透射式拉曼光谱仪解锁微观分子世界的精准钥匙——使用步骤全解析

　　透射式拉曼光谱仪凭借其高光通量、高灵敏度及杰出分辨率，成为材料科学、生物医药、环境监测等领域至关重要的分析工具。其核心优势在于通过透射式光路设计，结合体相位全息光栅（VPH）技术，可实现微弱信号的高效采集与精准解析。以下从实验准备到数据分析，系统梳理其操作流程。

　　一、实验前准备：安全与校准并重

　　1.安全防护

　　穿戴实验服、护目镜及防激光手套，确保激光安全等级符合标准。检查仪器散热系统及光路密封性，避免激光泄漏风险。

　　2.透射式拉曼光谱仪校准

　　使用标准样品（如单晶硅）进行光路校准。以532nm激光为例，通过调整针孔位置使硅峰（520cm⁻¹）偏差≤±0.5cm⁻¹，确保光谱定位精度。例如，武汉谱元光电的NeoRaman-VPH系列采用零像差设计，衍射极限分辨率可达4cm⁻¹，校准后需验证其极限分辨率是否达标。

　　3.参数预设

　　根据样品特性选择激光波长（532nm适用于无机材料，785nm降低荧光干扰）、积分时间（1-10秒）及扫描次数（3-5次）。例如，测试有机化合物时，建议扫描范围400-3200cm⁻¹，以覆盖C-H、O-H等特征峰。

　　二、样品测试：精准操作的关键环节

　　1.样品装载

　　液体样品需注入石英毛细管或比色皿，确保无气泡；固体样品需压制成平整薄片（厚度50-200μm），避免多次散射干扰。例如，在测试石墨烯时，需保证样品表面与载玻片紧密接触，以获得均匀信号。

　　2.光路聚焦

　　通过显微镜白光模式定位样品，切换至激光模式后，采用“低倍→高倍”渐进聚焦法，使光斑直径≤1μm。对于透射式设计，需确保激光穿透样品后被高效收集，避免信号损失。

　　3.数据采集

　　启动测试后，实时监测光谱曲线。若信号强度不足，可逐步增加激光功率（默认从5mW起调），但需避免样品热损伤。例如，测试蛋白质样品时，功率需控制在10mW以内，防止变性。

　　三、数据分析：从原始信号到科学结论

　　1.背景扣除

　　使用软件扣除空气中的CO₂、N₂等干扰峰，或通过空白样品（如纯溶剂）采集背景光谱进行差值处理。

　　2.峰位比对

　　将实测峰位与标准数据库（如RRUFF矿物数据库）比对，结合峰强度与半高宽（FWHM）进行定性分析。例如，识别二氧化钛晶型时，锐钛矿（144cm⁻¹）与金红石（143cm⁻¹）的峰位差异仅1cm⁻¹，需高分辨率仪器（如0.1cm⁻¹级）方可区分。

　　3.定量建模

　　通过主成分分析（PCA）或偏最小二乘回归（PLSR），建立峰强度与浓度的定量关系。例如，在药物多晶型分析中，可利用特征峰面积比计算不同晶型比例。

　　四、维护与优化：延长仪器寿命的秘诀

　　1.日常清洁

　　使用无尘布擦拭样品台与显微镜镜头，避免有机溶剂腐蚀光学元件。定期清理光栅表面灰尘，防止衍射效率下降。

　　2.定期校准

　　每季度进行波长与强度校准，使用汞灯（253.7nm、546.1nm）验证光谱线性度，确保长期稳定性。

　　3.环境控制

　　保持实验室温度20-25℃、湿度40-60%，避免温度波动导致光路漂移。例如，安东帕Cora 7X00系列配备温控模块，可自动补偿环境影响。

　　透射式拉曼光谱仪的操作需兼顾精密性与系统性，从实验设计到结果解读，每一步均需严格遵循规范。随着VPH光栅与深度制冷CCD技术的普及，其检测限已突破ppm级，为纳米材料、生物标志物等前沿研究提供了有力支撑。掌握正确使用方法，方能充分释放这一“分子指纹”探测器的潜能。