紅外顯微鏡是通過(guò)顯微鏡觀(guān)察被測(cè)樣品的外觀(guān)形態(tài)或物理微觀(guān)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上直接測(cè)試樣品某特定微小部位的化學(xué)結(jié)構(gòu)，得到該微區(qū)物質(zhì)的高質(zhì)量紅外譜圖。它結(jié)合了微區(qū)觀(guān)察和紅外測(cè)量功能。

紅外顯微成像技術(shù)

　　紅外顯微成像技術(shù)是將顯微鏡技術(shù)應(yīng)用到紅外光譜儀中，將顯微鏡的直觀(guān)成像和紅外光譜的官能團(tuán)化學(xué)分析相結(jié)合，它不僅能對(duì)物體進(jìn)行形貌成像，而且還能提供物體空間各個(gè)點(diǎn)的光譜信息。紅外顯微鏡就是應(yīng)用紅外顯微成像技術(shù)的儀器。

　　紅外顯微成像技術(shù)是一種快速、無(wú)損、無(wú)污染的檢測(cè)技術(shù)，具有圖譜合一、微區(qū)化、可視化、高精度和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，是了解復(fù)雜物質(zhì)的空間分布和分子組成的強(qiáng)有力方法。制樣時(shí)無(wú)需溴化鉀壓片，也不需要添加任何稀釋劑，能反映樣品的本質(zhì)光譜。

　　紅外顯微成像技術(shù)能夠選擇樣品的不同部位的紅外光譜圖像進(jìn)行分析，從而得到測(cè)量位置處物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)信息及微區(qū)中某化合物含量的空間分布信息。對(duì)于非均相固體混合物，不需要分離，可直接測(cè)試并鑒定各個(gè)組分。

紅外顯微鏡的發(fā)展歷史

　　1983年，美國(guó)Nicolet Spectra Tech公司設(shè)計(jì)并制造出世界上diyi臺(tái)商用紅外顯微鏡。

　　1986年，Spectra-Tech公司推出了兩項(xiàng)ZL技術(shù)：diyi，目標(biāo)光闌，可以對(duì)采樣區(qū)域進(jìn)行選擇;第二，雙光闌技術(shù)，雙光闌技術(shù)使得樣品譜圖信息更加“純凈”。由于紅外顯微鏡主要用來(lái)研究微小樣品區(qū)域，而紅外光在待測(cè)樣品特別微小時(shí)就會(huì)不可避免地發(fā)生衍射，采用雙光闌技術(shù)可以消除雜散光的干擾，濾除與待測(cè)樣品無(wú)關(guān)的譜圖信息。

　　2001年推出了全新的Centaurμs紅外顯微鏡，首次將平行光引入顯微鏡。目前用量Zda的Continuμm顯微鏡采用了Zxin的ReflexAperture雙光闌系統(tǒng)，從過(guò)去的雙光闌技術(shù)發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制紅外光兩次通過(guò)一個(gè)光闌來(lái)減小雜散光，用單光闌起到雙光闌的作用。ReflexAperture雙光闌系統(tǒng)可以使紅外采樣空間分辨能力小到10μm。同時(shí)由于這個(gè)光路的設(shè)計(jì)極大地減小了機(jī)械誤差，使得聚焦、儀器調(diào)整都更加簡(jiǎn)便，使得檢測(cè)器讀到的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、更精確，因此譜圖也就更可靠。

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及紅外顯微鏡制作的更新?lián)Q代，目前顯微紅外光譜儀已日益受到廣大用戶(hù)的歡迎，紅外顯微鏡的應(yīng)用越來(lái)越多，范圍也越來(lái)越廣。

紅外顯微鏡的研究難點(diǎn)

　　1、工作方式

　　不同的測(cè)試樣品，它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)各有不同。因此在測(cè)試之前有必要對(duì)所測(cè)樣品充分了解，根據(jù)樣品自身的特點(diǎn)選擇適合的采集圖像和光譜的工作方式，以便獲得高質(zhì)量的圖譜信息。

　　2、圖譜影響因素

　　紅外顯微鏡具有圖譜合一的特點(diǎn)，而影響圖譜質(zhì)量的因素很多且具有不確定性。光源位置、光源強(qiáng)度、采集背景及分辨率的選擇、樣品的均勻及平整度等對(duì)圖譜都會(huì)有不同程度的影響。由于紅外顯微成像是一種新興的技術(shù)，所以關(guān)于圖譜影響因素的研究還不夠透徹。因此有必要進(jìn)行更深入的理論研究，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，盡量消除對(duì)圖譜影響的不利因素，獲得更準(zhǔn)確可靠的圖譜信息。

　　3、數(shù)據(jù)分析方法

　　紅外顯微鏡能夠獲得大量的數(shù)據(jù)，對(duì)于1cm×1cm的微區(qū)，50μm像素分辨率的顯微圖像可以包含40000條光譜。這就增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析的難度。面對(duì)不同的測(cè)試樣品，其對(duì)應(yīng)的特征波段和數(shù)學(xué)處理方法不完全相同，所以需要選取合適的特征波段和數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

紅外顯微鏡的發(fā)展趨勢(shì)

　　從目前的研究情況來(lái)看，紅外顯微鏡已經(jīng)逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，但它還有許多方面需要完善和發(fā)展。例如紅外顯微鏡的放大倍數(shù)一般不超過(guò)35，使得該技術(shù)不能用于更加微觀(guān)的研究，提高紅外顯微鏡的放大倍數(shù)是一個(gè)發(fā)展方向。

　　紅外顯微鏡的定量分析需要利用紅外顯微圖譜信息與標(biāo)準(zhǔn)方法(如HPLC)所獲得的參考值建立模型，但是由于紅外顯微成像技術(shù)測(cè)量的樣品一般是微小微量的，而標(biāo)準(zhǔn)方法卻無(wú)法對(duì)那么微小微量的樣品進(jìn)行分析，所以目前紅外顯微鏡很少在定量分析方面有所應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代分析方法的進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量微小微量的樣品的精度將逐步提高，因此紅外顯微鏡的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是微區(qū)定量分析。

　　目前，紅外顯微鏡比較昂貴，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究的單位還不多，限制了這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，因此有必要開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉紅外顯微鏡。此外，紅外顯微成像技術(shù)還應(yīng)該朝著加快掃描速度，提高圖像、光譜的分辨率與信噪比，獲得更GX、快捷的光譜、圖像數(shù)據(jù)的處理算法，擴(kuò)展紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用范圍這些目標(biāo)發(fā)展。如此發(fā)展，紅外顯微鏡將有更加廣闊的應(yīng)用前景。