拉曼光譜儀在生物方面上的應用

拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單，故拉曼光譜可以在接近自然狀態、活性狀態下來研究生物大分子的結構及其變化。拉曼光譜在蛋白質二級結構的研究、DNA和致癌物分子間的作用、視紫紅質在光循環中的結構變化、操作中的鈣化沉積和紅細胞膜的等研究中的應用均有文獻報道。利用FT-Raman消除生物大分子熒光干擾等，有許多成功的示例。

用拉曼光譜測量物質成分的基本原理

當一束‘單色光’照射到樣品上后，分子可以使入射光發生散射。散射有兩種類型：

1）大部分光遇到原子后發生‘彈性散射’，光的方向改變了，而頻率沒有改變，這種散射稱為瑞利散射。

2）小部分光發生了‘化學鍵散射’，散射光的方向改變了，頻率也改變了，這種散射稱為拉曼散射。‘拉曼散射中存在頻率減少的部分’稱為斯托克斯散射，也存在‘頻率增加的’部分，這散射稱為反斯托克斯散射；斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多，拉曼光譜儀通常測定的是斯托克斯散射，也簡稱為測定拉曼散射。

值得強調的是，拉曼散射可以測量出化學鍵的‘頻率偏移量’和‘能量改變量’這兩個特征量，不同化學鍵有不同的特征量；由此可以計算確定出每個‘化學鍵的共振頻率’和‘共振能量’；分子可能有若干化學鍵，每個化學鍵都能被測出，于是不同分子就會有不同的‘拉曼光譜’，就像不同生物有不同的‘基因譜’一樣，‘拉曼光譜’是識別物質的重要手段。

便攜式拉曼光譜儀主要由以下部分組成

1.激光器：通常采用低功率的激光器，產生出波長為785nm、532nm或1064nm等不同的激光束照射到樣品表面。

2.分光鏡組件：分光鏡組件將激光束引導到樣品表面，并收集散射的拉曼光譜信號。

3.光學濾鏡：通過光學濾鏡來排除來自背景的光信號，并減少混雜的信號干擾。

4.接收裝置：接收裝置可以使用CCD或CMOS等光電探測器來收集光譜信號，并通過它們來生成拉曼光譜圖。

5.軟件系統：還配備了數據處理和管理軟件，以便對測量數據進行分析和處理。