高熒光樣品的拉曼光譜測(cè)試方法
由于熒光信號(hào)遠(yuǎn)強(qiáng)于拉曼信號(hào),而且熒光信號(hào)與拉曼信號(hào)在相同譜段,在拉曼光譜測(cè)試的過(guò)程中,我們經(jīng)常會(huì)遇到樣品熒光信號(hào)很強(qiáng),把拉曼信號(hào)湮滅,以至于無(wú)法測(cè)出樣品拉曼光譜的情況。例如532nm、785nm激光拉曼光譜儀在測(cè)試生物組織、染料、熒光物質(zhì)等較強(qiáng)熒光背景的物質(zhì)的時(shí)候,拉曼信號(hào)基本上只能“小荷才露尖尖角”,甚至于*不能體現(xiàn),被熒光信號(hào)掩蓋,作為拉曼指紋的特征峰,根本無(wú)法識(shí)別。而1064nm激發(fā)拉曼光譜儀,則可以極大地抑制熒光干擾。
但是,因?yàn)?064nm拉曼光譜儀,由于設(shè)計(jì)難度極大,傳感器只能用InGaAs的,且必須進(jìn)行深度制冷,因此,成本不菲。那么,有必要選擇價(jià)格昂貴的1064nm拉曼光譜儀嗎?對(duì)同樣樣品進(jìn)行測(cè)試時(shí),785nm拉曼光譜儀和1064nm拉曼光譜儀,測(cè)試結(jié)果到底區(qū)別有多大呢?我們分別使用奧譜天成生產(chǎn)的ATR3100-785和ATR3110-1064這兩種不同激發(fā)波長(zhǎng)的拉曼光譜儀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)條件:
實(shí)驗(yàn)儀器:ATR3100、ATR3110-1064
生產(chǎn)廠家:奧譜天成(廈門)科技有限公司
實(shí)驗(yàn)參數(shù):
激發(fā)波長(zhǎng) | 1064nm | 785nm |
積分時(shí)間 | 15000ms | 1000ms |
激光功率 | 300mw | 200mw |
圖 1 ATR3100型785nm激光拉曼光譜儀
圖 2 ATR3110-1064型1064nm激光拉曼光譜儀
1. 1064nm拉曼光譜和785nm拉曼光譜的對(duì)比試驗(yàn)
圖 3 膠囊樣品的拉曼光譜圖、藍(lán)色為785nm,紅色為1064nm
圖 3我們可以看出在396cm-1、517cm-1、639cm-1處785nm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-1、1448cm-1、1667cm-1處785nm拉曼光譜儀基本無(wú)法識(shí)別出特征峰,而1064nm拉曼光譜儀的特征峰非常明顯。
圖 4 ABS-557型塑料樣品的拉曼光譜、藍(lán)色為785nm,紅色為1064nm
圖 4我們可以看出兩種拉曼光譜儀在445cm-1和600cm-1都可以識(shí)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-1、1000cm-1、2500cm-1等多個(gè)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(lái)了這些特征峰。
圖 5 PC1225L型塑料樣品的拉曼光譜, 藍(lán)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(shí)別出對(duì)應(yīng)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(wèn)題,半峰寬基本被掩蓋,如果單純只使用785nm拉曼光譜儀無(wú)法分辨是否存在被熒光所遮蓋的特征峰。
圖 6 EVA2號(hào)型塑料樣品的拉曼光譜, 藍(lán)色為785nm,紅色1064nm
圖 6可以看出785nm的拉曼在1758cm-1處并沒(méi)有顯示出特征峰。
2.1064nm拉曼光譜儀的特征峰分辨能力試驗(yàn)
在實(shí)際的應(yīng)用中,我們會(huì)使用拉曼光譜儀進(jìn)行不同塑料的鑒定檢測(cè),來(lái)確認(rèn)我們使用的塑料是否為我們想要的原材料。我們需要區(qū)分樣品ABS-557和樣品EVA2號(hào)這兩種塑料,我們將這兩種樣品的1064nm和785nm的光譜圖分別進(jìn)行了比較。如圖5所示,發(fā)現(xiàn)使用785nm激光拉曼光譜儀的光譜圖基本被熒光所掩蓋,導(dǎo)致光譜圖較為相似,很難有效地區(qū)分。而1064nm激光光譜儀,由于抑制了熒光信號(hào),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。
圖 7 左圖為1064nm拉曼測(cè)出的拉曼特征峰,右圖為785nm拉曼測(cè)出的拉曼特征峰。藍(lán)色為ABS-557,紅色為EVA2
3.小結(jié):
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(yōu)勢(shì);在熒光背景較強(qiáng)的樣品,檢測(cè)中效果還是較為顯著的。如果需要鑒定檢測(cè)一些具有較強(qiáng)熒光背景的樣品時(shí),使用1064nm拉曼光譜儀可以較為準(zhǔn)確的分析這些樣品。
以上實(shí)驗(yàn)均使用奧譜天成(廈門)科技有限公司生產(chǎn)的拉曼光譜儀,分別為ATR3100和ATR3110-1064nm型號(hào)的拉曼光譜儀。