激光拉曼光谱仪：宝玉石鉴定的“高级武器”——访NGTC研究部技术主管张健高级工程师

　　红宝石、蓝宝石、翡翠、祖母绿......它们光彩夺目、经久不变。在繁复纷扰的当代，珠宝玉石已然成为装点生活的重要部分，甚至是美的诠释，感情的寄托。而且，随着生活水平的提高，珠宝玉石正在由奢侈品变为类似于服装的生活必需消费品。当然，这个恒久而美丽产业的市场也越来越大，据悉目前珠宝行业全年零售市场销售额在5000亿左右。

　　然而，在商业利益的驱逐下，“作伪”有时候防不胜防，珠宝玉石的真假一直是商家和消费者最大的担忧。当然，随着市场的扩大，检测和鉴定的需求也日益增长。最初，珠宝行业多依靠肉眼观察，凭经验说话，但是随着科技的发展，造假技术也随之“登峰造极”，此外新的宝玉石品种的研究需求，越来越多先进的科学仪器相继入驻珠宝检测实验室。

　　那么，珠宝玉石检测常用的仪器有哪些?珠宝这一特殊的消费品对分析仪器及方法有什么特殊的需求?而作为珠宝行业权威的检测机构，国家珠宝玉石质量监督检验中心(简称NGTC)又承担了哪些工作?日前，仪器信息网编辑特别采访了NGTC研究部技术主管张健高级工程师。

NGTC研究部技术主管张健高级工程师

　　张健，高级工程师，NGTC北京珠宝研究所技术主管，国家珠宝质检师(CGC)。合作出版了3本专著和2项国家标准，翻译了1本英文专著，在国内外专业期刊杂志及学术会上发表了20余篇学术论文，正在主持1项国家标准及2项国家标准样品的研制工作。

　　还在读研究生的时候，张健就与翡翠结缘，长期从事翡翠、彩色钻石及彩色宝石的研究、鉴定及相关标准制定工作，可谓是实验室中的“多面手”，专门解决珠宝检测和科研中遇到的难题。特别值得一提的是，在从业的十多年中，张健一直负责拉曼光谱仪等大型仪器的应用开发工作。

　　珠宝检测：经验与仪器相辅相成

　　在很多人的印象中，珠宝玉石的鉴定或许就是经验丰富的珠宝专家拿着放大镜观察一下即可，然而事实上这项工作远没有大家想象的那么简单。张健介绍到，“这是一项非常严谨的工作，实验室接到一个样品，至少要两到三名质检人员采用多种技术方法进行检测，而且每个人要进行同样的步骤，并且肉眼观察和仪器检测相辅相成，直至大家的判断一致才终止。”

　　据介绍，对于珠宝玉石鉴定来说，每件样品都要经层层检测，先由珠宝鉴定师进行宝石学常规检测(肉眼放大观察、折射率测试、荧光观察等)，有时候还需要进行红外光谱、拉曼光谱等其他大型仪器测试。“每一种珠宝检测仪器都有它的长处，也有局限性，不可能一种检测仪器解决所有的疑难珠宝样品的鉴定问题。”张健介绍到，“在检测过程中，要根据检测样品的特点选择合适的仪器。”

　　很多时候我们只在意珠宝给人们带来的视觉享受，殊不知，随着科技的发展，珠宝处理手段(作伪)也越来越高超。“早期一些对宝玉石的处理手段比较简单，肉眼是可以分辨的，而现在的处理技术肉眼很难分辨，所以鉴定的时候就需要引入各种各样的仪器设备，除了简单的放大镜、显微镜、折射仪、紫外荧光灯等小型仪器之外，傅立叶变换红外光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪、微分干涉显微镜、X射线荧光光谱仪、激光诱导击穿光谱仪(LIBS)、拉曼光谱仪等大型仪器在珠宝检测中越来越多地被广泛应用。”

　　“工欲善其事，必先利其器”，这在NGTC得到了很好的体现。他们一直在不断追寻先进的检测仪器和方法，其中RENISHAW inVia Raman型显微激光共聚焦拉曼光谱仪就是升级版拉曼光谱仪。拉曼光谱仪在天然、合成及优化处理钻石的区分与鉴定方面具有不可替代的作用，同时在多组分玉石定名、未知宝石品种鉴定方面也发挥着极其重要的作用。

　　不仅如此，NGTC顺应市场需要，自主研发了新型珠宝检测仪器，比如NGTC深圳珠宝研究所开发的宽频诱导发光测试仪GV5000，该仪器可有效地提高钻石厘石的筛选效率。

　　“总的来说，珠宝玉石检测是一个跨学科的领域，除了实验室已有的检测仪器之外，还要随时关注地矿、材料等学科用到的相关仪器和技术。除此之外，我们也经常关注仪器信息网上发布的新仪器、新技术和新应用，并发掘这些仪器和技术在珠宝检测行业的应用潜力。”张健研究员对编辑说：这里要特别提到的是，NGTC有专门的研究部。一直致力于新的检测方法的开发和推广，可谓是保障消费者合法权益与维护市场秩序的坚强后盾。

NGTC研究部大型仪器室

　　拉曼光谱仪：珠宝检测的“高级武器”

　　在NGTC，每一台拉曼光谱仪拥有自己独立的“办公室”，享受着VIP待遇。

　　对国内珠宝质检行业来说，目前配备拉曼光谱仪的检测实验室并不多，而NGTC在很早的时候就引进了该仪器。为什么会有这样的选择?“当然是市场的需求”，张健谈到，“无损，是珠宝玉石检测行业的最大特点，而这一点，也正是拉曼光谱仪的优势所在。不仅如此，相对其它仪器，拉曼光谱仪能解决其它一些仪器不能解决的问题。”

　　“比如，常用的红外光谱仪虽然也能对珠宝进行定名，但介于其光斑的局限性，测试矿物成分的精度要低于拉曼光谱仪。此外，红外对有机物灵敏，而拉曼对无机物的检测更合适。”

　　“钻石是我们的第一大检测业务，目前，化学气相沉积法(CVD)、高温高压法(HPHT)合成钻石的鉴定都需要用拉曼仪器做光致发光来鉴定，如CVD合成钻石的光致发光光谱中有737nm的特征双线。此外，拉曼光谱还可以用于多组分样品的检测与定名，如多组分的翡翠样品，既有翡翠，也有长石，还可能有其他的组分，且分布范围也比较小，需要进行拉曼‘mapping’才能确定该样品的组分，进而对其进行定名。” 除此之外，在不常见宝石品种及宝石内部包体成分研究和定名方面，拉曼光谱仪也发挥着重要的作用。

　　仪器选择：适合的就是最好的

　　据了解，早在1999年的时候，NGTC就已经购买了雷尼绍的RM1000显微共焦激光拉曼光谱仪，那时候雷尼绍的产品才刚刚进入中国，随着拉曼光谱技术的发展，NGTC又引进了新型的inVia型拉曼光谱仪，该仪器在珠宝玉石鉴定、定名以及裂隙、晶体缺陷、内包裹体等多方面的分析中扮演着重要的角色。

　　“目前，RENISHAW inVia Raman型显微激光共聚焦拉曼光谱仪可配备两个显微镜平台：一个是标准显微镜的，样品平台空间比较小，适合常规样品测试;另一个是开放式显微镜，样品平台适合大块样品的测试，而且两个显微镜之间的切换很方便。珠宝检测时经常会遇到较大体积的宝玉石原料，这时开放式样品台就可以对这种样品进行测试分析。此外，可选的激光器种类也比较丰富，NGTC北京总部实验室一次性配备了325 nm、473 nm、532 nm、785 nm和830nm 五种激光器，在目前国内珠宝检测行业中这应该是配置最高最全的。”

多组分翡翠样品中硬玉的mapping测试分析

颜色成因类型不同的天然彩黄色钻石的光致发光光谱图

　　RENISHAW inVia Raman型显微激光共聚焦拉曼光谱仪珠宝检测研究功能介绍：主要用于珠宝玉石矿物成分的鉴定、包裹体测试，可对样品进行点测试、线扫描、面扫描及纵向逐层扫描，同时可利用光致发光(PL)功能对珠宝玉石进行颜色成因测试分析。

　　应用前景：问题与潜力同在

　　对于拉曼光谱仪在珠宝行业的市场前景，张健说，拉曼光谱在珠宝行业的应用前景挺好，我们中心北京、上海、深圳的实验室就先后购置了4台拉曼光谱仪。不过，目前国内珠宝行业配备拉曼仪器的实验室并不多，这其中的原因也是多方面的。

　　从应用的角度来说，虽然拉曼光谱仪在珠宝检测行业的作用毋庸置疑，但还有不少问题亟待解决，如目前拉曼光谱整个行业的数据库都非常有限，即便是专门做数据库的公司，拉曼光谱的数据库也很少，具体到宝玉石数据相关的就更少了，目前只有少量的矿物数据库可以参考。“从实际应用的角度考虑，我们希望适用于珠宝行业的拉曼谱图库能建得能更全一些。”张健谈到，“此外，希望在消除/降低荧光干扰方面能有更多有效的方法。”

　　对于目前拉曼光谱仪在珠宝检测实验室配备较少的现状，张健分析到，“是否配备拉曼光谱仪要跟实验室的主打业务类型和业务量来判断，目前配备较多的集中在钻石、玉石检测业务比较多的珠宝检测中心。但是即便是主打钻石的检测中心，也不一定会自己购买拉曼光谱仪，这就要综合评价，看有没有必要，或者哪个更划算。”

　　“另一方面，一般的检测机构在配备珠宝检测仪器时，通常都是从配备最基础的珠宝检测仪器开始，随着检测业务需求的增长及检测机构的不断发展壮大，未来珠宝检测对拉曼光谱仪的需求潜力还是很大的。”

　　后记：

　　不管是作为饰品，用于珍藏，还是属于投资，珠宝玉石已经成为当今生活中不可或缺的一部分。但是，一念之间，一眼执著，这块“疯狂的石头”既可以为其持有者累积财富，也有可能让他“赔了夫人又折兵”。

　　随着珠宝消费热情的攀升、珠宝品种的丰富、处理手段的“推陈出新”，相关的检测需求也在不断扩大，不仅是入驻商场的珠宝首饰与鉴定证书要一一对应，个人样品检测的需求也水涨船高。当然，这其中对科学仪器的需求也日益增长，不仅是相应检测实验室常用分析仪器配置的增加，随着科技的发展，新的仪器、方法等也在不断引入到这个行业。

采访编辑：叶建