臺式拉曼顯微鏡是拉曼光譜技術與光學顯微鏡深度融合的產物,其核心原理基于拉曼散射效應。當激光照射樣品時,大部分光發生瑞利散射(頻率不變),僅約10??至10?¹?的光子發生非彈性散射(拉曼散射),其頻率變化(拉曼位移)與分子振動/轉動能級直接相關,形成獨特的“分子指紋”光譜。通過顯微鏡物鏡將激光聚焦至微米級光斑,結合高數值孔徑(NA)物鏡收集散射光,再經光譜儀分光與CCD探測器捕獲信號,最終實現微區化學成分的無損分析。
技術優勢
高空間分辨率:激光聚焦與共聚焦針孔設計使橫向分辨率達亞微米級,可精準定位樣品微小區域(如單個細胞、材料缺陷)。
非破壞性分析:無需樣品預處理,避免傳統技術(如電子顯微鏡)的真空環境或染色干擾,支持活體細胞、文物等敏感樣品檢測。
快速成像與高通量:現代設備通過優化激光功率、探測器靈敏度及掃描算法,單光譜積分時間縮短至100ms以下,顯著提升成像速度。
多維信息獲取:結合偏振拉曼、原位拉曼等技術,可同步分析分子結構、應力分布及化學反應動態過程。
應用場景
材料科學:表征碳納米管純度、半導體晶格缺陷及納米材料表面修飾。
生命科學:單細胞脂質分布、藥物與細胞相互作用及疾病標志物檢測。
工業質檢:藥品多晶型篩選、鋰電池電極材料成分分析及文物顏料無損鑒定。
環境監測:水體微塑料分類、土壤污染物快速識別及大氣顆粒物成分分析。
臺式拉曼顯微鏡憑借其“分子指紋”識別能力與微區分析優勢,已成為科研與工業領域的化學成像工具,持續推動材料研發、生物醫學及環境科學等領域的突破。