顯微鏡拉曼光譜基于拉曼散射效應。當特定波長的單色激光(如532nm、633nm或785nm)照射到樣品上時,光子會與物質分子發(fā)生非彈性碰撞。這種碰撞并非簡單的反射或折射,而是涉及到分子內部能量狀態(tài)的改變。
能量交換產生頻移:在碰撞過程中,部分光子將一部分能量轉移給分子,使自身頻率降低,形成斯托克斯散射;反之,若分子原本處于較高能態(tài)并釋放能量給光子,則光子頻率會增加,形成反斯托克斯散射。這兩種情況均導致散射光的頻率不同于入射光,且攜帶了關于分子振動、轉動等信息的特殊“指紋”。
信號收集與分析:通過顯微鏡系統(tǒng)準確聚焦于樣本上的微小區(qū)域,確保只有該區(qū)域的散射光被有效收集。隨后,這些散射光經過光譜儀分散成不同波長的光,并由檢測器記錄下其強度分布,生成拉曼光譜圖。此圖譜反映了樣品的結構、成分及狀態(tài)等關鍵信息。
顯微鏡拉曼光譜的測定步驟:
1.設備啟動與初始化
-激光主機開機:將激光主機上的電源開關打開,再將鑰匙逆時針轉動以激活激光。
-顯微鏡開機:開啟顯微鏡左側綠色按鈕,并調節(jié)右側光源至合適亮度(中間狀態(tài)為關閉;向上/下按動分別控制上下打光)。
-電腦及軟件準備:打開計算機,啟動配套的拉曼光譜儀和顯微鏡控制軟件,登錄用戶賬號。在顯微鏡軟件中選擇對應的相機型號進入實時畫面。
2.樣品放置與定位
-載樣方式:固體樣品可直接置于載玻片上,液體需覆蓋蓋玻片后固定于載玻片;確保樣品表面平整、無氣泡且厚度控制在1mm以內(過厚可能導致信號衰減或散射增強)。
-粗調焦觀察:通過物鏡從小到大的順序逐步調焦,直至視野清晰顯示樣品圖像。隨后切換至激光模式,在軟件界面觀察到紅色光斑后微調位置,使光斑集中明亮。
3.參數設置與校準
-測量模式選擇:根據實驗需求設定激發(fā)光源功率、積分時間、光譜范圍等參數。例如,對敏感樣品應降低激光功率以避免損傷;對于弱信號樣本可延長積分時間提高信噪比。
-系統(tǒng)校準:包括波數校準和強度校準,確保數據準確性;同時檢查外光路是否對準,必要時調整聚光部件使會聚光束聚焦于樣品中心。
4.數據采集與分析
-單次/多次采集:點擊軟件中的“單次”按鈕開始測量,重復多次以驗證結果穩(wěn)定性。采集后的光譜以圖形形式呈現,可通過軟件工具進行基線校正、峰位識別等處理。
-數據保存與解讀:導出原始數據及處理后的圖譜,結合數據庫或文獻對比特征峰歸屬,得出成分或結構信息。