在許多情況下戒傻，已經(jīng)為多組分分析進(jìn)行了優(yōu)化的拉曼系統(tǒng)往往不再對(duì)許多其他生命科學(xué)應(yīng)用有用税手。液芯光纖技術(shù)該技術(shù)從被泵入光纖的水樣品中收集光譜。雖然該裝置已經(jīng)證明了迄今為止對(duì)多組分分析的結(jié)果需纳，但該系統(tǒng)不適用于細(xì)胞或組織樣本的分析芦倒。在生命科學(xué)和材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的拉曼光譜儀常見(jiàn)的形式是基于共聚焦結(jié)構(gòu)。共焦拉曼顯微系統(tǒng)通過(guò)在樣品和光譜儀之間插入針孔不翩，有效地減少來(lái)自光學(xué)元件和樣品襯底不必要的雜散散射兵扬。
拉曼多組分分析的技術(shù)方法
拉曼光譜是基于單色光的非彈性散射，是一種可以用來(lái)識(shí)別特定化學(xué)鍵的強(qiáng)大技術(shù)口蝠。當(dāng)入射光子和化學(xué)分子相互作用時(shí)器钟，就會(huì)發(fā)生光子散射。大多數(shù)散射光子是由瑞利散射(一種彈性散射形式)產(chǎn)生的妙蔗，并且與激發(fā)激光具有相同的波長(zhǎng)傲霸。一小部分被散射的光子是由稱(chēng)為拉曼散射的非彈性散射過(guò)程產(chǎn)生的。雖然與瑞利散射光子相比眉反，光子的數(shù)量相對(duì)較少狞谱，但這些光子的波長(zhǎng)和強(qiáng)度攜帶有關(guān)特定化學(xué)鍵存在的定性和定量信息。在給定的拉曼光譜中禁漓，出現(xiàn)在特定波數(shù)位置的一組峰可以被描述為識(shí)別特定化學(xué)物質(zhì)的“指紋”跟衅，同時(shí)，峰的高度可以與這種化學(xué)物質(zhì)的濃度有關(guān)播歼。
多組分分析是拉曼光譜的應(yīng)用之一伶跷。在過(guò)去的二十年里，許多研究小組提出了光學(xué)拉曼裝置秘狞，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)來(lái)提高該技術(shù)測(cè)量多組分濃度的能力叭莫。這些系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，以減少整體方法的錯(cuò)誤烁试，這反過(guò)來(lái)允許增加所調(diào)查的混合物中分析物的數(shù)量雇初，以及降低可測(cè)量的特定化學(xué)品的濃度限制。
圖1
在這類(lèi)的第1個(gè)實(shí)驗(yàn)中减响，使用如上圖1所示的基本拉曼設(shè)置來(lái)定量水溶液中的葡萄糖靖诗、尿素和乳酸郭怪，將波長(zhǎng)為514.5 nm、功率為10 mW的氬離子激光器對(duì)準(zhǔn)樣品容器刊橘。散射光相對(duì)于入射光路90°收集入采集光路鄙才。采集路徑采用陷波濾波器去除瑞利散射光子，將拉曼散射光子傳輸?shù)?200線/mm光柵光譜儀促绵。記錄4個(gè)積分時(shí)間為10s的拉曼光譜攒庵，然后取其平均值。這種基本的拉曼設(shè)置在后來(lái)的許多實(shí)驗(yàn)中也被使用败晴。
圖2
不久后的新方案中采用了近紅外拉曼光譜儀浓冒，該光譜儀在樣品穿透和背景信號(hào)減弱方面具有優(yōu)勢(shì)，可以預(yù)測(cè)鹽水中葡萄糖尖坤、乳酸和肌酐的濃度裆蒸。方案中使用了一束光纖，以便于在不犧牲光譜分辨率的情況下糖驴，將更多的光子從樣本上的大面積傳送到光譜儀的入口狹縫僚祷。實(shí)驗(yàn)的設(shè)置如上圖2所示：本實(shí)驗(yàn)使用的激發(fā)源為200 mW的830氬離子激光泵浦染料激光器。后向散射的光子通過(guò)二色分束器被光纖束采集贮缕。實(shí)驗(yàn)中記錄光譜的曝光時(shí)間為100秒辙谜。
圖3
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與結(jié)果，新的方案提出在收集路徑中替換使用拋物面鏡感昼，進(jìn)一步增加可以記錄的拉曼散射光子的數(shù)量装哆，如上圖3所示。這種類(lèi)型的拉曼系統(tǒng)已經(jīng)被許多不同的研究小組證明可以有效地測(cè)量血液分析物的濃度定嗓。
圖4
另一種強(qiáng)大的拉曼多分量分析方法是使用液芯光纖(LCOF)蜕琴。該方法通過(guò)將樣本注入LCOF而不是傳統(tǒng)的樣本容器，能夠顯著提高采集光譜的信噪比(SNR)宵溅，從而使采集體積顯著增大凌简。典型的LCOF拉曼設(shè)置如上圖4所示。當(dāng)使用LCOF技術(shù)時(shí)恃逻，根據(jù)比爾-朗伯定律考慮收集的光譜的衰減和吸收是很重要的雏搂。這是通過(guò)記錄白光參考光譜來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從這個(gè)參考光譜可以計(jì)算LCOF中依賴波長(zhǎng)的光損失系數(shù)寇损。LCOF拉曼系統(tǒng)的可行性和優(yōu)越性已經(jīng)被相關(guān)技術(shù)人員證實(shí)凸郑，它可以在幾秒鐘內(nèi)獲得高質(zhì)量的預(yù)測(cè)結(jié)果。與所有其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比矛市，LCOF拉曼系統(tǒng)是適合進(jìn)行多組分分析的系統(tǒng)芙沥，并且需要z短的采集時(shí)間。盡管LCOF方法具有很高的性能，但其整體性能從根本上受到樣品中水的噴射噪聲的限制而昨。盡管散射較弱救氯，高濃度的水的結(jié)果是一個(gè)相對(duì)強(qiáng)的光滑光譜。這可以用增強(qiáng)乘性散射校正（EMSC）算法來(lái)抵消配紫，但是散粒噪聲永遠(yuǎn)不能被去除。
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