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如何有效抑制拉曼荧光干扰

嘉峪检测网        2021-12-23 22:28

如果你用过拉曼光谱仪,一定知道什么是荧光干扰!

 

如何消除荧光干扰?

 

是每一名使用者和仪器厂商关心的问题。

 

今天我们介绍一个简单、高效地避免荧光干扰的方法。

 

在文章的开头,我们先简单了解一下什么是拉曼光谱以及拉曼光谱的原理

 

拉曼光谱(Raman spectra)是一种无损分析方法,它是基于光和物质的相互作用产生的。是一种散射光谱,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。

 

当激光光源的高强度入射光直接照射到样品上时,会发生散射现象。当散射光与入射光具有相同的波长时,这种散射称为瑞利散射。此外,还有一小部分散射光的波长与入射光不同,这部分散射光称为拉曼散射。

 

如何有效抑制拉曼荧光干扰

 

瑞利散射和拉曼散射

 

拉曼散射现象在1928年被印度科学家C.V.拉曼实验发现,当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化,这一现象称为拉曼散射。1930年,拉曼因发现了拉曼光谱而获得诺贝尔奖,从而成为首位获得诺贝尔奖的亚洲科学家。

 

拉曼光谱最初用的光源是聚焦的日光,后来使用汞弧灯。由于它强度不太高和单色性差,限制了拉曼光谱的发展。60年代激光技术的兴起,以及光电讯号转换器件的发展才给拉曼光谱带来新的转机。70年代中期,激光拉曼探针的出现,给微区分析注入活力。80年代以来,一些公司相继推出了拉曼探针共焦激光拉曼光谱仪,入射光的功率可以很低,灵敏度得到很大的提高。这些性质使拉曼光谱的应用无论在广度和特异性等方面都得到了空前发展。

 

经过近1个世纪的不断探索、创新,拉曼光谱因其强大的分子结构分析能力,已经被广泛应用于食品安全、制药工业、安全防护、科技考古、化学化工、毒品分析等众多领域,为科技发展和社会发展做出了巨大贡献。

 

拉曼光谱所面临的难题

 

近几十年来,虽然拉曼光谱技术在实际应用中发挥了重要作用。但是,其分析研究能力并未得到充分发挥。这主要归因于以下两点:

1、拉曼信号相对较低,因为在106个入射光子中只有约1个发生拉曼散射;

2、荧光干扰,这取决于分析物分子的性质和所用的激发波长。荧光比拉曼散射效率高得多,因此可以完全淹没拉曼信号。

一般情况下,拉曼激发效率和荧光干扰都与拉曼的激光波长有关。所以,选择激发激光波长是避免荧光辐射一种行之有效的方法。

那么市面上广泛使用的532nm、785nm和1064nm有什么区别呢?

我们先来总体看一下三种波长的重要性能区别:

 

如何有效抑制拉曼荧光干扰

 

拉曼散射效率与λ4成反比,其中λ为激光波长。

 

如何有效抑制拉曼荧光干扰

 

根据上述关系, 可计算出785nm拉曼强度约为1064nm拉曼强度的3-4倍。

但与此同时,785nm拉曼的荧光干扰又远远大于1064nm拉曼。

那么如何同时得到高强度低荧光干扰的拉曼光谱呢?

MIRA XTR DS手持式拉曼光谱仪可以轻松解决一问题。

 

采用的技术手段

 

1、创新AI算法再升级,从此无惧荧光干扰

 

采用创新的AI算法,具备先进的机器学习能力,独特的信息提取技术,保证强度的同时可以有效的从高荧光干扰样品中提取拉曼信号,准确地识别目标物。 

 

2、规避荧光干扰

 

荧光干扰是一线工作人员经常会在遇到的问题,使得光谱仪无法有效获取拉曼信号。瑞士万通全新MIRA XTR DS手持式拉曼光谱仪具备小尺寸、高分辨、低功耗的特点,即便是容易产生荧光的样品也能轻松获得拉曼信号。

 

如何有效抑制拉曼荧光干扰

 

使用MIRA XTR DS鉴别柴油中的 30% 甲基苯丙胺

 

相较于市面上的产品,MIRA XTR DS具备诸多优势:

 

低功率激光方便检测敏感样品,而不会破坏它们

 

仪器体积更紧凑,实现真正的单手操作,同时具备更高的灵敏度和分辨率

 

更低的功耗意味着电池寿命更长,可延长现场使用时间

 

3、庞大的拉曼数据库

 

MIRA XTR DS手持式拉曼光谱仪是市面上为数不多即小巧灵活、又坚固耐用的手持式无损鉴别解决方案。它配有超过20000种物质的拉曼光谱库,是您的现场检测“专家”。

 

4、丰富配置,安全第一

 

MIRA XTR DS手持式拉曼光谱仪配备多种采样附件,无论是什么样的环境,都能确保现场执法人员的安全。

 

万能附件——可透过薄塑料袋或玻璃瓶进行采样,并智能判断障碍物(例如塑料),更精确的识别未知物

远焦附件——可在最远2米的安全距离内对潜在危险物质进行采样

柱状探头附件——用于识别大型容器(铁桶、水池)内的未知物

直角附件——用于识别物体表面(如桌面、汽车引擎盖)上的未知物

SERS附件——需要检测痕量药物残留时,可切换到痕量分析模式

 

5、将法医专家带在身边

 

全自动、引导式工作流程使 MIRA XTR DS手持式拉曼光谱仪易于使用,从未知样品的采样到清晰的分析结果显示。MIRA XTR DS 可以与 HazMaster G3 应用程序连接,立即提供样品相关可靠情报。现场负责人员可以在现场获得可能的混合样品分析结果,为他们提供有关毒品、爆炸物和化学试剂的重要化学信息。有了这些信息,他们可以立即采取行动保护自己、团队和其他所有人。

 

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来源:瑞士万通