谒木劢共课煌ǔV挥?.2-2毫米,常規(guī)拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。這是拉曼光譜相對(duì)常規(guī)紅外光譜一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。而且,拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進(jìn)一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面積的樣品。
5、共振拉曼效應(yīng)可以用來(lái)有選擇性地增強(qiáng)大生物分子特個(gè)發(fā)色基團(tuán)的振動(dòng),這些發(fā)色基團(tuán)的拉曼光強(qiáng)能被選擇性地增強(qiáng)1000到10000倍。