Die Raman-Spektraltechnologie hat mit ihren Vorteilen der Informationsreichheit, der einfachen Probenarbeit und der geringen Störung des Wassers eine breite Anwendung in den Bereichen Chemie, Materialien, Physik, Polymere, Biologie, Medizin und Geologie.
01. Anwendung des Raman-Spektrums in der chemischen Forschung
Das Raman-Spektrum wird in der organischen Chemie hauptsächlich als Mittel zur Strukturerkennung und molekularen Wechselwirkungen verwendet und ergänzt sich mit dem Infrarotspektrum, um spezielle strukturelle Merkmale oder charakteristische Gruppen zu identifizieren. Die Größe, Intensität und Form des Raman-Spitzes sind eine wichtige Grundlage für die Identifizierung chemischer Bindungen und funktioneller Gruppen. Mit polarisierenden Eigenschaften kann das Raman-Spektrum auch als Grundlage für die Beurteilung molekularer Isomere dienen.
In anorganischen Verbindungen haben die kovalenten Bindungen zwischen Metallionen und 配方ten häufig Raman-Aktivität, so dass das Raman-Spektrum Informationen über die Zusammensetzung, Struktur und Stabilität der 配方ten Verbindungen liefert. Darüber hinaus haben viele anorganische Verbindungen eine Vielzahl von kristallinen Strukturen, die unterschiedliche Raman-Aktivitäten aufweisen, so dass die kristalline Struktur von anorganischen Verbindungen mit dem Raman-Spektrum bestimmt und identifiziert werden kann, die mit dem Infrarot-Spektrum nicht abgeschlossen werden können.
In der katalytischen Chemie liefert das Raman-Spektrum strukturelle Informationen über den Katalysator selbst und die Arten an der Oberfläche und ermöglicht eine Echtzeitstudie des Katalysatorvorbereitungsprozesses. Gleichzeitig ist das Laser-Raman-Spektrum eine wichtige Methode zur Untersuchung der Struktur und Leistung der Elektrode / Lösungsschnittstelle, die in der Lage ist, grundlegende Probleme wie elektrochemische Schnittstellenstruktur, Adsorption und Reaktion auf molekularer Ebene zu untersuchen und in Bereichen wie Elektrokatalyse, Korrosion und Beschichtung anzuwenden.
02. Anwendung des Raman-Spektrums in der Polymerforschung
Das Raman-Spektrum liefert viele wichtige Informationen zur Struktur von Polymeren. So wie die molekulare Struktur und Zusammensetzung, Stereoregularität, Kristallisation und Anordnung, molekulare Wechselwirkungen und die Struktur von Oberflächen und Schnittstellen. Die Breite des Raman-Spitzes kann die stereochemische Reinheit eines Polymerenmaterials charakterisieren. Wie eine unregelmäßige Positionsprobe oder eine Kopf-Kopf-, Kopf-Schwanz-Struktur gemischte Probe, ist der Raman-Spitze schwach und breit, während eine hochgeordnete Probe einen starken und scharfen Raman-Spitze hat.
Die Forschung umfasst：
(1) Chemische Struktur und strukturelle Beurteilung: C = C, C-C, S-S, C-S, N-N und andere Skelette in Polymeren sind sehr empfindlich für das Raman-Spektrum und werden häufig zur Untersuchung der chemischen Zusammensetzung und Struktur von Polymeren verwendet.
(2) Quantitative Analyse der Komponenten: Die lineare Beziehung zwischen der Raman-Streuungstärke und der Konzentration des Polymeren erleichtert die Analyse des Polymerengehalts.
(3) Charakterisierung der Kristallphase und der amorphosen Phase sowie Überwachung des Polymerkristallisationsprozesses und des Kristallisationsgrades.
(4) Dynamische Prozessforschung: Dynamische Prozesse, die polymere Reaktionen begleiten, wie Polymerisation, Cracking, Hydrolyse und Kristallisation. Einige Merkmale des entsprechenden Raman-Spektrums haben eine Intensitätsänderung.
(5) Polymer Orientierung Forschung: Polymer Kette omnidirectionelle Gegenseitigkeit bringt zwangsläufig die omnidirectionelle Gegenseitigkeit der Lichtstreuung, die Messung der Raman-Band-Abweichung des Moleküls kann wichtige Informationen über die molekulare Konfiguration oder Konfiguration erhalten.
(6) Kompatibilität von Polymergemischen und Studien molekularer Wechselwirkungen.
(7) Überwachung der Spannungsabspannung und des Spannungsprozesses von Verbundstoffen.
(8) Überwachung des Polymerisationsprozesses und des Polymerhärtungsprozesses.
03. Anwendung des Raman-Spektrums in der Materialwissenschaftliche Forschung
Das Raman-Spektrum ist in der Materialwissenschaft ein leistungsstarkes Werkzeug für die Strukturforschung von Stoffen und kann in Themen wie Phasenzusammensetzungsschnittstellen und Kristallgrenzen viel Arbeit leisten. Inklusive:
(1) Raman-Forschung der Dünnfilm-Strukturmaterialien: Die Raman-Spektrologie hat sich zu einem Mittel zur Prüfung und Identifizierung von CVD (Chemical Gasphase Deposition Method) zur Vorbereitung von Dünnfilm entwickelt. Raman kann die Struktur von Einzel-, Mehr-, Mikro- und Nichtkristallinen Siliziumsystemen sowie die Struktur von Schichtfolien wie Nichtkristallines Siliziumborid, Nichtkristallines Siliziumhydrid, Diamant und Diamantähnliche untersuchen.
(2) Superlatter-Materialforschung: Die Spannung der Spannungsschicht kann durch die Messung der Raman-Frequenzverschiebung der Spannungsschicht im Superlatter berechnet werden, basierend auf der Symmetrie des Raman-Spitzes, um die Integrität des Gitters zu kennen.
(3) Halbleitermaterialienforschung: Das Raman-Spektrum kann die Verteilung der Halbleiterschäden nach der Ioneninjektion messen, die Komponente des halbmagnetischen Halbleiters, die Masse der Extensionsschicht und die Komponententragierkonzentration der Extensionsschichtmischung messen.
(4) Raman-Studie der Struktur von hochtemperaturbeständigen Materialien.
(5) Raman-Studie des gesamten Kohlenstoffmoleküls.
(6) Studie der Quanten-Größe-Effekte von Nanomaterialien.
04. Anwendung des Raman-Spektrums in der biologischen Forschung
Das Raman-Spektrum ist ein leistungsstarkes Mittel zur Untersuchung von Biomolekülen, da das Raman-Spektrum des Wassers sehr schwach und das Spektrum sehr einfach ist, kann das Raman-Spektrum die Struktur und Veränderungen von Biomolekülen in der Nähe des natürlichen Zustands und des aktiven Zustands untersuchen.
Das Raman-Spektrum von Biomolekülen kann viele wertvolle Informationen zugleich liefern：
(1) Sekundärstruktur des Proteins: α-Spirale, β-Faltung, irreguläre Krümmung und β-Rotation.
(2) Protein Hauptkettenkonfiguration: Amin I, III, C-C, C-N Stretchvibration.
(3) Protein-Seitenkettenkonfiguration: Die Seitenkette von Phenylalanin, Tyrosin, Triazin und letzteren und ihre Vorhandenkeitsform ändern sich mit ihrer Mikroumgebung.
(4) für Konformationsänderungen empfindliche Carboxyl-, Mercat-, S-S- und C-S-Konformationsänderungen.
(5) Fettsäure Kohlenwasserstoff Kette Rotation Isomer Phänomen der Biofilm.
(6) Die molekulare Struktur der DNA und die Rolle zwischen der DNA und anderen Molekülen.
(7) Untersuchung der Wechselwirkungen, Struktur, Komponenten usw. von Lipiden und Biofilm.
(8) Wichtige Informationen zur Protein-Lipid-Wechselwirkung im Biofilm liefern.
05. Anwendung des Raman-Spektrums in der Kräuterforschung
Verschiedene chinesische Kräuter spiegeln die Unterschiede im Raman-Spektrum aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung wider, die Anwendungen des Raman-Spektrums in der chinesischen Kräuterforschung umfassen:
(1) Analyse der chemischen Zusammensetzung von Kräutern
Dünnschichtchromatografie (TLC) kann die chinesische Kräuter effektiv trennen, kann aber keine strukturellen Informationen über die einzelnen Komponenten der Verbindungen erhalten, während das oberflächenverstärkte Raman-Spektrum (SERS) die Vorteile der schmalen Spitzenform, der hohen Empfindlichkeit und der selektiven Qualität hat, um die chemische Zusammensetzung der chinesischen Kräuter mit hoher Empfindlichkeit zu prüfen. Die Kombination der Trenntechnik von TLC mit der Fingerabdrucksentifikation von SERS ist ein neuer Ansatz für die Kräuterbestandteile in der TLC-in-situ-Analyse.
(2) Nichtschädliche Identifizierung von Kräutern
Aufgrund der Raman-Spektroanalyse muss die Probe nicht zerstört werden, so dass eine schädigungsfreie Identifizierung von chinesischen Kräuterproben durchgeführt werden kann, was für die Forschung von renommierten chinesischen Kräutern besonders wichtig ist.
(3) Stabilitätsstudien von Kräutern
Die dynamische Verfolgung des Verfälschungsprozesses von Kräutern durch die Verwendung des Raman-Spektrums hat eine direkte Führungswirkung bei der Stabilitätsvorhersage und der Überwachung der Qualität von Kräutern.
4) Optimierung der Medizin
Für das komplexe Mischsystem von chinesischen Kräutern und chinesischen Medikamenten und Zusammensetzungen ist keine Isolierung von Inhaltsstoffen erforderlich, um direkt mit Bakterien und Zellen in Verbindung zu treten, um das Spektrum von Bakterien und Zellen mit dem Raman-Spektrum zu sammeln, um den Grad der Schäden an Bakterien und Zellen zu beobachten, ihre pharmakologische Wirkung zu untersuchen und die Optimierungsforschung von chinesischen Medikamenten, chinesischen Medikamenten und Rezepten durchzuführen.
06. Anwendung des Raman-Spektrums in der Edelsteinforschung
Die Raman-Spektrologie wurde erfolgreich in der gemologischen Forschung und der Edelsteinidentifikation angewendet. Die Raman Spektrologietechnologie ermöglicht die präzise Identifizierung des inneren Gehäuses eines Edelsteins, liefert Informationen über die Ursache und den Herkunftsort des Edelsteins und ermöglicht die effektive, schnelle, beschädigungsfreie und genaue Identifizierung von Edelstenkategorien - natürlichen Edelsteinen, synthetischen Edelsteinen und Edelsteinen mit optimierter Behandlung.
(1) Anwendung des Raman-Spektrums in der Studie der Edelsteinhüllungen
Das Raman-Spektrum kann zur qualitativen und quantitativen Prüfung der chemischen Zusammensetzung von Edelsteinhüllen verwendet werden. Mit der Raman-Spektrum-Technologie können die Eigenschaften von Edelsteinhüllen in Mineralien untersucht werden und Informationen über die Ursache und den Herkunftsort von Edelsteinmineralen erhalten werden.
(2) Anwendung des Raman-Spektrums in der Edelsteinidentifikation
Die Mikrozonen des Raman-Spektrum-Tests können bis zu 1-2um betragen und haben einen offensichtlichen Vorteil bei der Edelsteinidentifizierung, die in der Lage ist, extrem kleine Verunreinigungen, mikroskopische Inhalte und künstliche Dopings von Edelsteinen zu erkennen und die für die Edelsteinidentifizierung erforderlichen schädigungsfreien und schnellen Anforderungen zu erfüllen.
Darüber hinaus ermöglicht das confoal-Design des Raman-Mikroskops die Erkennung von Proben in verschiedenen Tiefen ohne Zerstörung und gleichzeitig die Ausschluss von Störungsinformationen aus anderen Tiefenproben, um echte Informationen über Proben in verschiedenen Tiefen zu erhalten, was bei der Analyse mehrschichtiger Materialien sehr nützlich ist. Die konfokale Raman-Spektrologietechnologie hat eine gute räumliche Auflösung, so dass es möglich ist, die Veränderungen der Artenmoleküle während des Schnittstellenprozesses, die entsprechende Artenverteilung, die Adsorptionsorientierung der Artenmoleküle in verschiedenen Bereichen der Schnittstelle usw. zu erhalten.
07. Das Raman-Spektrum hat einen „einzigartigen“ Vorteil in der Antiquitätsforschung
Das Raman-Spektrum ist eine Methode zur molekularen Spektralanalyse auf der Grundlage der Raman-Streuung, und die Kulturwelt hat Raman ausgewählt, um seinen "einzigartigen" Vorteil zu betrachten - unbeschädigt. Darüber hinaus ist die Nachfrage nach Raman-Spektralproben gering, hat eine hohe räumliche Auflösung, der Erkennungsprozess ist einfach und wird zunehmend in der Artefaktenforschung angewendet.
Die analytische Richtung des Raman-Spektrums
Die Raman-Spektrometer-Analysetechnik ist eine auf dem Raman-Effekt basierende Technik zur Charakterisierung der molekularen Struktur, deren Signale aus den Schwingungen und Rotationen von Molekülen stammen. Die analytische Richtung des Raman-Spektrums lautet:
Qualitative Analyse: Verschiedene Substanzen haben unterschiedliche Charakteristik-Spektren, so dass eine qualitative Analyse durch Spektren durchgeführt werden kann.
Strukturanalyse: Die Analyse des Spektralspektrums ist die Grundlage für die Strukturanalyse von Stoffen.
Quantitative Analyse: Abhängig von den Eigenschaften der Absorptionsfähigkeit der Substanz auf das Spektrum kann eine gute analytische Fähigkeit für die Menge der Substanz sein.
Vor- und Nachteile des Raman-Spektrometers für die Analyse
Vorteile des Raman-Spektrums für die Analyse
Die Raman-Spektroanalysemethode erfordert keine Vorbehandlung der Probe, es gibt keinen Probenvorbereitungsprozess, vermeidet einige Fehler und hat die Vorteile der einfachen Bedienung, der kurzen Messzeit und der hohen Empfindlichkeit während der Analyse.
Mängel des Raman-Spektrums für die Analyse
1) Die Raman-Streuungsfläche.
(2) Verschiedene Schwingungsspitzen überlappen sich und die Raman-Streuungstärke sind anfällig für Faktoren wie optische Systemparameter.
(3) Fluoreszenzphänomene stören die Fourier-Transformation Raman-Spektralanalyse.
(4) Bei der Spektralanalyse der Fourier-Transformation treten häufig nichtlineare Probleme der Kurve auf.
(5) Die Einführung eines Stoffes wird ein gewisses Maß an Verschmutzung des getesteten Systems verursachen, was die Möglichkeit entspricht, dass einige Fehler eingeführt wurden, die einen gewissen Einfluss auf die Ergebnisse der Analyse haben.