拉曼光谱(Raman spectra)以印度科学家C.V.拉曼(Raman)命名,是一种分子结构检测中应用到的常见散射光谱,拉曼光谱分析通过与入射光频率不同的散射光谱进行检测以得到分子振动、转动方面的信息(常以横坐标表示拉曼频移,纵坐标表示拉曼光强),它可与红外光谱互补用来分析分子间键能的相关信息。
我们知道,光照射到物质上将会产生弹性碰撞和非弹性碰撞。在弹性碰撞中,光子和分子之间无能量交换,仅改变光子运动方向,散射频率等于入射频率,该类型的散射称为瑞利散射;在非弹性碰撞中,光子和分子之间发生了能量交换,改变了光子的运动方向,也改变了能量,使散射频率和入射频率有所不同,此类散射被称为拉曼散射。
必须了解的是,物质与光的相对作用分为三种:反射,散射和透射,三种相对作用衍生出对应的光谱检测方法如下:1.反射光谱(原子发射光谱(AES)、原子荧光光谱(AFS)、X射线荧光光谱法(XFS)、分子荧光光谱法(MFS)等);2.吸收光谱(紫外-可见光法(UV-Vis)、原子吸收光谱(AAS)、红外观光谱(IR)、核磁共振(NMR)等);3.联合散射光谱(拉曼散射光谱(Raman))。
目前,拉曼光谱分析的前沿常包括以下几种(但不限于以下几种):
在生命科学领域,拉曼光谱分析为疾病诊断、皮肤分析、细胞筛选、微生物、化妆品、蛋白质、药物等相关领域的分析提供了新的表征方法。
在材料学领域,拉曼光谱分析有助于我们深入了解材料,是进行相关研究的可靠工具:例如针对石墨烯和二维材料、聚合物和单体、无机物和金属氧化物、陶瓷、镀层、薄膜和催化剂等。
在安检和刑侦领域,拉曼光谱分析有助于人们进行毒品和违禁品快速检测、爆炸物检测和物证鉴定等。
在食品安全领域,拉曼光谱分析可以帮助我们进行非法添加物检测和掺假及真伪识别等。
在石油化工领域,拉曼光谱分析能进行油品分析、化工原料检测和中间品及半成品判断。
在珠宝考古领域,拉曼光谱分析则可以进行人染色鉴定、裂缝填充物质检测和真伪判定等。
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