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發(fā)布時(shí)間：2021-09-02 16:29
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拉曼光譜在高分子材料中的應(yīng)用
拉曼光譜可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學(xué)純度。如無規(guī)立場試樣或頭-頭，頭-尾結(jié)構(gòu)混雜的樣品，拉曼峰是弱而寬，而高度有序樣品具有強(qiáng)而尖銳的拉曼峰。
研究內(nèi)容包括：
（1）化學(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷：高分子中的C＝C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對拉曼光譜非常敏感，常用來研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)。
（2）組分定量分析：拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系，給高分子組分含量分析帶來方便。
（3）晶相與無定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過程和結(jié)晶度的監(jiān)測。
（4）動(dòng)力學(xué)過程研究：伴隨高分子反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會(huì)有強(qiáng)度的改變。
（5）高分子取向研究：高分子鏈的各向異性必然帶來對光散射的各向異性，測量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息。
（6）聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。
（7）復(fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過程的監(jiān)測。
（8）聚合反應(yīng)過程和聚合物固化過程監(jiān)控。
拉曼光譜在生物學(xué)研究中的應(yīng)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(tài)、活性狀態(tài)下來研究生物大分子的結(jié)構(gòu)及其變化。
生物大分子的拉曼光譜可以同時(shí)得到許多寶貴的信息：
（1）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)：α-螺旋、β-折疊、無規(guī)卷曲及β-回轉(zhuǎn)
（2）蛋白質(zhì)主鏈構(gòu)像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動(dòng)
（3）蛋白質(zhì)側(cè)鏈構(gòu)像：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的側(cè)鏈和后二者的構(gòu)像及存在形式隨其微環(huán)境的變化
（4）對構(gòu)像變化敏感的羧基、巰基、S-S、C-S構(gòu)像變化
（5）生物膜的脂肪酸碳?xì)滏溞D(zhuǎn)異構(gòu)現(xiàn)象。
（6）DNA分子結(jié)構(gòu)以及和DNA與其他分子間的作用。
（7）研究脂類和生物膜的相互作用、結(jié)構(gòu)、組分等。
（8）對生物膜中蛋白質(zhì)與脂質(zhì)相互作用提供重要信息。
拉曼光譜儀怎樣避免被測試的樣品被激光燒毀？
當(dāng)你進(jìn)行樣品測試時(shí)，激光照射在樣品表面的能量是非常大的，尤其在采用NIR或UV激光激發(fā)時(shí)。尤其是一些樣品在光照下對熱或光是十分敏感的，這會(huì)導(dǎo)致測量信號(hào)包含樣品燒毀后的特征，而不是樣品本征的信號(hào)(例如，非晶碳膜在1500cm-1波數(shù)附近的本征峰在強(qiáng)光激發(fā)時(shí)會(huì)顯示出石墨化的碳峰)。通常遇到這樣的問題時(shí)，可在樣品測試前后通過顯微鏡白光像觀察樣品表面是否發(fā)生明顯變化，因此需選擇正確的激光功率來進(jìn)行測試。
為避免樣品表面燒毀，在開始測試時(shí)應(yīng)選用較低的激發(fā)功率，尤其用NIR或UV激光激發(fā)時(shí)。在保證樣品不被燒毀的前提下可提高激發(fā)功率以得到很強(qiáng)的信號(hào)。當(dāng)激光功率衰減到1％仍無法避免樣品燒毀時(shí)，可考慮轉(zhuǎn)換低倍物鏡以降低照射在樣品表面的功率密度。另外還可采用欠焦照射模式或線聚焦照射模式。如果問題是由于高功率二極管激光器引起的，可考慮轉(zhuǎn)換成低功率可見激發(fā)系統(tǒng)。
