台式拉曼显微镜是拉曼光谱技术与光学显微镜深度融合的产物,其核心原理基于拉曼散射效应。当激光照射样品时,大部分光发生瑞利散射(频率不变),仅约10⁻⁶至10⁻¹⁰的光子发生非弹性散射(拉曼散射),其频率变化(拉曼位移)与分子振动/转动能级直接相关,形成独特的“分子指纹”光谱。通过显微镜物镜将激光聚焦至微米级光斑,结合高数值孔径(NA)物镜收集散射光,再经光谱仪分光与CCD探测器捕获信号,最终实现微区化学成分的无损分析。
技术优势
高空间分辨率:激光聚焦与共聚焦针孔设计使横向分辨率达亚微米级,可精准定位样品微小区域(如单个细胞、材料缺陷)。
非破坏性分析:无需样品预处理,避免传统技术(如电子显微镜)的真空环境或染色干扰,支持活体细胞、文物等敏感样品检测。
快速成像与高通量:现代设备通过优化激光功率、探测器灵敏度及扫描算法,单光谱积分时间缩短至100ms以下,显著提升成像速度。
多维信息获取:结合偏振拉曼、原位拉曼等技术,可同步分析分子结构、应力分布及化学反应动态过程。
应用场景
材料科学:表征碳纳米管纯度、半导体晶格缺陷及纳米材料表面修饰。
生命科学:单细胞脂质分布、药物与细胞相互作用及疾病标志物检测。
工业质检:药品多晶型筛选、锂电池电极材料成分分析及文物颜料无损鉴定。
环境监测:水体微塑料分类、土壤污染物快速识别及大气颗粒物成分分析。
台式拉曼显微镜凭借其“分子指纹”识别能力与微区分析优势,已成为科研与工业领域的化学成像工具,持续推动材料研发、生物医学及环境科学等领域的突破。