探索低波段拉曼信號中的秘密

時間：2024/3/12閱讀：437

拉曼光譜學是一種分析技術，它通過觀察分子振動和旋轉的模式，來揭示物質的分子結構和化學組成。這種技術在化學、生物、材料科學等領域有著廣泛的應用。

拉曼散射

拉曼位移是拉曼光譜中的一個重要參數，它表示散射光頻率與入射光頻率之間的差值，通常以波數（cm^-1）為單位表示。拉曼位移的范圍通常在 4000cm^-1到 200cm^-1之間。通過觀察和分析拉曼位移，可以獲得關于物質結構、性質、內部應力和純度等多方面的信息。

低波段拉曼信號與i-Raman Plus拉曼光譜儀

我們將拉曼位移在200cm^-1以下部分稱為低波段范圍。低波段的拉曼光譜通常受到較強的熒光背景的干擾，且光譜信號較弱，對實驗條件和數據處理的要求也較高。盡管如此，低波段的拉曼光譜仍然可以提供一些關于物質結構和性質的重要信息。

L-天冬酰胺的拉曼譜圖

上圖紅色部分為L-天冬酰胺的低波段區域，可以清晰地看到三個明顯的峰。

i-Raman Plus 拉曼光譜儀采用了先進的技術和優化的光學設計，使得它能夠訪問到更低的波段范圍，可達65cm^-1。這意味著，它能夠提供更全面、更深入的物質分析。無論是蛋白質的特性研究，還是多晶型的檢測，甚至是材料結構的確定，i-Raman Plus 都能提供關鍵的信息。

i-Raman Plus 拉曼光譜儀

多態檢測

制藥業在藥物開發、生產和質量控制過程中最關心的問題是確定其活性藥物成分 (API) 的結構形式。原料藥具有多態性，其特點是化學成分相同，但固態結構不同，可能會影響生物利用度和治療指數，如果使用了錯誤的形式，可能會導致最終藥物產品的療效受損。

偽多晶型 D-葡萄糖示例

α-D-葡萄糖（紅色）和 α-D-一水葡萄糖（藍色）的拉曼光譜比較。我們可以看出，在 65cm^-1～ 200cm^-1 的低波段范圍內，兩種偽多晶型之間存在明顯差異。

低波段區域的檢測能力增加了拉曼光譜儀整體檢測靈敏度，提高了區分相似材料的能力。

監測相變

行業中的另一個重要應用是監測化學過程中的相變或結晶。固態α-硫樣品沉積在鋁制托盤上，用熱板將樣品加熱到熔點以上 (115.2℃) 后，83.6cm^-1處的低波段峰變寬并發生位移，表明從 α 形態轉變為 λ 形態。請注意，兩種形態在常規波數范圍內無明顯差異。

硫從 α 形態轉為 λ 形態后的譜圖比較

結論

i-Raman Plus 拉曼光譜儀在需要低至 65cm^-1的低波段檢測的應用中是非常有價值的工具。表征多晶體和溶解物形態的能力可以更好地控制制藥和生物行業的生產和配方過程。除了蛋白質、多晶體和相的表征，拉曼光譜還可用于研究半導體晶格、碳納米管、太陽能電池以及各種礦物、顏料和寶石。

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