智能拉曼光譜儀廣泛用于化學研究、高分子材料、生物醫學、藥品檢測、寶石鑒定等領域,如何進一步小型化、現場化是其未來發展的重要方向。拉曼光譜儀具有體積小、檢測方便等特點,為藥品檢測、環境檢測、安檢等實時檢測領域提供了一種無損快速檢測方法。
影響智能拉曼光譜儀定量測定的因素主要是熒光、樣品的熱效應和基質或樣品自身的吸收。在拉曼光譜中,熒光干擾表現為一個典型的傾斜寬背景。因此,熒光對定量的影響主要為基線的偏離和信噪比下降,熒光的波長和強度取決于熒光物質的種類和濃度。與拉曼散射相比,熒光通常是一種量子效率更高的過程,甚至很少量不純物質的熒光也可以導致顯著的拉曼信號降低。使用更長的波長例如785nm或1064nm的激發光可使熒光顯著減弱。然而,拉曼信號的強度與λ-4成比例,λ是激發波長。通過平衡熒光干擾、信號強度和檢測器響應可獲得z佳信噪比。
測量前將樣品用激光照射一定時間,固態物質的熒光也可得以減弱。這個過程被稱為光致漂白,是通過降解高吸收物質來實現的。光致漂白作用在液體中并不明顯,可能是由于液體樣品流動性,或熒光物質不是痕量。
樣品加熱會造成一系列的問題,例如物理狀態的改變(熔化),晶型的轉變或樣品的燒灼。這是有色的、具強吸收或低熱傳導的小顆粒物質常出現的問題。樣品加熱的影響通常是可觀察的,表現在一定時間內拉曼光譜或樣品的表觀變化。除了減少激光通量,有許多種方法可用來降低熱效應,例如在測量過程中移動樣品或激光,或者通過熱接觸或液體浸入來改善樣品的熱傳導。
基質或樣品本身也可吸收拉曼信號。在長波傅里葉變換拉曼系統中,拉曼信號可以與近紅外的泛頻吸收重疊。這種影響與系統的光學以及樣品的形態有關。裝填和顆粒大小的差異而引起的固體散射的可變性與這種效應有關。然而,由于在拉曼光譜中樣品的有限穿透深度和相對狹窄的波長范圍,所有這些效應的大小都沒有近紅外光譜嚴重。
定量拉曼光譜與許多其它的光譜技術不同,它是單光束零背景測量。謹慎地進行樣品測定以及使用設計合理的儀器可以使這種變異減到小,但是并不能全部消除。所以,的拉曼信號強度很難直接用于待測物的定量。變異的潛在來源是樣品的不透明性和樣品的不均勻性、照射樣品的激光功率的變化以及光學幾何學或樣品位置的變化。這些影響可以通過能重復的或有代表性的樣品處置方式予以減小。
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