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1. 什么是拉曼光譜？
拉曼光譜是一種無損的分析技術，它是基于光和材料的相互作用而產生的。拉曼光譜可以提供樣品化學結構、相和形態(tài)、結晶度及分子相互作用的詳細信息。
拉曼是一種光散射技術。激光光源的高強度入射光被分子散射時，大多數散射光與入射激光具有相同的波長（顏色），這種散射稱為瑞利散射。然而，還有極小一部分（大約1/109）散射光的波長（顏色）與入射光不同，其波長的改變由測試樣品（所謂散射物質）的化學結構所決定，這部分散射光稱為拉曼散射。
一張拉曼譜圖通常由一定數量的拉曼峰構成，每個拉曼峰代表了相應的拉曼散射光的波長位置和強度。每個譜峰對應于一種特定的分子鍵振動，其中既包括單一的化學鍵，例如C-C， C=C， N-O， C-H等，也包括由數個化學鍵組成的基團的振動，例如苯環(huán)的呼吸振動、多聚物長鏈的振動以及晶格振動等。
（阿司匹林的拉曼光譜，嵌入圖片為光譜局部細節(jié)放大。）
2. 拉曼光譜可以提供哪些信息？
拉曼光譜能夠探測材料的化學結構，它提供的信息包括：
（1）化學結構和化學鑒別；
（2）相和形態(tài)；
（3）應力；
（4）污染物和雜質；
一般而言，拉曼光譜是特定分子或材料獨有的化學指紋，能夠用于快速確認材料種類或者區(qū)分不同的材料。在拉曼光譜數據庫中包含著數千條光譜，通過快速搜索，找到與被分析物質相匹配的光譜數據，即可鑒別被分析物質。
（分別是甲醇(methanol)和乙醇(ethanol)的拉曼光譜，二者有著顯著的區(qū)別，可以用于區(qū)分這兩種液體物質。）
當與拉曼成像系統(tǒng)相結合時，可以基于樣品的多條拉曼光譜來生成拉曼成像。這些成像可以用于展示不同化學成分、相與形態(tài)以及結晶度的分布。
（礦物各成分分布）
3. 拉曼光譜能夠用于分析什么樣的樣品？
拉曼光譜可以用來分析很多不同類型的樣品，通常包括以下種類：
（1）固體、粉末、液體、膠體、軟膏、氣體
（2）無機材料、有機材料、生物材料
（3）純物質、混和物、溶液
一般來說，拉曼不適合分析以下樣品：
金屬
目前拉曼光譜應用的典型例子包括：
（1）藝術品和考古—顏料、陶瓷以及寶石的表征與鑒定
（2）碳材料—碳納米管的結構與純度、缺陷 / 無序度表征
（3）化學—結構、純度、反應監(jiān)控
（4）地質學—礦物鑒別和分布、包裹體、相變
（5）生命科學—單個細胞或組織表征，藥物、疾病診斷
（6）藥學—藥物成分均勻性和組分分布
（7）半導體—純度、摻入成分、應力
4. 能否獲取固體、液體和氣體的拉曼光譜？
能。幾乎所有包含真實的分子鍵的物質都可以用于拉曼光譜分析，即固體、粉末、軟膏、液體、膠體和氣體都可以使用拉曼光譜進行分析。但是，通常金屬是無法通過拉曼光譜進行分析的。
雖然氣體樣品也可以通過拉曼光譜進行分析，但是由于氣體的分子密度特別低，所以測量氣體的拉曼光譜相對較難，通常需要用到大功率激光器和較長路徑的樣品池。在某些情況下，氣體的壓力很高，例如礦物中的氣體包裹體，此時普通的拉曼光譜儀就可以滿足測試要求。
5. 能否獲取混合材料樣品的拉曼光譜？
能。從某個樣品獲取的拉曼光譜包含了測試體積（激光照射到的體積）內所有分子的信息。因此，混合物的拉曼光譜中包含了代表測試體積內所有不同分子的拉曼信號。如果混合樣品的各種成分是已知的，那么根據相對峰強可以衡量混合物組分的相對含量。
6. 能否獲取水溶液樣品的拉曼光譜？
能。拉曼光譜非常適合用于分析含水樣品，包括溶液、生物組織和細胞等。水分子的拉曼散射截面非常小，所以拉曼散射強度也比其他分子弱很多；此外，水分子的拉曼光譜也非常簡單，只有為數不多的幾個拉曼峰，對于溶解物質的拉曼峰干擾甚小。在大多數情況下，即便水分子在數量上占據很大優(yōu)勢，溶質的拉曼峰強度都比水的拉曼峰強度大得多。因而，分析水溶液中的溶質是輕而易舉的事情。
7. 獲取拉曼光譜需要多長時間？
采集拉曼光譜的時間是由一系列因素決定的，包括樣品自身的性質、對光譜質量的要求以及所采用的拉曼光譜儀。現代拉曼光譜儀在幾秒鐘的時間內足以獲取一條質量很好的拉曼光譜。
在拉曼成像實驗中，需要采集數千條光譜，因而需要花費更多的時間，采集時間可以從幾分鐘到幾個小時不等。這取決于采集數據點的數量，以及上述系列因素。
（在1s時間內采集的阿司匹林的拉曼光譜）
文章來源：《拉曼光譜入門手冊》
文章鏈接：http://www.horiba.com/cn/scientific
文章編輯：董榮錄
