拉曼光谱激发波长如何选择？优缺点与应用指南

拉曼光谱激发波长如何选择？

面对多种拉曼激发波长，该如何选择？

拉曼光谱仪的激发波长有多种，例如奥谱天成标准提供 266 nm、532 nm、633 nm、785 nm、830 nm 和 1064 nm。应该如何选择？

拉曼激发波长的选择

表 1：波长选择

近红外激发波长的优缺点

近红外激发波长通常在 700 nm 以上，常见波长有 785 nm、830 nm 和 1064 nm。选择近红外波长通常是为了抑制荧光干扰。荧光必须先吸收外来光才能发射，而拉曼属于光散射过程，不需要吸收。大多数样品的荧光吸收带位于可见光范围，只有少数材料的吸收带位于近红外区域，因此近红外激光通常不会激发大多数样品产生荧光，拉曼信号则仍可正常产生。当样品在可见光激发下受到强烈荧光干扰时，近红外拉曼是获得优质拉曼光谱的好方法。

不过，近红外激发效率较低（拉曼信号强度与激发波长的四次方成反比），会降低灵敏度。785 nm 激光激发的拉曼强度约为 532 nm 激光的五分之一；1064 nm 激光的信号强度约为 532 nm 激光的十五分之一。此外，CCD 探测器在近红外区域的响应灵敏度也较低。因此，与可见光激光相比，要获得相同质量的光谱，近红外拉曼通常需要更长的测量时间。

紫外激发波长的优缺点

紫外激发波长通常低于 350 nm，常用波长为 266 nm。紫外激发也能抑制荧光影响。与近红外类似，荧光吸收带主要位于可见光波段，荧光信号与拉曼信号不在同一区域（接近可见光的波段仍可能出现荧光）。虽然荧光信号远强于拉曼信号，但不会干扰拉曼测量。许多生物样品（如蛋白质、DNA、RNA）会在紫外激发下产生共振，使拉曼信号增强数倍，便于分析这些样品的结构。此外，紫外激光在半导体材料中的穿透深度通常只有数纳米，可用于选择性分析样品表面薄膜。紫外波长的激发效率较高，使用较低功率也能激发出较强的拉曼信号。

但紫外激发的热效应较高，激光照射可能导致样品烧蚀或降解。紫外光束不可见，紫外激光器体积较大、操作复杂且价格较高，因此紫外拉曼通常需要专业技术人员操作。

如何挑选适合的激发波长？

拉曼光谱仪的激光器通常与光谱仪配套，不能只购买多种波长的激光器并用于同一台光谱仪。应根据待测样品的特性选择波长，并综合考虑荧光干扰与共振增强。以下为支点科技代理的奥谱天成研究级便携式拉曼与入门型手持式拉曼产品，适用于多种样品测量：

表 2：产品列表