拉曼光谱,作为一种在诸多领域广泛应用的无损分析技术,能够精确地为我们揭示样品化学结构的详细信息。其工作原理是,通过特定的单色激光光源(一般处于可见光或近红外波段)对样品进行照射,从而激发样品产生散射光。在这一过程中,绝大部分散射光属于瑞利散射,其能量不会发生变化;而仅有极小一部分光子会与分子振动发生能量交换,进而产生拉曼散射,也就是我们所说的拉曼效应。这种效应所形成的振动能量特征,与物质的化学组成和结构特性紧密相关,正因如此,拉曼光谱被视为一种极为可靠的“化学指纹图谱”技术。借助高灵敏度的检测器以及专业的激光拉曼光谱仪,我们能够采集并生成具有高信息密度的拉曼光谱图,其典型特征为一系列鲜明且具有特异性的谱峰,这些谱峰能够帮助我们鉴别样品的成分、浓度、物相、晶型等多种属性。

在传统的拉曼光谱技术中,激光通常是通过同轴光路来照射样品并收集散射信号的。而随着技术的不断发展,其重要的衍生技术——空间位移拉曼光谱(SORS)应运而生。SORS技术通过多次偏移测量,实现了对样品亚表层成分的检测。这一技术的出现,为诸多领域带来了极大的便利,例如在密封容器、厚重包装、有色或不透明材质的内部物质识别方面表现出色,提高了危险化学品鉴定、机场安检中的液体筛查以及药品原辅料验证等任务的处理速度、检测效率和操作安全性。
激光拉曼光谱仪的工作原理是基于分子振动中极化率的变化,这与红外光谱依赖偶极矩的改变有所不同。当样品受到激光照射时,分子的电子云形状会发生变动,如果这种变动伴随着明确的能量跃迁,就会诱发拉曼散射事件。在激光拉曼光谱仪中,每个谱峰都对应着特定的分子键振动模式,并且各峰的强度存在差异。例如,像C - C、C = C这类同核化学键通常会表现出较强的拉曼信号,而极性键如C - O和O - H的拉曼谱带往往较弱。不过,需要注意的是,分子对称性对拉曼强度有着影响,即使是一些极性基团(如磷酸盐和硫酸盐),在具备高对称性时也可能会产生明显的拉曼谱线。
激光拉曼光谱仪通过精确测量散射光的强度与拉曼位移值(一般记录范围为250 – 4000 cm⁻¹)来获取样品的光谱信息。在拉曼光谱中,400 – 1500 cm⁻¹之间的区域被定义为指纹区。该区域所呈现的拉曼谱带具有高度的特征性,能够反映分析物分子结构与化学键振动的特异性信息,因此被广泛应用于物质的鉴定与识别。指纹区拉曼光谱中所包含的独特位移信号,如同物质的“指纹”一般,是我们识别化学物种和判断分子构型的可靠依据。
例如,如果将待测样品的拉曼谱图与已知的标准谱库进行匹配,就可以实现对未知物质的准确鉴定,这种鉴别方式类似于“化学指纹”识别。即使面对化学结构高度相似的分子,拉曼光谱技术仍能表现出出色的区分能力,这也彰显了其在实际应用中的重要价值。
拉曼峰的位置能够为我们提供分子中所存在化学键类型的关键信息,而拉曼信号的强度则与样品浓度成正比关系。基于这一特性,拉曼光谱不仅可以用于定性鉴别,还能够应用于定量分析。当与化学计量学方法结合使用时,该技术能够测定复杂混合物中各组分的浓度。透射拉曼光谱(Transmission Raman Spectroscopy, TRS)就是基于这一原理发展而来的,它在药物质量控制领域发挥着作用,特别是在片剂、胶囊及粉末等剂型的含量均一性验证方面表现突出。
该技术适用于检测多种类型的物质,包括有机材料(如活性药物成分、有机溶剂、聚合物、麻醉剂和违禁品)、多原子无机化合物(如硫酸镁、碳酸氢钠、二氧化钛、磷酸钙)、以单键为主的分子(如脂肪族化合物、糖类、淀粉和纤维素),以及高极性小分子如乙醇等。
然而,我们也需要清楚地认识到,拉曼光谱并非适用于所有物质的检测。例如,不含共价键的纯离子化合物(如NaCl、KCl)、强荧光样品(如某些植物材料)、深色或黑色样品(因为可能吸收激发光)、在拉曼检测区间内信号较弱的物质(如水分在200 – 2000 cm⁻¹区间),以及大多数金属及元素物质,使用拉曼光谱技术进行检测时可能会遇到困难,难以获得理想的检测结果。
在众多的激光拉曼光谱仪产品中,景颐光电的ATR6600 1064nm手持式拉曼光谱识别仪具有独特的优势。它是一款超荧光抑制的1064nm手持拉曼光谱仪,基于1064nm激发光本身的较高荧光抑制效果,特别适合于高荧光产品的检测。
该仪器整机尺寸极小,重量不到1.2kg,携带非常方便,能够满足在海关、检测实验室、车间、仓库、码头等多种现场环境下对危险物品、易制爆化学品、违禁品、珠宝玉石、原料等物品进行快速识别的需求。同时,它还可用于对食品中的添加剂、农药残留、兽药残留等进行快速检测识别。
ATR6600内置了拉曼光谱识别算法,能够对物质进行无差别检测,轻松识别各种物质,并且可以添加用户自己的谱图数据。它采用Android系统,界面简单明了,配备5.5英寸高清屏幕,采用高清双摄像头(1300万 + 800万),可随时记录检测现场。此外,仪器还内置了WIFI、蓝牙、GPS等模块,操作简单而智能。景颐光电还将为用户提供全面的技术支持和服务,如谱图库的建立、方法和验证、IQ/OP/PQ认证支持等,让用户在使用过程中无后顾之忧。

无论是在公共安全领域,还是在食品安全、制药安全等方面,ATR6600 1064nm手持式拉曼光谱识别仪都能够实现快速无损检测,为相关工作提供有力的支持,真正做到一切尽在您的“掌控之间”。
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