丹麥Lightnovo高分辨率拉曼光譜儀(RGs)三類樣品實測展示
強熒光樣品也能測:丹麥Lightnovo高分辨率拉曼光譜儀(RGs)三類樣品實測展示
Taikun
在拉曼光譜測試中,熒光背景一直是影響實際應用的重要因素。許多真實樣品并不是理想的純凈粉末或標準品,而是帶有復雜基質、雜質、色素或生物成分的實際樣品。此類樣品在532nm激發條件下往往容易產生強熒光背景,導致拉曼峰被抬高的背景淹沒,甚至出現“看不到有效峰”的情況。
針對這類強熒光樣品,行業中常見的解決思路包括更換近紅外激發波長、降低熒光激發效率,或采用時間門控拉曼系統區分瞬時拉曼信號與壽命較長的熒光信號。時間門控系統雖然有效,但設備復雜度和采購成本通常較高。
本次使用Lightnovo高分辨率拉曼光譜儀(以下簡稱RGs),在785nm激發條件下,對尿結石、人腦膠質瘤切片和指甲三類強熒光傾向樣品進行了實測。三組結果覆蓋固體結晶樣品、復雜組織切片和角蛋白類生物樣品,直觀展示RGs在強背景樣品中的譜峰獲取、差異識別和圖譜呈現能力。
RGs能夠在這類樣品上獲得有效圖譜,核心來自幾方面的組合:785nm近紅外激發降低了可見光激發下的熒光干擾;高通量透射式衍射光學設計提升了樣品到探測器的光收集效率;高靈敏度和高信噪比配置彌補了長波長激發下拉曼散射效率下降的問題;同時,激光功率、曝光時間、傳感器增益和重復次數均可調,便于針對不同強熒光樣品優化采集條件。

一、尿結石樣品:強背景樣品中仍可分辨組分指紋峰
尿結石樣品來源復雜,實際樣品中常伴隨有機基質、雜質和不同結晶組分。對于傳統532nm拉曼系統,這類樣品容易出現較強背景,影響特征峰識別。RGs在785 nm條件下能夠降低熒光干擾,使不同組分的拉曼指紋峰更清晰地呈現出來。
本次測試的尿結石樣品包含無水尿酸、L-胱氨酸、一水草酸鈣、磷酸銨鎂類物質等。不同組分具有不同的分子結構,因此在拉曼光譜中表現出差異化的特征峰位置和譜形。

圖中五類尿結石樣品經歸一化和縱向錯位顯示,便于比較不同組分的主要峰位。可以看到:
無水尿酸樣品在多個位置呈現清晰特征峰,譜峰數量較多,指紋區信息豐富。
L-胱氨酸樣品具有突出的強峰響應,峰形尖銳,辨識度高。
六水合磷酸銨鎂和一水草酸鈣樣品呈現不同的主峰位置,便于進行組分區分。
不同樣品之間的譜形差異明顯,適合用于展示拉曼光譜在固體樣品成分識別中的優勢。
這組結果體現了 RGs 對強背景固體樣品和結晶類樣品的良好適應性。樣品主峰清楚、組分差異直觀,能夠在無需復雜時間門控系統的情況下獲得可用于展示和比較的拉曼結果。
二、人腦膠質瘤切片:復雜組織強熒光背景下的有效響應
生物組織切片是典型的復雜強背景樣品。與純化合物或結晶樣品相比,組織樣品中蛋白質、脂質、核酸和其他生物分子共同貢獻光譜信號,同時還容易產生熒光背景。對于 532nm激發系統,組織切片常常會出現背景強、峰形弱、有效信息難以提取的問題。
本次對不同編號的人腦膠質瘤切片樣品進行了拉曼測試,并按病理分級信息進行標注展示。RGs在785nm激發條件下獲得了可分辨的組織拉曼響應。

圖中可以看到,三條組織切片光譜均獲得了可分辨的拉曼響應。不同樣品之間在800-1500 cm^-1 區間表現出不同的峰形和強度分布,其中29號樣品的峰位信息更為豐富。
對于組織切片類復雜樣品,RGs的價值不只在于獲得單個強峰,更在于能夠在熒光背景存在的情況下穩定呈現整體譜形差異,為后續的樣品比較、特征提取和模型分析提供基礎數據。
圖中的CNS WHO分級信息來自樣品病理背景標注,拉曼光譜圖用于展示不同病理背景樣品的光譜響應差異,不等同于直接給出醫學診斷結論。
三、指甲樣品:角蛋白類樣品的穩定拉曼響應
指甲主要由角蛋白等生物大分子組成,是一種典型的角質化生物樣品。角蛋白類樣品在可見光激發下同樣容易出現較強背景,尤其在 532 nm 條件下,熒光背景可能影響拉曼峰觀察。
本次對同一類指甲樣品在不同激光功率條件下進行了測試,對比 200 mW、300 mW 和 400 mW 條件下的拉曼響應。

從圖譜可以看出,三種功率條件下均獲得了完整的指甲樣品拉曼響應。隨著測試功率變化,整體信號強度和部分峰形細節有所差異,但主要譜形結構保持一致。
這組結果展示了RGs在日常生物樣品和角蛋白類樣品上的測試能力。對于需要快速獲取樣品拉曼響應、比較測試條件或篩選采集參數的應用場景,RGs能夠在強背景樣品中提供清晰直觀的光譜結果。
四、從三類強熒光樣品看 RGs 的產品特點
通過尿結石、膠質瘤切片和指甲三類樣品的實測結果,可以看到RGs在不同應用場景下的幾個突出特點:
1. 面向強熒光樣品的實用測試能力
尿結石、膠質瘤切片和指甲樣品都具有較強背景或熒光干擾傾向。RGs采用785nm激發方案,在實際樣品中降低熒光干擾,使拉曼峰能夠從復雜背景中呈現出來。
相較于532nm激發,785nm激發通常能降低許多有機、生物和復雜基質樣品的熒光背景。公開拉曼應用資料也指出,785nm或830nm常用于減少熒光干擾,并在多數中等熒光樣品中獲得可觀察的拉曼峰。對于非常強熒光樣品,1064nm或時間門控等方案仍有價值;但在便攜、常規測試和應用展示場景中,785nm RGs提供了性能、效率和易用性之間的平衡。
2. 譜峰分辨度高,適合做指紋峰比較
尿結石樣品中,不同組分的主峰位置差異清楚,拉曼指紋峰具有較好的辨識度。對于成分差異明顯的固體樣品,RGs能夠快速呈現樣品間的譜形差別。
3. 高通量光路與高靈敏度配置提升弱信號獲取能力
RG拉曼光譜儀采用高通量透射式衍射光學,樣品到探測器的效率可達85%。RG Raman785型號覆蓋 70-2500cm^-1 光譜范圍,分辨率配置為 3/4/5 cm^-1;Power版本在聚苯乙烯測試條件下給出最高 3000:1 的峰信噪比指標。對于785nm激發下相對較弱的拉曼散射信號,這類光路效率和探測靈敏度是獲得可用譜圖的重要基礎。

4. 對復雜生物樣品具備有效信號獲取能力
膠質瘤切片和指甲樣品的背景更復雜,但圖譜仍能呈現出連續、可分辨的響應特征。這說明 RGs 不僅適合高信號樣品,也能夠用于組織切片、角質樣品等復雜生物樣品的光譜采集和對比展示。
5. 參數控制與軟件預處理提升實際測試效率
RGs可通過PC或Android端軟件進行控制,支持激光功率、曝光時間、傳感器增益、重復次數和光譜范圍設置。Miraspec軟件還提供尖峰校正、光譜平滑、基線校正、歸一化、材料識別、定量分析和分類等功能。對于強熒光背景樣品,合理設置采集參數并進行適度預處理,可以更清楚地呈現峰位差異和譜形特征。
6. 相比復雜時間門控方案,更適合常規應用展示
對于強熒光樣品,時間門控拉曼是一種有效但復雜的技術路線。RGs通過785 nm激發和便捷的圖譜采集方式,在許多實際樣品場景中能夠直接獲得可解釋、可展示的拉曼結果,更適合常規檢測、應用演示和客戶現場溝通。
結語
拉曼光譜的優勢在于能夠以分子振動信息反映樣品組成和結構差異,但強熒光背景常常限制傳統拉曼系統在真實樣品中的應用。Lightnovo RGs拉曼光譜儀在本次三類強熒光傾向樣品測試中,分別展示了對固體結石樣品、復雜組織切片樣品和角蛋白類樣品的光譜獲取能力。
從清晰的尿結石指紋峰,到復雜組織切片的可分辨響應,再到不同功率條件下指甲樣品的穩定譜形,RGs展現出良好的抗熒光干擾能力、樣品適應性和應用展示價值。
面向科研測試、樣品篩查、成分分析和技術演示場景,RGs可為用戶提供直觀、可靠、易于比較的拉曼光譜數據。
北京泰坤工業設備有限公司作為丹麥Lightnovo在中國區的總代理,全面負責RGs系列高分辨率便攜式拉曼光譜儀在國內的技術咨詢、銷售與售后支持。該公司在儀器儀表領域擁有近二十年的行業經驗,與多家歐美企業保持著長期合作關系。無論是二維材料表征、藥物晶型分析,還是原位反應監測等場景,用戶均可通過北京泰坤獲取從方案設計到設備交付的全流程服務。
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