拉曼光譜專題2 | 拉曼光譜中的共聚焦方式，您選對(duì)了嗎？

——共聚焦技術(shù)與 AUT-XperRam 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)

什么是共聚焦技術(shù)：共聚焦技術(shù)的核心就像給相機(jī)和探測(cè)器配備了一對(duì)“精準(zhǔn)定位的眼睛”。通過獨(dú)特的共聚焦設(shè)計(jì)，它能精準(zhǔn)鎖定特定焦平面，只接收來自那里的光信號(hào)，真正實(shí)現(xiàn) “所見即所得”。想象一下，在科學(xué)探測(cè)的戰(zhàn)場(chǎng)上，非焦平面的信息就像搗亂的 “小怪獸”，會(huì)干擾目標(biāo)信號(hào)，讓成像變得模糊不清。而共聚焦技術(shù)憑借精確控制焦平面的超能力，將這些 “小怪獸” 統(tǒng)統(tǒng)過濾掉，保證成像的純凈度和準(zhǔn)確性，為我們呈現(xiàn)高質(zhì)量的圖像。

這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、材料科學(xué)和醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。在生物學(xué)中，它幫助科學(xué)家清晰觀察細(xì)胞的細(xì)微結(jié)構(gòu)；在材料科學(xué)里，助力研究人員分析材料的微觀特性；在醫(yī)學(xué)上，更是為疾病診斷提供了重要依據(jù)。可以說，共聚焦技術(shù)就是微觀世界探索的“得力助手”！

目前，市場(chǎng)上共聚焦技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式主要有針孔共聚焦和狹縫共聚焦。針孔共聚焦就像一位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹笆亻T人”，以針孔為空間濾波器，用激光逐點(diǎn)掃描形成點(diǎn)光源，精準(zhǔn)過濾非焦平面光。它具備超高的軸向和橫向分辨率，能有效排除雜散光干擾，成像對(duì)比度和清晰度絕佳，尤其適合厚樣品光學(xué)切片與三維成像，在生物、醫(yī)學(xué)及材料科學(xué)領(lǐng)域大顯身手。不過，它也有小缺點(diǎn)，光通量低，需要強(qiáng)光源和長(zhǎng)曝光，對(duì)樣品熒光強(qiáng)度要求高，而且系統(tǒng)復(fù)雜、成本昂貴。

狹縫共聚焦則像一位“快速采集員”，采用狹縫分光，能快速掃描并采集光譜信息，在活細(xì)胞快速生理監(jiān)測(cè)、藥物代謝研究等場(chǎng)景表現(xiàn)出色。雖然它在軸向分辨率上稍遜于針孔共聚焦，但勝在成像速度快，能滿足一些對(duì)時(shí)間分辨率要求較高的實(shí)驗(yàn)需求。

不同的光學(xué)設(shè)備廠家對(duì)這兩種方式進(jìn)行了不同的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。而昊量的設(shè)計(jì)堪稱“集大成者”，采用兩個(gè)垂直的狹縫刀口夾出方形小孔，這個(gè)設(shè)計(jì)太巧妙了！中間區(qū)域的尺寸可以根據(jù)需求靈活調(diào)整，完美融合了狹縫和針孔兩種共聚焦方式的優(yōu)點(diǎn)，大大提高了設(shè)備的靈活性，能輕松應(yīng)對(duì)不同樣品的成像需求，為科研工作帶來了極大便利。在拉曼設(shè)備中，雙狹縫的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，它的信噪比通常優(yōu)于單狹縫，能有效減少衍射引起的雜信號(hào)干擾，再結(jié)合數(shù)字方式進(jìn)一步濾除雜信號(hào)，成像質(zhì)量直接 “開掛”！

接下來，重點(diǎn)給大家介紹我們的明星產(chǎn)品——AUT-XperRam 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)！這可是一款 “全能選手”，集多種強(qiáng)大功能于一身。它是二合一儀器，擁有拉曼光譜模塊和 TRPL 測(cè)量模塊，是確定材料特性的得力工具。同時(shí)，它還是 AUT-XperRAM S 系列和 FLIM 的組合，配備高性能光譜儀、檢測(cè)器以及廣泛而快速的掃描器模塊，每一個(gè)部件都 “身懷絕技”！

它能為你做什么呢？拉曼光譜單點(diǎn)采集、拉曼mapping 圖像采集、光致發(fā)光（PL）數(shù)據(jù)采集、時(shí)間分辨光致發(fā)光（TRPL）數(shù)據(jù)采集，通通不在話下！從生物學(xué)、醫(yī)學(xué)研究到太陽能電池效率分析，只要利用拉曼、TRPL、PL 和 EL 的數(shù)據(jù)，它都能大顯身手，應(yīng)用范圍超廣泛！

拉曼光譜主要應(yīng)用方向在以下等多個(gè)方面，

一

化學(xué)與材料科學(xué)

1.?分子結(jié)構(gòu)鑒定

用于有機(jī)化合物、無機(jī)配位化合物的結(jié)構(gòu)分析，與紅外光譜互補(bǔ)，可鑒別特殊官能團(tuán)或化學(xué)鍵（如C=C、苯環(huán)呼吸振動(dòng)等）。

在高分子材料中，可分析聚合物的立體規(guī)整性、結(jié)晶度及表面界面結(jié)構(gòu)，例如通過拉曼峰強(qiáng)度判斷材料的有序性。

2.納米材料與碳材料研究

表征碳納米管的管徑、手性及導(dǎo)電性，或測(cè)定石墨烯的層數(shù)和應(yīng)力分布。

通過表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）技術(shù)研究金屬單原子層的界面作用。

二

生物與醫(yī)學(xué)

1.?生物大分子研究

因水分子干擾小，可在接近自然狀態(tài)下分析蛋白質(zhì)、DNA等生物分子的結(jié)構(gòu)變化。

拉曼成像技術(shù)用于單細(xì)胞或脂肪組織的微區(qū)分析，如腫瘤細(xì)胞篩查。

2.?藥物與診斷

快速區(qū)分藥物成分（如阿司匹林、咖啡因）及其在藥片中的分布。

疾病標(biāo)志物檢測(cè)，如癌癥和心血管疾病的早期診斷。

三

工業(yè)與公共安全

1.?刑偵與毒品檢測(cè)

非破壞性鑒定毒品（如B型混合爆炸物RDX+TNT）及火災(zāi)痕跡。

2.?珠寶與文物鑒定

區(qū)分天然寶石、合成寶石及優(yōu)化處理寶石，分析包裹體成因。

四

環(huán)境監(jiān)測(cè)

檢測(cè)水質(zhì)和空氣中的污染物，如有機(jī)物和無機(jī)物的成分分析。

經(jīng)典應(yīng)用案例：

1.單個(gè)口腔上表皮細(xì)胞

2.WS2拉曼成像圖，熒光成像圖和TCSPC熒光壽命成像

3.光電流成像圖

微觀世界充滿奧秘，等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。現(xiàn)在，加入我們，借助AUT-XperRam 共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)這雙 “魔法之眼”，開啟檢測(cè)新篇章，解鎖微觀世界的無限可能！

昊量光電，致力于為拉曼光譜研究打造一站式服務(wù)，同時(shí)提供其他材料分析技術(shù)。我們的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造，始終聚焦高效率、卓越性能和高性價(jià)比。