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拉曼入门手册:激发波长的选择--奥谱天成

点击次数:547  发布时间:2019-03-12

拉曼光谱仪的激发波长种类繁多,例如奥谱天成常规提供的波长有266nm,532nm,633nm,785nm,830nm,1064nm。面对如此繁多的激发波长应该如何选择呢?

1  激发波长选择

 

那么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785nm830nm1064nm。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。

那么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。表2是奥谱天成的科研级便携式拉曼和亲民型的手持式拉曼,满足您对测试各种样品的需求。

表 2 产品列表

 

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