拉曼光谱技术

摘要： >自动化拉曼病原药敏快检新系统研发问世多重耐药菌(MDR)和其耐药性的传播已成为全球公共卫生问题,MDR引起的血流感染往往病情较重,快速完成药敏检测并采取有针对性的治疗措施,对于降低患者的死亡率至关重要。但是,目前病原药敏试验耗时很长,导致临床医生主要依赖经验进行治疗。开发一种简单、快速、准确,而且临床广谱适用的药敏表型试验方法一直是临床上的迫切任务。针对这一难题,中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心与北京协和医院、青岛大学附属医院和青岛星赛生物等单位合作,以替加环素治疗败血症为模型,利用重水标记单细胞拉曼光谱技术(D2O-SCRS),建立了自动化版本的拉曼病原体药敏快检系统(CAST-R),将常见病原体(血液感染阳性培养瓶内)的药物敏感性实验(AST)的时长缩短至3小时,实现了十倍加速,可在培养瓶报阳当天得出药敏结果。该研究成果于近日发表在《微生物》杂志。该工作由北京协和医院检验科教授杨启文和该所单细胞中心研究员徐健共同主持完成。

摘要： 为考察使用不同提取溶剂制得的盐酸青藤碱的质量差异,探究青藤碱提取工艺变更的可行性,该文运用近红外光谱技术、拉曼光谱技术结合多源数据融合技术,对苯提取和酸水渗漉-氯仿萃取后所制的盐酸青藤碱样品的质量进行系统评价,比较了两种溶剂对产品质量的潜在影响。在低、中、高水平3种融合模式下,分别利用相似度匹配值(SMV)、Hotelling T^(2)和DModX 3种统计量对样品整体质量进行表征。结果表明:在低水平融合模式下,有9份样品的DModX值超出了控制限;在中水平融合模式下,有1份样品的SMV低于控制限;在高水平融合模式下,有3份样品的SMV在控制限以下,有5份样品的DModX值在控制限以上。与利用酸水渗漉-氯仿萃取法制得的样品(从A公司获得)相比,除个别样品需要仲裁分析进行质量确认外,苯提取后制得的样品(从B公司获得)和酸水渗漉-氯仿萃取后制备的样品(从C公司获得)质量一致性良好,在青藤碱提取工艺过程中可以利用低毒性的氯仿替代对人体危害较大的苯。

摘要： 文章以研究生实验课程为例,设计了一种基于仿生超疏水微纳多级结构基底制备及在表面增强拉曼光谱中应用的全新实验课程实施方案,分析了该实验课程在研究生教学中的优势。该实验通过引入前沿科学问题、提出新型分析手段以及结合实际应用等方式,对实验方法、实验步骤进行了改进设计,有利于提高学生的科研兴趣,培养他们的创新思维,锻炼他们的钻研精神。

摘要： 拉曼光谱是一种散射光谱,具有快速、不易受水分干扰、样品无需预处理和在体检测等特点,可作为分析、测试物质分子成分和结构强有力的表征手段。随着拉曼光谱技术的不断发展,其在农业检测领域中逐渐发挥出极其重要的作用。本文概述了拉曼光谱的检测原理,从共聚焦显微拉曼光谱、傅里叶变换拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、针尖增强拉曼光谱、共振拉曼光谱、空间偏移拉曼光谱、移频激发拉曼差分光谱、基于非线性光学的拉曼光谱等8个方面介绍了拉曼光谱技术,重点总结了拉曼光谱技术在植物检测、土壤检测、水质检测、食品检测等方面的应用研究进展,并提出了其在农业检测领域中应用需要解决的难题和未来的发展方向,以期对未来农业生产和研究带来启发。

摘要： 重金属污染会影响农作物的正常生长,如何快速准确的实现对农作物中重金属的检测已成为亟待解决的问题之一。传统植物中重金属检测依赖于化学方法,虽然可以实现重金属含量的精准检测,然而其操作过程繁琐,并且无法实现批量样本的检测,更无法实现重金属胁迫下植物组织的原位微观检测。拉曼光谱具备无损探测固体、液体和气体状态的分子振动信息、光谱分辨率高和对水分不敏感等优势,因此利用拉曼光谱技术检测农作物中重金属含量具有可行性。苹果砧木是苹果树幼苗嫁接的基础,能够保障后期的苹果树体健康以及苹果果品品质与产量,而苹果砧木根系受到重金属污染,阻碍其健康生长并影响苹果树幼苗的抗逆性,因此探明重金属与苹果砧木根系互作机理十分必要。该研究以5组不同浓度CuSO_(4)·5H_(2)O溶液胁迫下的苹果砧木为研究对象,首先采集不同铜离子(Cu^(2+))胁迫梯度下苹果砧木根系的拉曼散射光谱,利用自适应迭代重加权惩罚最小二乘法(Air-PLS)和S-G平滑方法对所获得的拉曼光谱数据进行预处理,去除荧光影响以及进行基线校正;其次建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型和支持向量机(SVM)判别模型,结果表明:基于显微拉曼光谱和SVM,PLS-DA判别模型对苹果砧木根系的铜离子胁迫进行判别,SVM模型准确率可达100%,PLS-DA模型准确率为96%,能够较好的预测出苹果砧木受重金属铜的胁迫程度;最后基于特征拉曼光谱峰1096,1329,1605和2937 cm^(-1)进行苹果砧木根系横截面的化学成像可视化研究。研究结果表明,拉曼光谱技术结合Air-PLS和S-G平滑建立的SVM模型和PLS-DA模型可以快速、有效地进行苹果砧木根系受重金属胁迫程度的诊断,为重金属胁迫农作物检测提供新的思路,对农作物的重金属逆境胁迫互作机理诊断具有理论指导意义。

摘要： 复杂未知物的测定一直是食品分析检测领域的热点和难点之一,拉曼光谱技术因具有快速、无损、无需样品制备等优点,在各个领域被广泛应用。本文利用显微共焦拉曼光谱技术,对葡萄糖发酵后产生的复杂未知物A和B进行检测,探讨检测未知物质的方法,拟为复杂未知物质的鉴定提出一种检测思路。结果表明,样品A和样品B在显微镜放大观测下均为粉末状固体,样品A呈现红棕色,样品B呈现灰白色。样品A和样品B均在激光激发下产生强荧光,使CCD探测器饱和,探测不到拉曼光谱信号,且样品A和样品B均不适用强激光长时间照射来消除荧光背景干扰。针对强荧光未知物质的测定,可先通过纯化样品、更换激光器波长等措施消除荧光干扰,再应用显微共焦拉曼光谱技术进行分析测定。

摘要： 国内的大学物理实验经历了近百年的发展和更新换代,如今的物理实验教学针对的已不仅仅是纯物理专业的学生,大学物理实验已经成为一门面向多种类专业学生的实验型理学公共课。在新时代“十四五”规划的背景下,如何用交叉融合的课程内容培育出更适合社会发展需求的人才?本文希望以拉曼光谱技术为引,针对医学类专业的学生,浅谈一下如何在大学物理的实验教学中将物理与医学进行有意义的学科交融,以期许改变大学物理实验这门课在医学类学生心中的“实验教学实用性不够”“仪器与本专业无关”的陈旧想法。

摘要： 老年人群肾脏疾病患病率正在逐年升高,肾脏具有维持内环境稳定及内分泌功能,肾脏功能受损可引起各系统症状,目前肾脏疾病检查主要包括尿液检查、肾功能检查、影像学检查和肾脏病理学检查等,但由于其通常起病隐匿,早期诊断仍存在一定困难。临床研究中不断探索合适的肾脏标志物、检查方式以期能更早发现肾脏病变。随着拉曼光谱技术的发展,其可用于评估生物组织或液体的分子组成,从而获取具有诊断价值的定性或定量信息,并因其无创性等优点,在早期临床诊断方面表现出巨大潜力。本文就拉曼光谱技术在肾脏疾病诊断方面的应用及潜力作一综述。

摘要： 病原微生物是指可侵犯人体,引起感染的微生物,临床上由病原微生物感染引发的疾病极为常见。传统的临床病原菌诊断主要依赖于细菌培养,但此方法耗时长,往往需要2~5 d才能得到检测结果,并且存在部分细菌培养困难甚至无法培养的问题。在无法鉴别菌种以及药物敏感性的情况下医生凭借经验使用广谱抗生素,加速了细菌耐药性的产生。因此,病原微生物的高灵敏快速检测方法研究成为重要研究方向。拉曼光谱技术是一种对待测样品进行原位、非侵入性检测的技术,可在单细胞水平上提供微生物细胞中不同生物分子的指纹图谱信息,通过这些信息可以确定微生物的种类、生理特征和突变表型等,实现对微生物样品的快速检测。随着激光光谱学的快速发展以及临床需求的不断增加,促使了以拉曼光谱检测技术为核心的亚技术诞生(如:表面增强拉曼光谱技术、傅里叶变换拉曼光谱技术、激光共振拉曼光谱技术、共聚焦显微拉曼光谱技术、相干反斯托克斯拉曼光谱以及受激拉曼光谱等相关技术),同时改善了以往拉曼光谱技术信号强度弱的不足,以实现对微生物高精度的快速检测分析。凭借着其具有对样本的状态没有限制以及能够检测物质成分微小变化的优势,近年来对拉曼光谱在病原微生物领域的研究日渐增多。对微生物检测的研究现状进行了调查和分析,围绕着拉曼光谱技术原理对其在微生物检测中的应用进行了具体阐述,其中主要对该技术在病原微生物鉴定以及药敏检测中的研究进展展开讨论,并就其与传统检测技术之间的差别和优势进行分析,展示了拉曼光谱技术作为病原微生物的快速检测新方法的前景。

摘要： 针对航空锂离子电池热失控释放气体安全性研究不足的问题,采用气体拉曼光谱技术、气相色谱仪(Gas Chromatography,GC)和质谱(Mass Spectroscopy,MS)耦合来探究压力和荷电状态(State of Charge,SOC)对锂离子电池早期故障气体类型、气体动态演变及气体潜在危险性等特征的影响规律,同时综合考虑压力、电压和电池温度等多种因素分析锂离子电池热失控危害。研究结果表明:电池SOC越高且环境压力越低,电池越早触发热失控,爆炸极限越宽,其中30 kPa下100%SOC电池热解气体爆炸极限为8.01%~53.35%;SOC和环境压力越高,电池热失控越危险,释放的气体体积越多;CO,CO_(2),PF_(3),C_(2)H_(4)及电解液(C_(3)H_(6)O_(2)、C_(3)H_(6)O_(3)、C_(4)H_(8)O_(2))等气体可作为航空锂离子电池早期故障诊断特征。研究结果对保障锂离子电池在航空领域的安全运输及应用具有重要意义。

摘要： 拉曼光谱技术在医学诊断方面已经显示了很宽阔的前景,能够应用于评估试样形态结构、确定细胞组织和器官内部的病理变化等.不同的拉曼峰是某些特定分子的特征,使拉曼光谱具有定性分析并对相似物质进行区分的功能;拉曼光谱的峰强度与对应分子的浓度成正比,也能用于定量分析.本文采用785nm波长的半导体激光器激发全血和生理盐水稀释成不同浓度(5.4％/10.3％/12.5％/14.3％)血液样本,对拉曼峰对应的物质进行了定性分析,并讨论了不同浓度下血液成分的拉曼峰强度的关系.

摘要： 食品安全问题已成为全球关注的焦点,食品安全事件波及面广,造成的社会影响和经济损失巨大,也对人类生活环境乃至健康安全构成越来越严重的威胁.因此,建立一套行之有效的食品安全检测鉴别体系,尤其是适合现场应用的、快速、高灵敏的食品安全检测手段是极为必要的.拉曼检测技术是一个可应用于食品安全领域的切实可行的光学技术,正在表现出在食品安全领域的现场快速检测微量化学物的优越能力.

摘要： 拉曼光谱，尤其是等离基元增强拉曼光谱(PERS)技术，具有灵敏度高、无需标记、操作简单、成本低的优点，特备是便携式和掌上型拉曼光谱仪的出现，提供了一种新的面向食品安全的快速、灵敏、简便的现场快速筛查仪器及检测技术。本团队围绕拉曼光谱在食品安全领域的应用开发进行深入研究，根据拉曼光谱的特点，针对性发展快速高效的前处理技术和装置，建立了PERS快速分析检测平台，目前己经对各种违禁和滥用色素、抗生素和苯并花等致癌物等多种有害因子实现快速现场检测，初步达到了产品化水平。

摘要： 激光拉曼光谱、共焦显微拉曼光谱、近红外傅立叶变换拉曼光谱等新的拉曼光谱技术具有光谱信息丰富、样品不需制备、可进行非破坏性、原位分析等优点,正在不断被用于国内外法庭科学中,在微量物证检验领域显示出独特的应用前景.本文综述了该技术在油墨、墨水、纤维、染料、塑料、橡胶、爆炸物及射击残留物等微量物证检验的最新应用进展.

摘要： 采用拉曼光谱技术探讨了人参皂苷Rh2分子与四种磷脂生物膜(DMPC,DPPC,DPPG及DPPE)的作用.结果表明,Rh2分子对四种磷脂膜在一定程度上均产生了不同影响.Rh2的加入没有改变DPPC和DMPC的极性头部构象,但扰乱了四种生物膜各脂双层的侧链排列,增多了脂双层的无序性构象,增强了脂双层的流动性.

摘要： 晶习一般指的是晶体外观的整体形态,是晶体的内部结构和形成时物理化学条件的综合反映.现在对晶体生长形态的预测一般是通过计算机模型结合晶体的显微镜照片进行.拉曼峰起源于分子的振动与转动,并且具有很高的测量灵敏度.我们首先利用自组装薄膜诱导出不同取向生长的硝酸钡晶体,然后测量不同晶面的拉曼光谱.结果表明(111)面的拉曼光谱的强度为(110)晶面的5倍,然后利用这一差异,可以迅速测定多晶面晶体对应的晶面指数.

摘要： 本文通过对鸡的试验研究，鸡胚分化关键时期(E5,E6,E7)性腺细胞的显微拉曼光谱结果显示，在957cm-1，处的振动峰在E5和E7性腺细胞中的相对强度显著高于E6，此峰归属于经基磷灰石/类胡萝卜素/胆固醇，说明在E6时期的性腺细胞发生了剧烈的分化，细胞膜的形成比E5和E7时期的性腺细胞慢。而在1240-1265cm-1,1443cm-1,1652cm﹣1处的振动峰在E6时期的性腺细胞中的相对强度显著高于E5和E7，此些峰分别归属于酞胺III,CH形变和脂肪，说明在E6时期性腺细胞中生成了大量的脂类物质和蛋白质，这一结果与该时期的发育生物学特征相符。本研究的结果提示，利用单细胞光镊拉曼光谱技术可以对鸡胚性腺的分化进行监测。

摘要： 纺织品检测一直是受到社会各界的共同关注,不仅关系到人们生活安全问题,也关系到国际交易的公平问题。拉曼光谱技术作为一个发展时间较短,却非常迅速的在纺织品检测领域占有重要位置的产业,存在着其特有的快捷、便携、对样品无损、无二次污染和不受溶剂水影响等优点,和荧光较强、谱库不完善的问题。在纺织行业,拉曼光谱技术可以用于检测纤维组分、偶氮染料和甲醛等物质的快速检测。随着新的技术的不断融合,拉曼光谱在纺织行业的作用也会越来越大。

摘要： 针对聚氨酯中游离异氰酸酯不能快速无损检测的现状,基于角度度量的多变量分析方法和拉曼光谱技术,对聚氨酯中NCO的定量分析方法进行研究.将聚氨酯样本的拉曼强度数据转换为角度度量数据,并在该角度度量数据和NCO实测值进行回归分析,建立了聚氨酯中游离NCO的定量分析模型.选取的主成分数为10时,校验集的相关系数r=0.9895,交互验证均方根误差(RMSECV)=0.2363;预测集相关系数r=0.9849,交互验证均方根误差(RMSECV)=0.2655,预测集的相对误差都能达到9％的范围之内,满足快速、准确、无损检测的要求.该方法充分考虑了聚氨酯反应体系的不同和环境变化引起的峰基线漂移和峰重叠变形等因素,模型可行性和稳健性得到了较大程度的提升,具有实际的应用价值.

摘要： 本文通过超音速火焰喷涂(HVOF)和大气等离子体喷涂(APS)分别制备了NiCoCrAlTaY粘结层和氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)陶瓷层,探讨了分区裂纹结构对涂层残余应力及失效机制的影响.利用扫描电镜(SEM)图像分析评估涂层微观结构变化,采用显微共焦拉曼光谱仪研究陶瓷层应力状态变化.结果表明,分区裂纹厚热障涂层在热震循环过程中分区裂纹密度保持稳定,失效是起源于样品边缘的分层裂纹及其固有的分区裂纹的共同作用而引发的涂层局域片状剥落.随热震次数的增加,陶瓷层表面残余应力由拉应力转变为压应力并保持稳定,但当超过一定次数后,涂层烧结致使应变容限降低而导致涂层失效,失效样品内部应力大于表面和靠近陶瓷层/粘结层界面处的残余应力.

摘要： 本发明适用于光谱探测技术领域，提供了一种拉曼光谱收集光纤、拉曼探头及拉曼光谱探测系统，通过一根多模光纤或多根多模光纤组成拉曼光谱收集光纤，使一根多模光纤的一端为圆形口径、作为拉曼光谱收集光纤的输入端，使一根多模光纤的另一端为矩形口径、作为拉曼光谱收集光纤的输出端；或者，使多根多模光纤的一端排布成二维面形矩阵、作为拉曼光谱收集光纤的输入端，使多根多模光纤的另一端排布成一维线形矩阵、作为拉曼光谱收集光纤的输出端；并使拉曼光谱收集光纤的输入端连接拉曼探头的拉曼光信号输出端；使拉曼光谱收集光纤的输出端连接光谱仪的拉曼光信号输入端，可以提高拉曼光信号的收集效率，降低拉曼光信号的能量损耗。

摘要： 本发明提出一种拉曼光谱测试装置和拉曼光谱检测设备。本发明实施例的拉曼光谱测试装置，包括：激光发射器，激光发射器用于发射水平方向的激光；光学组件，光学组件包括分光镜、第一反光镜、第一会聚透镜和第二会聚透镜；和光谱仪，光谱仪布置成用于接收第二会聚透镜收集的光信号并生成待测样品的拉曼光谱。因此，根据本发明拉曼光谱测试装置具有适于对位于光学组件上方的待测样品检测的优点。

摘要： 本发明实施例公开了一种时间门控拉曼光谱系统及拉曼光谱校正方法。其中系统包括光源模块、分束模块、光电探测模块、传输模块、拉曼光谱采集模块和控制模块；光源模块输出脉冲激光；分束模块将脉冲激光分束为第一光束和第二光束；光电探测模块将第一光束的光信号转换为第一电信号；传输模块将第二光束汇聚至待测样品，将拉曼散射光汇聚至拉曼光谱采集模块；拉曼光谱采集模块将拉曼散射光转换为第二电信号；控制模块根据第一电信号确定脉冲激光的功率变化，根据功率变化校正第二电信号。本发明实施例的技术方案，可以根据光源模块出射的脉冲激光的功率变化对拉曼光谱进行校正，无需设置昂贵的、高性能的功率稳定的激光器，有利于降低系统成本。

摘要： 本发明涉及一种拉曼光谱的背景扣除探测方法、系统和拉曼光谱仪，在预设条件下，按照时间顺序，依次采集每次发射脉冲激光后的第一时间延迟Δt1至Δt1+w时段的拉曼散射光，以及同时采集每次发射脉冲激光后的第二时间延迟Δt2至Δt2+w时段的探测背景的背景光，能实现待测样品的拉曼光谱与探测背景的背景光谱的准同步检测，从待测样品的拉曼光谱中扣除探测背景的背景光谱，得到待测样品的最终拉曼光谱，能够避免错误扣除，且能够满足复杂及快速变化的光环境下的待测样品的拉曼光谱与探测背景的背景光谱采集及扣除，得到待测样品的最终拉曼光谱即得到待测样品的真实的拉曼光谱。

摘要： 本发明涉及拉曼光谱探测技术领域，提供一种基于拉曼光谱的定量探测方法、系统和拉曼光谱仪，方法包括计算第一最大峰值与第二最大峰值之间的第一强度比，计算第三最大峰值与第四最大峰值之间的第二强度比，根据所述第一强度比、所述第二强度比以及所述参照样品的浓度，计算所述待测样品的浓度，只需要提前对参照样品在一个预设距离处进行一次测量标定，确定第一强度比，即可在拉曼光谱仪的测量范围内的任何距离处实现对待测样品的定量测量，不受探测距离、激光功率、检测时间及待测样品浓度含量的影响，无需重复标定，且测量误差小，适用性强，实施过程简单。

摘要： 本发明涉及拉曼光谱探测技术领域，提供一种拉曼光谱仪附件和拉曼光谱仪。拉曼光谱仪附件包括：汇聚准直镜、设有小孔的小孔板和远距离成像镜组，且汇聚准直镜、小孔板和远距离成像镜组依次排列设置；通过调节成像镜组的动镜组实现对其焦距、对焦距离的调节，能够提高拉曼光谱仪的探测距离和探测景深，实现大距离范围内的拉曼光谱的探测，且小孔板的小孔能够滤除视场外及景深外的杂散光信号，降低背景噪声，提高检测精度，且无需对现有的拉曼光谱仪的内部光路及测量模式做任何改变，适用性高，成本低。

摘要： 本发明涉及一种用于拉曼光谱分析的微型振动台与拉曼光谱分析方法，该微型振动台包括支撑平板；位于支撑平板上表面的样品池；安装在样品池一侧的拉力弹簧组件：其一端固定连接所述支撑平板，另一端则连接所述样品池；设置在样品池另一侧并采用永磁体材料制成的推杆；电磁驱动组件：包括具有内部空腔结构并缠绕导线的驱动线圈，以及位于驱动线圈内部空腔结构中的磁芯；所述推杆的端部还伸入所述驱动线圈内部空腔结构中并靠近所述磁芯。与现有技术相比，本发明可安全高效的实现拉曼光谱快速多点扫描，进而实现拉曼光谱精确检测分析。

摘要： 拉曼光谱分析方法在试样的拉曼光谱分析中，通过第一时间的曝光取得试样的第一光谱(S001)，计算所取得的第一光谱的第一拉曼信号强度(S002)，基于计算出的第一拉曼信号强度与作为分析所需的拉曼信号强度的第二拉曼信号强度之比，根据第一时间，计算获得第二拉曼信号强度所需的曝光时间即第二时间(S003)，通过计算出的第二时间的曝光取得试样的第二光谱(S004)。

摘要： 本申请提供一种拉曼光谱探头及拉曼光谱探测装置，涉及医疗器械技术领域，包括光纤模组，以及依次设置在光纤模组的光路上的放大透镜组和探测窗，光纤模组包括激发光纤和平行且环绕于激发光纤的纤芯外周的多个收集光纤，探测窗位于放大透镜组中靠近探测端的透镜的物距处；放大透镜组包括多个依次设置的凸透镜，相邻两个凸透镜之间的距离等于前一个凸透镜的像距和后一个凸透镜的物距之和；放大透镜组的多个凸透镜的焦距均为f，且均满足物像距比为n：1，放大透镜组的长度L满足；，N为放大倍数，m为凸透镜数量。

摘要： 本实用新型适用于光谱探测技术领域，提供了一种拉曼光谱收集光纤、拉曼探头及拉曼光谱探测系统，通过一根多模光纤或多根多模光纤组成拉曼光谱收集光纤，使一根多模光纤的一端为圆形口径、作为拉曼光谱收集光纤的输入端，使一根多模光纤的另一端为矩形口径、作为拉曼光谱收集光纤的输出端；或者，使多根多模光纤的一端排布成二维面形矩阵、作为拉曼光谱收集光纤的输入端，使多根多模光纤的另一端排布成一维线形矩阵、作为拉曼光谱收集光纤的输出端；并使拉曼光谱收集光纤的输入端连接拉曼探头的拉曼光信号输出端；使拉曼光谱收集光纤的输出端连接光谱仪的拉曼光信号输入端，可以提高拉曼光信号的收集效率，降低拉曼光信号的能量损耗。