顯微拉曼成像系統(tǒng)已經(jīng)成為科研及工業(yè)領域中不可少的重要工具,持續(xù)推動著新材料開發(fā)、生命科學研究以及質(zhì)量控制等方面的創(chuàng)新發(fā)展。
顯微拉曼成像系統(tǒng)的主要優(yōu)點:
1.高空間分辨率:借助共焦設計和優(yōu)質(zhì)物鏡,可實現(xiàn)亞微米甚至納米級微區(qū)檢測。例如某些系統(tǒng)在橫向分辨率可達350nm,能清晰分辨材料中微小結(jié)構(gòu)域的化學差異。
2.無損檢測:該技術(shù)無需復雜樣品制備,且激光功率較低,不會破壞樣品原有狀態(tài),適用于珍貴文物、生物組織等敏感樣本的分析。
3.化學信息豐富:拉曼光譜反映分子振動/轉(zhuǎn)動模式,可提供物質(zhì)化學成分、晶體結(jié)構(gòu)、分子間相互作用等信息,廣泛應用于高分子材料鑒別、藥物晶型分析等領域。
4.三維成像能力:共焦結(jié)構(gòu)允許對厚樣品進行光學切片,結(jié)合Z軸掃描可獲得深度方向的化學信息,助力研究人員理解樣品內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)。
5.快速高效:現(xiàn)代顯微拉曼系統(tǒng)技術(shù)進步顯著,如采用EMCCD探測器可將每像素曝光時間縮短至1ms,大幅提升數(shù)據(jù)采集速度;還有線掃描共聚焦方式,進一步提高了成像效率。
6.靈活性與擴展性:多數(shù)系統(tǒng)支持多波長激光切換,可根據(jù)不同樣品特性選擇合適激發(fā)波長以優(yōu)化信噪比;同時還能集成原子力顯微鏡(AFM)、紅外光譜(IR)等多種表征手段,形成聯(lián)用平臺,解析樣品性質(zhì)。
顯微拉曼成像系統(tǒng)的測定步驟:
1.樣品準備:確保樣品的表面清潔且平整,以避免信號干擾。對于固體樣品,應盡量保證其表面光滑;液體樣品需放置在合適的容器中。
2.設備檢查與預熱:檢查系統(tǒng)各部件是否完好無損,接通電源并預熱至適當溫度,使儀器達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
3.校準激光器:檢查激光器是否正常發(fā)光,并校準其波長,以確保激光的準確性和穩(wěn)定性。
4.放置樣品:將準備好的樣品放置在顯微鏡的載物臺上,并通過顯微鏡目鏡或相機找到感興趣的區(qū)域。
5.調(diào)整參數(shù):根據(jù)樣品的性質(zhì)和實驗要求,設置合適的激光功率、曝光時間、掃描步長等參數(shù)。一般來說,激光功率不宜過高,以免損傷樣品;曝光時間和掃描步長則要根據(jù)樣品的拉曼散射強度和空間分辨率需求來確定。
6.聚焦與對焦:仔細調(diào)節(jié)顯微鏡的焦距,使激光束準確聚焦在樣品表面上,并獲得清晰的圖像。可以使用自動對焦功能輔助操作。
7.采集數(shù)據(jù):啟動拉曼成像系統(tǒng),開始采集樣品的拉曼光譜數(shù)據(jù)。系統(tǒng)會按照設定的掃描方式和參數(shù),逐點或逐行地對樣品進行掃描,記錄每個位置的拉曼散射信號。
8.數(shù)據(jù)分析與處理:采集完成后,利用配套的軟件對拉曼光譜數(shù)據(jù)進行分析和處理。可以提取特征峰的位置、強度等信息,生成化學圖像,以直觀地展示樣品中不同化學成分的分布情況。還可以進行定量分析、譜圖擬合等操作,獲取更多有關樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)信息。