高荧光样品的拉曼光谱测试方法

由于荧光信号远强于拉曼信号，而且荧光信号与拉曼信号在相同谱段，在拉曼光谱测试的过程中，我们经常会遇到样品荧光信号很强，把拉曼信号湮灭，以至于无法测出样品拉曼光谱的情况。例如532nm、785nm激光拉曼光谱仪在测试生物组织、染料、荧光物质等较强荧光背景的物质的时候，拉曼信号基本上只能“小荷才露尖尖角”，甚至于完全不能体现，被荧光信号掩盖，作为拉曼指纹的特征峰，根本无法识别。而1064nm激发拉曼光谱仪，则可以极大地抑制荧光干扰。

但是，因为1064nm拉曼光谱仪，由于设计难度极大，传感器只能用InGaAs的，且必须进行深度制冷，因此，成本不菲。那么，有必要选择价格昂贵的1064nm拉曼光谱仪吗？对同样样品进行测试时，785nm拉曼光谱仪和1064nm拉曼光谱仪，测试结果到底区别有多大呢？我们分别使用奥谱天成生产的ATR3100-785和ATR3110-1064这两种不同激发波长的拉曼光谱仪进行了简单的实验。

实验条件：

实验仪器：ATR3100、ATR3110-1064

生产厂家：奥谱天成（厦门）科技有限公司

实验参数：

图 1 ATR3100型785nm激光拉曼光谱仪

图 2 ATR3110-1064型1064nm激光拉曼光谱仪

1. 1064nm拉曼光谱和785nm拉曼光谱的对比试验

图 3 胶囊样品的拉曼光谱图、蓝色为785nm，红色为1064nm

图 3我们可以看出在396cm^-1、517cm^-1、639cm^-1处785nm拉曼光谱仪被荧光遮挡，只能略微看出有特征峰凸起，而1064nm拉曼光谱仪能明显看出特征峰。在1237cm^-1、1448cm^-1、1667cm^-1处785nm拉曼光谱仪基本无法识别出特征峰，而1064nm拉曼光谱仪的特征峰非常明显。

图 4 ABS-557型塑料样品的拉曼光谱、蓝色为785nm，红色为1064nm

图 4我们可以看出两种拉曼光谱仪在445cm^-1和600cm^-1都可以识别出特征峰，但是1064nm拉曼的特征峰明显的多，但785cm拉曼光谱仪在372cm^-1、1000cm^-1、2500cm^-1等多个特征峰，则被荧光所掩盖。而1064nm拉曼光谱仪，则非常好地显示出来了这些特征峰。

图 5 PC1225L型塑料样品的拉曼光谱， 蓝色为785nm，红色1064nm

图 5我们看出两种拉曼光谱仪基本都可以识别出对应的特征峰，但785nm激光光谱仪受到荧光背景的干扰，存在分辨率不足的问题，半峰宽基本被掩盖，如果单纯只使用785nm拉曼光谱仪无法分辨是否存在被荧光所遮盖的特征峰。

图 6 EVA2号型塑料样品的拉曼光谱， 蓝色为785nm，红色1064nm

图 6可以看出785nm的拉曼在1758cm^-1处并没有显示出特征峰。

2. 1064nm拉曼光谱仪的特征峰分辨能力试验

在实际的应用中，我们会使用拉曼光谱仪进行不同塑料的鉴定检测，来确认我们使用的塑料是否为我们想要的原材料。我们需要区分样品ABS-557和样品EVA2号这两种塑料，我们将这两种样品的1064nm和785nm的光谱图分别进行了比较。如图5所示，发现使用785nm激光拉曼光谱仪的光谱图基本被荧光所掩盖，导致光谱图较为相似，很难有效地区分。而1064nm激光光谱仪，由于抑制了荧光信号，拉曼光谱的特征峰水落石出，则可以非常容易地分辨这两种塑料。

图 7 上图为1064nm拉曼测出的拉曼特征峰，下图为785nm拉曼测出的拉曼特征峰。蓝色为ABS-557，红色为EVA2

3. 小结：

综上所述，1064nm激光拉曼光谱仪，在抑制荧光干扰方面，有着独特的优势；在荧光背景较强的样品，检测中效果还是较为显著的。如果需要鉴定检测一些具有较强荧光背景的样品时，使用1064nm拉曼光谱仪可以较为准确的分析这些样品。

以上实验均使用奥谱天成（厦门）科技有限公司 生产的拉曼光谱仪，分别为ATR3100和ATR3110-1064nm型号的拉曼光谱仪。