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高熒光樣品的拉曼光譜測試方法

點擊次數:6622  更新時間:2018-07-25

       由于熒光信號遠強于拉曼信號,而且熒光信號與拉曼信號在相同譜段,在拉曼光譜測試的過程中,我們經常會遇到樣品熒光信號很強,把拉曼信號湮滅,以至于無法測出樣品拉曼光譜的情況。例如532nm、785nm激光拉曼光譜儀在測試生物組織、染料、熒光物質等較強熒光背景的物質的時候,拉曼信號基本上只能“小荷才露尖尖角”,甚至于*不能體現,被熒光信號掩蓋,作為拉曼指紋的特征峰,根本無法識別。而1064nm激發拉曼光譜儀,則可以極大地抑制熒光干擾。

      但是,因為1064nm拉曼光譜儀,由于設計難度極大,傳感器只能用InGaAs的,且必須進行深度制冷,因此,成本不菲。那么,有必要選擇價格昂貴的1064nm拉曼光譜儀嗎?對同樣樣品進行測試時,785nm拉曼光譜儀和1064nm拉曼光譜儀,測試結果到底區別有多大呢?我們分別使用奧譜天成生產的ATR3100-785和ATR3110-1064這兩種不同激發波長的拉曼光譜儀進行了簡單的實驗。

實驗條件:

實驗儀器:ATR3100、ATR3110-1064

生產廠家:奧譜天成(廈門)科技有限公司

實驗參數:

激發波長

1064nm

785nm

積分時間

15000ms

1000ms

激光功率

300mw

200mw

圖 1 ATR3100型785nm激光拉曼光譜儀

2 ATR3110-10641064nm激光拉曼光譜儀

1. 1064nm拉曼光譜和785nm拉曼光譜的對比試驗

3 膠囊樣品的拉曼光譜圖、藍色為785nm,紅色為1064nm

    圖 3我們可以看出在396cm-1517cm-1639cm-1785nm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1237cm-11448cm-11667cm-1785nm拉曼光譜儀基本無法識別出特征峰,而1064nm拉曼光譜儀的特征峰非常明顯。

4 ABS-557型塑料樣品的拉曼光譜、藍色為785nm,紅色為1064nm

    圖 4我們可以看出兩種拉曼光譜儀在445cm-1600cm-1都可以識別出特征峰,但是1064nm拉曼的特征峰明顯的多,但785cm拉曼光譜儀在372cm-11000cm-12500cm-1等多個特征峰,則被熒光所掩蓋。而1064nm拉曼光譜儀,則非常好地顯示出來了這些特征峰。

5 PC1225L型塑料樣品的拉曼光譜, 藍色為785nm,紅色1064nm 

    圖 5我們看出兩種拉曼光譜儀基本都可以識別出對應的特征峰,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題,半峰寬基本被掩蓋,如果單純只使用785nm拉曼光譜儀無法分辨是否存在被熒光所遮蓋的特征峰。

6 EVA2號型塑料樣品的拉曼光譜, 藍色為785nm,紅色1064nm 

6可以看出785nm的拉曼在1758cm-1處并沒有顯示出特征峰。

2.1064nm拉曼光譜儀的特征峰分辨能力試驗

    在實際的應用中,我們會使用拉曼光譜儀進行不同塑料的鑒定檢測,來確認我們使用的塑料是否為我們想要的原材料。我們需要區分樣品ABS-557和樣品EVA2號這兩種塑料,我們將這兩種樣品的1064nm785nm的光譜圖分別進行了比較。如圖5所示,發現使用785nm激光拉曼光譜儀的光譜圖基本被熒光所掩蓋,導致光譜圖較為相似,很難有效地區分。而1064nm激光光譜儀,由于抑制了熒光信號,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。

7 左圖為1064nm拉曼測出的拉曼特征峰,右圖為785nm拉曼測出的拉曼特征峰。藍色為ABS-557,紅色為EVA2

3.小結:

    綜上所述,1064nm激光拉曼光譜儀,在抑制熒光干擾方面,有著*的優勢;在熒光背景較強的樣品,檢測中效果還是較為顯著的。如果需要鑒定檢測一些具有較強熒光背景的樣品時,使用1064nm拉曼光譜儀可以較為準確的分析這些樣品。

    以上實驗均使用奧譜天成(廈門)科技有限公司生產的拉曼光譜儀,分別為ATR3100ATR3110-1064nm型號的拉曼光譜儀。

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