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基于拉曼光谱技术的拉曼光谱仪器设备定制服务
拉曼光谱设备,按使用场景可分为:1、科研用激光显微拉曼光谱仪,相对更适用于各科机构用作材料分析用;2、便携式拉曼光谱仪,相对更适应于野外物质识别检测用;3、手持式拉曼光谱仪,相地更适用于人口流动大的铁路机场口岸、化工制药企业大批量进料等高频检测用。按激发波长有266、514、532、633、785、830、1064nm的的激光设备。

一、关于药典最新版对拉曼光谱作用的描述

 

拉曼光谱的优点在于它的快速, 准确,测量时通常不破坏样品 ,样品制备简单甚至不需样品制备。谱带信号通常处在可见或近红外光范围,可以有效地和光纤联用;这也意味着谱带信号可以从包封在任何对激光透明的介质(如玻璃、 石英或塑料) 中 或将样品溶于水中获得。拉曼光谱能够单机、联机、现场或在线用于过程分析,当使用长距离光纤,适用于远距离检测。 现代拉曼光谱仪使用简单,分析速度快(几秒到几分钟),性能可靠。因此,拉曼光谱与其他分析技术联用比其他光谱联用技术从某种意义上说更加简便(可以使用单变量和多变量方法以及校准)。和红外光谱一样,拉曼光谱记录的光谱范围通常在 400~4000cm-1 间,然而,用于不同目的的拉曼光谱仪设定的光谱范围稍有不同,多数台式拉曼光谱仪可采集频率低至 100~200cm-1 的光谱,特殊设计的拉曼光谱仪的光谱范围低至太赫兹光区(0.10~10THz)。对于大多数常规分析而言,频率在 100 cm-1以上拉曼光谱足以提供充分的信息用于定性、鉴别和表征。然而,频率在 100 cm-1 以下仍有一些对完整表征样品非常有意义的特征光谱,在某些情况下,这些低波数特征拉曼光谱是鉴别化合物或晶型的不可或缺的重要信息之一。

拉曼光谱既适合于化学鉴别、 结构分析和固体性质如晶型转变的快速和非破坏性检测,也能够用于假药检测和质量控制,例如:
化学分析:原料药活性成分、 辅料的鉴别和定量;
物理分析:固态(如多晶、 水合物和溶剂化物)和晶型的鉴别和定量;
过程分析:生物和化学反应,合成、结晶、制粒、混合、干燥、冻干、压片、装填胶囊和包衣

拉曼光谱设备开发,也随着光电技术和表面增强技术的发展,得以普及应用。

 

二、现阶段拉曼光谱仪器一些重要参数的影响

 

拉曼光谱仪的激发波长种类繁多,我们能提供的波长266nm,532nm,633nm,785nm,830nm,1064nm。面对如此繁多的激发波长应该如何选择呢?

激发波长的选择
波长范围 波长 优点 缺点 应用领域
紫外光区 266nm 能量高,激发效率高拉曼散射效应强,提升空间分辨率,抑制荧光 易损伤样品,激光器成本极高,对滤光镜片的要求高 荧光强的的样品(石化、生物样品核磁实验)
可见光区 514/532/633nm 应用范围广 荧光信号强 材料分析、化学,生物医学、共振、表面增强
红外光区 785/830/1064nm 荧光干扰小 激发能量低、拉曼信号强、激发效率低 抑制荧光、化工类、生物组织、有机产品

 

1、红外激发波长的优劣势?

近红外的激发波长一般在700nm以上,常见的有785nm,830nm和1064nm。采用近红外的激发波长通常是为了抑制荧光干扰。荧光需要先吸收外来的光,然后才能发射出荧光。而拉曼是单纯的光散射过程,无需吸收。大多数样品的荧光吸收带都处于可见光的部分,只有少数材料的吸收带位于近红外区域,因此测试大部分的样品,近红外激光不会引起荧光。而拉曼却可以正常出现。当样品在可见激发下有很强的荧光干扰时,使用近红外拉曼是一个很好的解决方案,可以获得优质的拉曼光谱。

但是近红外的激光激发的效率不高(拉曼信号强度与激发波长的四次方成反比)会导致灵敏度降低。所以,785nm激光激发的拉曼强度几乎只有532nm激光激发的拉曼强度的五分之一;1064nm激光激发的拉曼信号强度只有532nm激光激发的十五分之一。此外,CCD探测器的灵敏度在近红外部分的响应度也比较低,因此,与使用可见激光测量相比,要获得同样的光谱质量,近红外拉曼的测量时间相对长很多。

 

2、紫外激发波长的优劣势

紫外激发波长一般在350nm以下,常用的有266nm。采用紫外的激发波长同样可以抑制荧光影响,和近红外相似,荧光的吸收带主要在可见波长段,荧光信号和拉曼不在同一区域(近可见波长段可能也会出现荧光),虽然荧光信号远远高于拉曼信号,但是不会受到荧光的干扰。许多生物样品(例如蛋白质,DNA,RNA等等)会与紫外激发波长产生共振,使拉曼信号增强数倍,对于测试这类样品的结构提供的便捷。此外,紫外激光在半导体材料中的穿透深度一般在几个纳米的量级,对于测试样品表面的薄膜可以进行选择性的分析。紫外波长的激发效率较高,因此使用较低的功率就可以激发出较强的拉曼信号。

但是由于紫外激发波长的热效应较高,在紫外激光照射下会使得样品烧坏或者降解。同时,紫外光束无法用肉眼看见,紫外的激光器体积更大,操作复杂,价格也更为昂贵,使得紫外拉曼依然需要专业技术人员操作。

在如此多样的激发波长的拉曼光谱仪(激光器和光谱仪一般都是配对的,无法通过购买多种激发波长的激光器适用同一个光谱仪),根据自身所需检测样品的特性,来挑选合适的激发波长。荧光干扰、共振增强都是需要考虑的。

我司设备的激发光源可以按客户的需求进行定制,基本上我们设备按显微拉曼、便携式拉曼、手持式拉曼可以与任一波长的激发光源匹配,以最大可能的满满足客户对外观和性能的双向选择。

下表是我们可提供的科研级便携式拉曼和亲民型的手持式拉曼光谱仪器对应的规格,满足您对测试各种样品的需求。

类型 激发波长nm 最大激光功率(mW) 光谱范围(cm-1) 分辨率(cm-1)
科研用激光显微 

532、633、785、830、1064(按需要任选其一)

>550mw 200-4300 4
便携式 266 20 200-5000 20
便携式 532 100 200-3700 7
便携式 633 80 200-3200 10
便携式 785 550 250-2700 4
便携式 785 550 200-3500 5
便携式 785 550 200-4300 6
便携式 830 550 200-3300 7
便携式 1064 500 200-2600 12
手持式 1064 500 200-2500 12
手持式 785 350 200-400 8

 在分析速度和准确度方面,532nm激光得到的拉曼信号强度(单位激光强度)是785nm或者1064nm的5-16倍,这是因为拉曼强度与激发波长的四次方成反比:IRaman≅(1/λEx)4。此外,在532nm处,先进的光探测器和光学器件具有更高的量子效率(与785和1064 nm相比),可以进一步提高拉曼信噪比。相比之下,在降低荧光背景方面,1064nm是首选。然而,1064nm在分析速度方面比532nm、785 nm系统(单位激光功率)分别慢16倍和3倍。因此,1064nm激光适合具有非常强烈荧光的样品,其他情况下,785nm,特别是532 nm的激光可以提供更快的分析。

 

三、关于拉曼设备的定制服务

 

1、按现有通用设备和技术参数形式定制

设备类型            /             可选波长(nm) 266            532            633             785            830            1064           
科研用激光显微拉曼光谱(自动聚焦功能可选)
便携式拉曼光谱检测仪器/快检仪器
手持式拉曼光谱检测仪器/检测枪

 

2、按市场需求可以进行一些设备局部硬件外观的修饰,如双波长激发光源拉曼光谱(785nm+1064nm)

 

 

 

 

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