原位拉曼

凯撒公司的原位拉曼系列在实际反应条件下，为用户创造“Video”监测技术，帮助用户实现反应源于设计（Reaction by Design，RbD）最高目标。原位实时过程拉曼光谱实时观测反应组分的浓度变化，成为化学家们了解反应过程最直接的强有力武器。近20 年以来，凯撒公司一直引领着原位反应监测技术。RAMANRXN™ 系列产品已经在催化研究、有机合成研究、高分子研究、制药以及化工等行业获得很好的应用，公司拥有长期的丰富经验和全球的支持网络，帮助您理解和优化反应过程，揭示反应机理。

介绍在电化学中，利用显微拉曼光谱实现原位分析的方法。显微拉曼光谱的应用范围非常广泛，在电化学中，研究人员利用这项技术实现原位分析，追踪一些动态现象。锂离子聚合物电池的循环机制可以理解为在聚氧化乙烯（PEO）和锂盐组成的聚合物电解质中的离子传输，以及锂离子在V2O5负中的插入和脱出。借助于显微拉曼光谱，可以获得与这些行为相关的信息，实现对电池中相关过程的监控。

拉曼光谱系统：共聚焦显微拉曼光谱系统、小型科研拉曼光谱仪多种型号可选。借助各类原位池或者探针台，我们可实现对原始反应状态的样品进行检测而避免将其暴露在空气中，电学可根据需求搭配客户的电化学工作中或源表等电学测量设备。

拉曼光谱技术可以实时原位跟踪电池中离子浓度的变化，进而确定离子的扩散系数以及离子迁移数，在固态电解质电池分析中经常大显身手。同时越来越多的锂电研究都用到拉曼光谱技术。想要详细了解这些，您就跟我们一起走进拉曼篇（2）——固态电解质锂电池的原位研究吧！

南开大学谢微课题组与德国杜伊斯堡-埃森大学 Sebastian Schlücker 教授课题组开展合作，将单一金属钯制成纳米立方二聚体，由于过渡金属钯本身具有较强的催化活性，通过组装又大幅提高了其等离激元活性，使得单金属基底上同时具备催化及 SERS 双功能，实现了单颗粒水平上的钯催化反应原位检测。相关论文 In situ monitoring of palladium-catalyzed chemical reactions by nanogap-enhanced Raman scattering using single Pd cube dimers已在Journal of the American Chemical Society 上发表。

中国科学院广州能源研究所天然气水合物重点实验室近期发布最新研究成果，利用高压原位拉曼测量技术成功获得了多种水合物形成/分解过程的原位拉曼图，揭示了气体水合物中气体分子的吸附和扩散特性。相关成果已在Energy Fuels，J.Phys.Chem.C, Chemical Engineering Journal, scientific reports等期刊上发表。

本文揭示了显微拉曼光谱在锂离子电池正材料和负材料分析中的重要作用。拉曼光谱能够直接给出所分析材料中发生的结构变化，并且是非接触的快速分析，不会对所分析样品造成任何影响。对于锂离子电池而言，可以在充放电循环过程中进行实时的原位分析。拉曼光谱易于使用，并能提供丰富的指纹信息，因而无论是应对各类研发需求还是满足在线自动质量控制要求，都是一款佳的工具。

实验上已经有多种手段可以实现角分辨偏振拉曼光谱(ARPR)测试，但是不同配置往往会呈现出不同的结果。常用的ARPR实验配置是固定入射激光和散射信号的偏振方向，旋转样品。但是，随着低维材料的兴起，样品尺寸往往只有微米量级，而旋转样品会导致样品点移动，很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试。所以重新系统地研究各种ARPR配置的优缺点并且找到对于微米级晶体材料优的实验方法显得十分必要。中国科学院半导体研究所谭平恒研究组系统全面地分析了三种测量ARPR光谱的实验配置，给出了一般形式的拉曼张量在不同配置下拉曼强度的计算方法，并具体地以高定向热解石墨(HOPG)的基平面和边界面为例，研究了这些ARPR配置在二维材料拉曼光谱方面的应用。

相对于色谱检测方法和其他分离方法，拉曼光谱法作为一种快速、无损、安全的检测技术，具有快速正确、重现性好、样品前处理简单、紧凑便携、适用广泛等特点，已经在检测有害非法添加物、超量超范围使用添加剂(如食品中的合成色素等)、水果蔬菜的农药残留、筛检掺假食品(假如汁饮料掺假等)等食品安全检测领域发挥着积极的作用SERS可以提供一种快速的、原位检测的替代方法用来检测辛硫磷、乙酰甲胺磷等农药。 海洋光学的Accuman-SR510便携式拉曼光谱仪结合纳米金表面增强技术是一款非常适用于此场景的快速检测设备，据此我们对果蔬种植中常用的农药进行了常规拉曼光谱和表面增强拉曼光谱的检测。

拉曼光谱技术是一种基于分子振动的光谱技术。同红外吸收光谱一样，它不仅可以从分子官能团的振动转变得到分子的结构信息，更重要的是利用拉曼光谱可以进行原位测量，其样品制作简单，操作方便。对于高分子物理与化学领域中的许多问题如分子链的构象结构、结晶行为、固化过程、表面增塑机理、多层薄膜的深度层析、应力松变和应变过程、相界面的分子链扩散、聚合物共混体系的相态结构变化和聚合反应等，都可以利用拉曼光谱技术进行有效地研究。这种方法对于分子链的相互作用和分子链扩散运动的监测非常灵敏，且避免了其它方法在测试聚合物分子链动态运动过程时需要重元素做标记而带来的示踪分子影响的问题。

显微拉曼分析已经成为表面分析和固相颗粒分析中一项常规必备的实验手段。新的自动化技术已经使得分析人员可以方便地研究表面污染物，分析表面结构。刑事侦查领域以及司法部门的研究人员对于核实某一表面上的爆炸物存在特别感兴趣，他们也关注于研究某种成分在爆炸物或易爆材料中的分布情况。以前，用来提供此类信息的手段有有损伤性的色谱法、质谱法；还有AFM之类定性分析方法。然而，这些分析技术或者对样品是破坏性的，并且需要冗长的样品提纯过程，或者对样品特征的揭示很少，并且是间接性的表征。比较而言，拉曼显微技术可以提供无损的、原位的、详细的特征光谱和分布信息。本文报道了如何利用显微拉曼对含有两种典型成分三次甲基三硝基胺（RDX）和季戊四醇四硝酸酯（PETN）的某种爆炸物在表面上的存在进行表征。

显微共焦拉曼光谱仪能够便捷地分析矿物组分，并且提供高空间分辨率的组分分布图，及原位分析流体包裹体。本文利用拉曼光谱对不同成岩演化阶段中产生的不同类型的烃类包裹体进行检测，获得了油气藏和包裹体在地质历史中不同体系的高温端裂解和H2S成因的重要证据。此外，还对固体有机质进行研究获得其热演化模式。

相对于色谱检测方法和其他分离方法，拉曼光谱法作为一种快速、无损、安全的检测技术，具有快速正确、重现性好、样品前处理简单、紧凑便携、适用广泛等特点，已经在检测有害非法添加物、超量超范围使用添加剂(如食品中的合成色素等)、水果蔬菜的农药残留、筛检掺假食品(假如汁饮料掺假等)等食品安全检测领域发挥着积极的作用。SERS可以提供一种快速的、原位检测的替代方法用来检测罗丹明b，菊酯，孔雀石绿和其它添加物。

针对分子筛等催化剂等样品，由于其需要对气体进行吸附，而且样品类型多样，可将其制成粉末，利用漫反射原理，测试在原位条件下的性质特征。

本实验研究使用岛津特色的AIRsight红外拉曼显微镜对不同尺寸的微塑料标准品及天然湖泊水中的微塑料样本进行化学成像分析。通过使用该套系统对不同尺寸的微塑料进行标准品及实际体系的分析测试，实现了微塑料大尺寸跨度、原位、多模态的光谱表征与化学成像分析，为食品安全、生态环境等热点领域提供新的方法和手段。

随着低维材料的兴起，样品尺寸往往只有微米量级。实验上已经有多种手段可以实现角分辨偏振拉曼光谱(ARPR)测试，常用的ARPR实验配置是固定入射激光和散射信号的偏振方向，旋转样品。而旋转样品会导致样品点移动，很难实现对微米级样品的原位角分辨拉曼光谱测试。所以重新系统地研究各种ARPR配置的优缺点并且找到对于微米级晶体材料优的实验方法显得十分必要。

共聚焦显微拉曼光谱仪能够便捷的分析矿物组分，并且提供高空间分辨率的组分分布图，也可原位分析流体包裹体。对于包裹体来说，共聚焦显得尤为重要，一方面它能提供高空间分辨率，另一方面，由于避开了矿物可能产生的荧光背景使得微弱的气体信号得以展现。

原子力显微镜与拉曼联用 AFM - Raman 作为一种新兴的检测手段, 可以在样品成分和结构方面提供新的信息. 原子力显微镜 - 拉曼联用系统可以在纳米尺度提供样品形貌信息, 再结合拉曼图像中获得的化学信息, 可以对样品进行更加全面的表征. 上海伯东代理英国 NanoMagnetics 原子力显微镜可与各品牌拉曼测试仪联用.

拉曼光谱尤其适用于制药应用。例如，拉曼技术被用于识别药物原料的特征，诸如活性成分、结合剂、填充剂、润滑剂和其他辅料。 拉曼还能穿透药物的泡罩包装、药瓶和小药瓶进行测量。

激光共聚焦显微拉曼光谱技术是一种激光为基础的分析技术，将拉曼光谱分析技术与显微分析技术结合，采用低功率激光器、高转换效率的全息技术，更易于直接获得大量的价值信息，具有非破坏、非侵入、精细分辨、不用试剂和高度自动化等优点，能够快速和非侵入地对细胞和组织进行生化分析，并能提供活体的分子结构信息。利用拉曼光谱对样品进行测定具有很多优点，如选择性高、无需复杂的样品准备、分析混合物时不需分离以及可用于实时跟踪测量等。共焦显微技术应用于拉曼光谱研究后，提高了仪器的灵敏性和分辨率。

拉曼光谱对生物分子的细微变化非常敏感，本文使用拉曼光谱对小麦的谷物进行成像分析，获得了谷物中淀粉、脂质及蛋白质的分布；并通过对一系列硬度不同的谷物进行分析，了解了蛋白质结构与谷物硬度间的关系。

莱德涅夫和同事首先对所有主要种类的体液进行拉曼光谱检测，并根据不同体液的拉曼光谱，建立对应数据库。同时他们还开发出一款自动化软件，只需将体液样本放置在无干扰的铝箔基板上，就可以测得该体液样本的拉曼光谱并根据已有数据库识别出大多数体液信息

利用飞秒激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(fs-LA-ICP-MS)对锆石和铀矿之间的Pb/U 分馏行为, 以及纳米比亚白岗岩中晶质铀矿进行了详细的原位微区U-Pb 年代学研究.结果表明, fs-LA-ICP-MS 分析过程中铀矿和锆石之间表现出显著不同的Pb/U 分馏行为, 利用锆石标准物质M257 校正铀矿U-Pb 定年标准物质GBW04420 得到的年龄偏大17%. 因此,*的铀矿LA-ICP-MS 原位微区U-Pb 定年需要基体匹配的标准物质进行校正. 以GBW04420 为外标, 利用fs-LA-ICP-MS 在10 ?m, 1 Hz 激光条件, 同时配备信号匀化装置(SSD)的前提下, 对两个来自纳米比亚罗辛(Rossing)铀矿床东南侧欢乐谷(Gaudeanmus)地区的白岗岩岩石薄片中晶质铀矿进行了分析. 其中一个样品给出的U-Pb 谐和年龄为(507± 1)Ma(2?, n=21), 两个样品206Pb/238U 加权平均年龄分别为(504± 3) Ma(2?, n=21)和(503± 3)Ma(2?, n=22). 分析结果与前人的热电离质谱为基础的同位素稀释法(ID-TIMS)结果一致((509± 1)和(508± 12) Ma). 同时与铀矿共生锆石给出的U-Pb 上交点年龄结果((506± 33)Ma(2?, n=29)和(501± 51) Ma (2?, n=29))在误差范围内相同. 由于共生高U 锆石严重的Pb 丢失, 所以铀矿定年相对于共生锆石定年结果更为*可靠. GBW04420 是一个可以用于铀矿原位微区U-Pb 同位素准确定年的标准物质.

随着高新技术的发展，人工合成宝石的工艺越来越成熟，常规的检测与积累的经验已经难以对宝石进行鉴定，显微拉曼光谱技术可相较于传统鉴定方法，其优点是高效、准确、高分辨率、同时是一种无损鉴定。通过拉曼光普，可以获取各种宝石的光谱，从而得到其具体的信息，最终高效、准确判断出宝石真假以及矿物成分，因此，拉曼光谱必将在宝石鉴定领域大放异彩。

拉曼光谱已经成为石墨烯的表征和改性研究中必不可少的工具，在石墨烯的层数、缺陷表征，以及掺杂、堆叠、层间嵌入、环境影响等方面的研究起着非常重要的作用。拉曼成像不仅可直观的表征不同层石墨烯层数的空间分布，还可以表征石墨烯掺杂、形变引起的拉曼峰位、峰形变化的分布。

2004年在《科学》杂志上首次报道，石墨烯因其令人印象深刻的特性而通常被称为“奇妙材料”。 首次剥离石墨烯的两位科学家Geim和Novoselov因其对石墨烯的开拓性研究而荣获2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是已知存在的最薄的材料，同时也极其坚固——比钢强200倍。石墨烯是一种极好的导电和导热材料，具有光学透明性。石墨烯的应用广泛，可用于能量存储，光电探测器和计算机芯片。石墨烯的结构和键合方式使其非常适合拉曼光谱学研究。石墨烯是一类原子层厚的碳；碳原子排列成六方晶格。sp2碳的键合形成高度可极化的π 键，从而具有强烈的拉曼信号。这是因为分子在振动过程中，分子极化率发生变化，产生了“拉曼活性”。拉曼光谱可用于评估石墨烯的质量和厚度。由于显微拉曼光谱是无损的，且具有高的空间和光谱分辨率，因此该技术非常适合于获取有关石墨烯薄膜的详细信息。拉曼光谱一般不需要或很少需要样品的制备，进一步增加了其易用性和低损坏风险。在本应用文章中，将使用爱丁堡仪器公司的RM5显微拉曼光谱仪来研究和表征石墨烯材料。

拉曼光谱技术应用到爆炸物检测领域，重点分析了显微激光共聚焦拉曼光谱技术、表面增强拉曼光谱技术、便携式拉曼光谱技术在爆炸物检测分析领域的应用。

二氧化锆是重要的陶瓷材料，具有相变增韧、高温热稳定性优良、热导率小的优点。传统拉曼检测中，荧光干扰使得无法获得拉曼特征信息。时间门控拉曼可直接测得二氧化锆的本征拉曼光谱，并已在上海大学时间门控拉曼实验室进行了充分验证。

采用便携式拉曼光谱技术对石油产品进行指纹图谱鉴别，取得了良好效果。选取润滑油，并掺杂石油醚组成润滑油混合样品，通过测定油品的拉曼指纹图谱，探索拉曼指纹图谱对润滑油产品的鉴别性能，为润滑油产品拉曼光谱鉴别方法的建立提供实验依据，希望为质量监督提供简单高效的现场检测手段。

连续激光激发与时间门控技术用于纳米SnO2 颗粒检测的拉曼光谱比较：实验结果简要描述：用四种拉曼光谱仪研究了颗粒尺寸为4nm的纳米SnO2 在室温的拉曼光谱。 其一是Renishaw公司的显微共聚焦拉曼光谱仪，它提供了连续激发波长为514.5nm的拉曼光谱(514nm-CW)；其二是Horiba公司的显微共聚焦拉曼光谱仪，它提供了连续激发波长为532nm的拉曼光谱(532nm-CW)；其三是Bruker公司的傅里叶红外变换拉曼光谱仪，它提供了连续激发波长为1064nm的红外拉曼光谱（FT-Raman），其四是Timegate公司的时间门控拉曼光谱仪（Pico-Raman），它提供了532nm皮秒脉冲激光激发的拉曼光谱（532nm-TG）。从图1所示，在200-800波数范围内，除了强度外，四种光谱仪获得基频拉曼光谱基本相似。但在800-2000波数范围内，用可见区连续激光激发的拉曼光谱，由于强的荧光背景干扰，叠加在此背景上，难以确定弱小的拉曼峰的峰位、峰形和强度，就难以确定它们的散射性质，而红外FT-Raman在800波数后，它基本是一条直线。