HORIBA之拉曼光谱仪：定位中高端市场

　　这两年，拉曼光谱仪一直吸引着业内人士的眼球，各大仪器厂商不断在新产品、新技术、新应用等方面推陈出新，精心布局，不仅如此，新迈入此领域的仪器厂商也层出不穷，可谓热闹非凡。

　　拉曼光谱如此的蓬勃发展给广大用户提供了更多可选择的空间，那么，当前有哪些主流企业/主流产品?有哪些最新的技术/应用?哪款仪器更适合用户自己的研究工作?

　　仪器信息网：贵公司拉曼光谱仪的定位?

　　HORIBA：HORIBA Scientific旗下的Jobin Yvon光谱技术自1819年创立以来，始终致力于光学光谱产品的研发生产，其光谱技术涵盖光栅、光学光谱系统、拉曼、荧光、SPRi、椭偏、辉光放电等技术，其中拉曼光谱仪是HORIBA Scientific主要产品线之一，占据着举足轻重的地位。

　　HORIBA Scientific的产品定位在中高端市场，主要生产各种拉曼光谱仪台式机以及高性能便携拉曼光谱仪，目标市场是高端研究、分析测试、在线监测以及刑侦和考古现场等。主要客户分布在材料、物理、化学与高分子、生物及生物医学、催化、地质、刑侦、博物馆及考古等领域。

　　仪器信息网：请回顾贵公司拉曼光谱仪的研发及技术进展历史，贵公司在拉曼光谱仪方面有哪些优势/专利技术?

　　HORIBA：HORIBA Scientific从1970年左右推出第一台商业化拉曼光谱仪至今，拥有40多年设计和生产各类色散拉曼光谱仪的历史，期间，Jobin Yvon兼并了另外两家拉曼光谱仪厂商：Spex和Dilor，成为拉曼光谱仪的世界领导者。

　　40多年间，HORIBA Scientific推出了十几代拉曼光谱仪，推动了一系列突破性的技术革新，例如：两级、三级拉曼光谱仪，可以实现最高分辨率(0.15cm-1)，最低波数(≤5cm-1 );首款商业化显微拉曼光谱仪，推动了显微拉曼光谱仪的发展;1999年又推出新一代高光谱分辨率的单级拉曼光谱仪;2011年实现在单极拉曼光谱仪上超低波数测量(≤10cm-1)。

　　下表简单列出了部分发展史：

　　HORIBA Scientific的系列拉曼光谱仪除了具备极致性能的优势外，扩展功能也是其一大特点。此外，HORIBA Scientific还注重自动化性能和易用性功能的开发，以提升用户体验。部分专利列表如下：

　　仪器信息网：贵公司当前拉曼光谱仪的主流产品和主流技术?在拉曼光谱方面有什么样的产品发展计划?

　　HORIBA：HORIBA Scientific主流产品包括单级拉曼光谱仪(LabRam HR Evolution和LabRam XploRA系列)、三级拉曼光谱仪(T64000)、模块化拉曼光谱仪(MRS系列)和便携式拉曼光谱仪(HE系列)。

　　目前市场占有率最高的型号为LabRAM HR Evolution和LabRAM XploRA PLUS拉曼光谱仪。

　　HORIBA Scientific在今后的一两年内会推出全新一代拉曼光谱仪，结合更多新技术，以满足用户对拉曼光谱技术的进一步需求。

　　产品1 新一代高分辨拉曼光谱仪LabRAM HR Evolution，开放的设计，全自动化操作

　　其具有以下特点：

　　高灵敏度;

　　高光谱分辨率：0.65cm-1@585nm，0.35cm-1@871nm，获取样品精细信息，例如结晶度、多晶型、应力等;

　　真共焦：在不损失灵敏度的情况下，实现亚微米级空间分辨率;

　　开放的系统，用户可以根据需要选择配置：

　　UV-NIR多波长，有用户配置多于20个激光线;

　　可同时配置多达3个多道探测器，将测量范围拓宽到200nm至2.1微米，在测量拉曼的同时，可以测试其他光谱，如PL光谱;

　　超快速共焦成像，拥有多种技术：

　　独特的超快速成像技术SWIFT™，实现毫秒级别的拉曼成像;

　　原位拉曼成像技术DuoScan™，使用激光束扫描，无需移动样品进行拉曼成像;

　　高质量3D成像;

　　拥有众多技术革新：

　　超低波数技术：使高通量单级光谱仪的最低检测波数从100cm-1拓展至5cm-1;

　　透射拉曼技术：一次性获得样品厘米尺度的整体拉曼信息，适用于药片主成分分析及粉末材料使用;

　　化学计量分析：PCA，MCR, PLS等;

　　光镊技术：捕获微小颗粒，可固定悬浮在溶液中的颗粒进行拉曼分析;

　　上转换测量;

　　颗粒分析技术：分析颗粒尺寸及分布，同时通过拉曼光谱分析成分;

　　联用技术： AFM-拉曼联用(TERS)、拉曼-光致发光、拉曼-落射荧光、拉曼-SEM，拉曼TCSPC测量等。

　　产品2 智能型全自动拉曼光谱仪LabRAM XploRA PLUS

　　XploRA PLUS专为化学及生物分析工作者的习惯而设计，做样品时只需操作显微镜和计算机;在保证高分辨率和灵敏度的前提下，将仪器体积缩小至显微镜大小，大大节省了空间占用。

　　其具有以下特点：

　　高灵敏度

　　中等分辨率：2 cm-1 @585nm，1 cm-1 @701 nm；

　　真共焦：在不损失灵敏度的情况下，实现亚微米级空间分辨率;

　　智能自动化：全自动切换激发波长、四块光栅完全自动切换等，可进行一键式测量；

　　超快速共焦成像：

　　独特的超快速成像技术SWIFT™，实现毫秒级别的拉曼成像；

　　高质量3D成像；

　　技术革新：

　　颗粒分析技术：分析颗粒尺寸及分布，同时通过拉曼光谱分析成分；

　　化学计量分析：PCA，MCR, PLS等；

　　联用技术： AFM-拉曼联用(TERS)、拉曼-光致发光、拉曼-落射荧光等；

　　仪器信息网：目前贵公司拉曼光谱仪重点关注的应用领域有哪些?最看好哪个领域?主推的解决方案?

　　HORIBA：HORIBA Scientific的显微拉曼应用主要分布在材料、物理、化学与高分子、生物及生物医学、催化、地质、刑侦、博物馆及考古等领域。

　　发展迅速的应用领域及解决方案如下：

　　材料领域

　　 二维纳米材料：超低波数技术解析二维材料层数及层间相互作用信息；

　　 复合高分子材料：真共焦3D成像从XYZ维度全面反映样品成分及分布信息；

　　半导体晶圆：SWIFT超快速成像分析晶型及缺陷信息；

　　纳米器件：AFM-拉曼联用(TERS技术)实现纳米区域缺陷、应力等分析；

　　生物及生物医学

　　单细胞筛选及表征：光镊技术实现悬浮细胞固定及分析，颗粒分析技术可对菌群进行快速拉曼信号采集及分析，通过化学计量学分析可对菌群进行分类；

　　疾病诊断前期研究：拉曼成像结合化学计量学分析对疾病早期病变进行诊断。

　　仪器信息网：从整个行业来分析，目前拉曼光谱仪都有哪些先进的技术值得大家期待?同时有哪些问题亟待解决?未来拉曼光谱仪的技术发展趋势?

　　HORIBA：拉曼光谱原位分析、多探测手段结合及纳米级拉曼成像是目前市场的需求与用户期待的发展方向。

　　原位分析指的是在高温、高压、强磁场、细胞培养(培养液及特定气氛)等条件下进行实时测试。此时，对拉曼光谱仪有更高的要求，比如空间的匹配性、仪器的灵敏度以及在不移动样品的情况下对其进行成像采集。目前HORIBA Scientific提供开放式显微镜、显微探头及DuoScan原位成像技术等以满足上述分析。

　　多探测手段结合是众多研究者的梦想。通过联用技术可与实现同一样品在光学、电学、磁学及力学性能各方面的表征，全面反映样品各方面信息。目前拉曼市场上的联用方案包括AFM-拉曼联用(TERS)、拉曼-SEM、拉曼-落射荧光、拉曼-TCSPC等。

　　在联用技术中AFM-拉曼(TERS技术)因其将显微拉曼带领进纳米级别空间分辨率而最受关注。早期仅有少数课题组能实现TERS研究，且大部分仅能实现单点测试，原因是仪器需要光学专家调试，比较难用，换针尖困难，市场上也没有商品化针尖提供，用户需要自己给针尖镀膜等。

　　HORIBA Scientific能提供完整的一体化商业联用仪器，包括XploRa Nano、HR Evo Nano 、TRIOS等，这些仪器无需光学专家调整仪器，针尖更换后可自动回位，使得TERS成像变得简单可重现，并且可以在不同实验室实轻松现10nm空间分辨率。HORIBA Scientific还可以提供商品化针尖，用户无需再为针尖发愁。

　　拉曼光谱技术要想推向更广阔的市场，例如食品安全等和民生相关的领域，建立完善的数据库以及专属分析方法是一个亟待解决的问题。寻求重现性好的SERS(表面增强拉曼光谱)基底、建立相应的分析方法、数据库的建立是尚待解决的问题。

　　未来拉曼光谱仪的发展方向中，专用型仪器发展也许是其中一个方向，例如微生物筛选仪、石墨烯分析仪以及珠宝分析仪等。

　　仪器信息网：预测未来拉曼光谱仪的市场发展潜力(包括应用方向、方法标准、政策法规等)?

　　HORIBA：BCC Research最新的一项研究报告显示，2016年全球拉曼光谱市场达11亿美元，预计2021年该市场将达到18亿美元。拉曼光谱的应用中材料是永恒的主题，生物及生物医学将是未来很大的增长空间，包括癌症诊断与检测、无创血糖测量、病毒/细菌快速识别、无损血液质量检测、骨骼/牙齿疾病的诊断等。除此之外，民生贴合的实用领域，如食品安全、公共安全等也将成为新的拉曼市场。

　　拉曼光谱相关标准包括术语、操作标准等都处在修订及制定阶段。此外，多个行业也在陆续制定标准，将拉曼方法纳入行业分析标准中，如石墨烯、药物、珠宝等。相信未来随着推荐标准的逐步完善，拉曼光谱在一些应用领域中可能被纳入强制性国家标准，也会出台相应的政策法规进行相应界定。

　　总之，多方信息表明拉曼光谱仪的市场前景不容小觑。

（内容提供：HORIBA）