共焦顯微拉曼光譜儀在微量分析測定中獨具分離效果好、靈敏度高、設(shè)備簡單、易于操作等諸多優(yōu)勢，因此它將具有很大的潛力。目前，共焦顯微拉曼光譜儀已經(jīng)在腫瘤檢測、文物考古、gong安法學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

共焦顯微拉曼光譜儀的原理

　　共焦顯微拉曼光譜儀是將拉曼光譜分析技術(shù)與顯微分析技術(shù)結(jié)合起來的一種應(yīng)用設(shè)備。拉曼光譜屬于分子振動光譜，每種物質(zhì)的拉曼線可以有若干隊，每對線對應(yīng)于物質(zhì)的兩個能級間差值(振動、轉(zhuǎn)動或電子能量間的差值)，所以能從分子水平上反映樣品化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)上的差異。

　　共焦顯微拉曼光譜儀可將激發(fā)光的光斑聚焦到微米量級，進(jìn)而對樣品的微區(qū)進(jìn)行精確分析，激光在樣品上產(chǎn)生作用的確切部位，可以通過CCD鑒定儀和一個TV監(jiān)視儀，清晰地顯示出來，TV屏幕，可以選擇有關(guān)分析所感興趣的任何樣品的任意部位，整個分析鑒定過程，都非常直觀，易于進(jìn)行觀察和控制。這對于腫瘤細(xì)胞間細(xì)微差異的檢測、文物考古、gong安法學(xué)中的痕量物質(zhì)分析等而言，是一個十分理想的手段。

共焦顯微拉曼光譜儀的優(yōu)點

　　共焦顯微拉曼光譜儀具有很好的空間分辨率，利用共聚焦顯微拉曼光譜可以得到樣品體積很小和不同深度的光譜信息。共焦顯微拉曼光譜儀空間分辨率好于1μm，縱向分辨率達(dá)2μm，采用干涉窄帶濾光片技術(shù)，實現(xiàn)了拉曼光譜二維直接成像，可方便快捷地獲得物質(zhì)成分的微觀空間分布;使用計算機(jī)控制高精度XYZ三維平臺，可實現(xiàn)逐點掃描，獲得高分辨率的三維Raman圖像。

　　共聚焦系統(tǒng)能夠消除物鏡自身產(chǎn)生的光譜。當(dāng)入射光和散射光通過光學(xué)系統(tǒng)特別是通過顯微鏡的物鏡時，物鏡材料的拉曼和熒光光譜會出現(xiàn)并疊加到樣品的拉曼光譜上，尤其是在檢測高反射率的樣品時。共聚焦系統(tǒng)主要給出聚焦區(qū)域的光譜，能避免物鏡光譜出現(xiàn)。

　　共焦顯微拉曼光譜儀有多個頻率可供選擇。但應(yīng)注意，在測試生物樣品時，入射光通過顯微物鏡把能量集中在一個微區(qū)，因此必須采用低功率的激光以避免樣品的熱和光化學(xué)反應(yīng)。

　　綜上所述，共焦顯微拉曼光譜儀比傳統(tǒng)的色散型拉曼光譜儀在分辨率、工作頻率、運行速度、靈敏度和微量樣品分析諸方面都有了很大提高，顯微拉曼光譜技術(shù)在多個研究領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。

共焦顯微拉曼光譜儀的應(yīng)用

　　共焦顯微拉曼光譜儀作為目前較先進(jìn)的拉曼光譜儀，在各行業(yè)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用：

　　1、共焦顯微拉曼光譜儀在化學(xué)研究中的應(yīng)用

　　共焦顯微拉曼光譜儀在有機(jī)化學(xué)方面主要是用作結(jié)構(gòu)鑒定和分子相互作用的手段，它與紅外光譜互為補(bǔ)充，可以鑒別特殊的結(jié)構(gòu)特征或特征基團(tuán)。拉曼位移的大小、強(qiáng)度及拉曼峰形狀是鑒定化學(xué)鍵、官能團(tuán)的重要依據(jù)。利用偏振特性，拉曼光譜還可以作為分子異構(gòu)體判斷的依據(jù)。

　　在無機(jī)化合物中金屬離子和配位體間的共價鍵常具有拉曼活性，由此拉曼光譜可提供有關(guān)配位化合物的組成、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等信息。另外，許多無機(jī)化合物具有多種晶型結(jié)構(gòu)，它們具有不同的拉曼活性，因此用共焦顯微拉曼光譜儀能測定和鑒別紅外光譜無法完成的無機(jī)化合物的晶型結(jié)構(gòu)。

　　在催化化學(xué)中，共焦顯微拉曼光譜儀能夠提供催化劑本身以及表面上物種的結(jié)構(gòu)信息，還可以對催化劑制備過程進(jìn)行實時研究。同時，激光拉曼光譜是研究電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)和性能的重要方法，能夠在分子水平上深入研究電化學(xué)界面結(jié)構(gòu)、吸附和反應(yīng)等基礎(chǔ)問題并應(yīng)用于電催化、腐蝕和電鍍等領(lǐng)域。

　　2、共焦顯微拉曼光譜儀在高分子材料中的應(yīng)用

　　共焦顯微拉曼光譜儀可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學(xué)純度。如無規(guī)立場試樣或頭-頭，頭-尾結(jié)構(gòu)混雜的樣品，拉曼峰是弱而寬，而高度有序樣品具有強(qiáng)而尖銳的拉曼峰。

　　研究內(nèi)容包括：

　?、倩瘜W(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷：高分子中的C=C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對拉曼光譜非常敏感，常用來研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)。

　?、诮M分定量分析：拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系，給高分子組分含量分析帶來方便。

　　③晶相與無定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過程和結(jié)晶度的監(jiān)測。

　?、軇恿W(xué)過程研究：伴隨高分子反應(yīng)的動力學(xué)過程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會有強(qiáng)度的改變。

　　⑤高分子取向研究：高分子鏈的各向異性必然帶來對光散射的各向異性，測量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息。

　　⑥聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。

　?、邚?fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過程的監(jiān)測。

　　⑧聚合反應(yīng)過程和聚合物固化過程監(jiān)控。

　　共焦顯微拉曼光譜儀是把拉曼光譜儀和標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)顯微鏡耦合在一起，激發(fā)激光束通過顯微鏡聚焦為一個直徑在0.5~1.0微米大小的微小光斑，這一光斑所在范圍內(nèi)的拉曼信號通過顯微鏡回到拉曼光譜儀，然后得到光譜信息。

　　共焦顯微拉曼光譜儀的空間分辨率在微米尺度，為化學(xué)分析開啟了一個新維度。但僅僅添加顯微鏡只能提高橫向(XY)空間分辨率，并不能提供縱軸方向(Z)的空間分辨能力。只有共焦光路才能提供縱深方向(Z)的空間分辨能力。目前使用的共焦設(shè)計有幾種，其中一些是真共焦的，而另一些是贗共焦的，其實際效果也不盡相同。共焦顯微拉曼光譜儀設(shè)計在光路上安裝完全可以調(diào)節(jié)的共焦針孔光闌，可以達(dá)到微米量級的縱向分辨率，可以逐層分析多層薄層樣品，即可以在縱向進(jìn)行拉曼切片。