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產(chǎn)品展示

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紫外共振拉曼光譜系統(tǒng)

  • 產(chǎn)品型號(hào):UVRaman100
  • 產(chǎn)品時(shí)間:2024-05-19
  • 簡(jiǎn)要描述:UVRaman100紫外共振拉曼光譜系統(tǒng) UVRaman100,是中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所與北京卓立漢光儀器有限公司合作生產(chǎn),具有技術(shù)的。
  • 產(chǎn)品介紹

 UVRaman100紫外共振拉曼光譜系統(tǒng)的詳細(xì)介紹:

        新一代紫外共振拉曼光譜儀

       中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所中國(guó)科學(xué)院李燦院士及其研究小組自行研制了我國(guó) 臺(tái)紫外共振拉曼三聯(lián)光譜儀,獲得中國(guó)科學(xué)院發(fā)明二等獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)。并于2008年4月8日,和北京卓立漢光儀器有限公司共同組建“現(xiàn)代儀器聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,邁出了研究成果向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的重要一步。      

UVRaman100紫外共振拉曼光譜系統(tǒng)的組成主要是:
1、激光器部分:紫外或可見光激光器,紫外可調(diào)諧窄線寬激光器。
2、光譜儀部分:三聯(lián)單色儀+高靈敏度科學(xué)級(jí)CCD。
3、信號(hào)采集部分:高效率光譜采集組件。
UVRaman100的優(yōu)點(diǎn)是:
◆ 合適的紫外激光激發(fā)可以*避免熒光本底的干擾。
◆ 由于拉曼信號(hào)強(qiáng)度正比于激發(fā)激光頻率的四次方,紫外激光激發(fā)拉曼信號(hào)效率更高。(同等功率266nm激光可激發(fā)出比532nm激光高16倍的拉曼信號(hào))。
◆ 共振拉曼可以提供很高的共振增強(qiáng)因子,(理論限可達(dá)106倍)從而大幅度提升檢測(cè)限。
◆ 可以實(shí)現(xiàn)選擇性激發(fā),當(dāng)我們把激光器調(diào)諧到某物質(zhì)激發(fā)峰上時(shí),可以只對(duì)此特定物質(zhì)實(shí)現(xiàn)共振增強(qiáng)提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)的信號(hào)強(qiáng)度,其他物質(zhì)由于幾乎沒(méi)有共振增強(qiáng),可以進(jìn)一步提升信噪比,這一點(diǎn)對(duì)于催化和生物研究非常有利。
◆ 由于采用的是三聯(lián)單色儀濾除瑞利散射,而非陷波濾波器,設(shè)備可以測(cè)試地低到到幾個(gè)波數(shù)的拉曼光譜。

1、激光器部分:
◆ 325nm HeCd激光器:325nm; TEM00 mode; 激光功率30mW-50mW輸出備選
◆ 244nm倍頻可調(diào)諧氬離子激光器: 244nm; TEM00 mode; 激光功率24mW; 另有229,238,248,250,257,264nm輸出譜線
◆ 532nm 綠光DPSS激光器:TEM00 mode,激光功率20-100mW備選
◆ 窄線寬可調(diào)諧摻鈦藍(lán)寶石激光器:
 

 
可調(diào)諧范圍
輸出平均功率
單個(gè)晶體可調(diào)諧范圍
基頻
700-960nm
>1W
100nm
二倍頻
350-480nm
90-500mW
50nm
三倍頻
233-320nm
20-250mW
33nm
四倍頻
193-240nm
5-100mW
25nm
光譜線寬
<0.1cm-1
功率穩(wěn)定度
<3% rms

注:如須覆蓋整個(gè)光譜波段需要更換晶體
        Tips: 共振增強(qiáng)并不是是在一個(gè)特定的波長(zhǎng)上急劇開始,而是存在著一個(gè)波長(zhǎng)范圍。實(shí)際上,即使激發(fā)激光的波長(zhǎng)處于分子電子躍遷波長(zhǎng)之下幾百個(gè)波數(shù)的時(shí)候就可以看到5到10倍的增強(qiáng)作用。這個(gè)“前共振”增強(qiáng)作用在實(shí)驗(yàn)上是非常有用的。我們往往可以采用相對(duì)比較便宜的激光器,比如325nm的氦鉻激光器,可調(diào)諧倍頻氬離子激光器雖然不是連續(xù)可調(diào)諧,也可以達(dá)到一定程度的共振增強(qiáng)效應(yīng)。當(dāng)然,為了求得 高的增強(qiáng)因子,我們需要一種波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)諧且光譜線寬很窄的的紫外激光器,比如窄線寬可調(diào)諧摻鈦藍(lán)寶石激光器激光器。
2、紫外共振拉曼光譜儀部分
A.光譜儀:
◆ 光譜儀焦距:500mm ;f/6.5
◆ 光柵尺寸:68mm×68mm or 68mm×84mm
◆ 掃描 小步長(zhǎng):好于0.005nm
◆ 鏡片反射率:紫外和可見區(qū)的鏡子的反射率達(dá)到90%
B.相減模式拉曼光譜采集
◆ 分辨率: 4.0 cm-1 (紫外區(qū)), 3.0 cm-1 (可見區(qū))
◆ 波數(shù)范圍:50-4000 cm-1 (紫外區(qū)), 25-4000 cm-1 (可見區(qū))
C.光譜探測(cè)器
CCDEMCCD
光譜CCD
光譜CCD
光譜EMCCD
像素?cái)?shù)
1024×256
2048×512
1600×400
像素尺寸um
26×26
13.5×13.5
16×16
成像面積 mm
26.6×6.7
27.6×6.9
25.6×6.4
低制冷溫度 oC
-100
-100
-100
電子增益
NA
NA
1-1000
 

附錄:
附錄1.紫外拉曼與共振拉曼原理與應(yīng)用簡(jiǎn)述
           熒光干擾問(wèn)題和靈敏度較低嚴(yán)重阻礙了常規(guī)拉曼光譜的廣泛應(yīng)用。但近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的紫外拉曼光譜技術(shù)有效地解決了上述問(wèn)題。紫外拉曼光譜技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展大大地?cái)U(kuò)展了拉曼光譜的應(yīng)用范圍。右圖是紫外拉曼光譜避開熒光干擾的原理圖。熒光往往出現(xiàn)在300 nm-700 nm區(qū)域,或者更長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域。而在紫外區(qū)的某個(gè)波   

         紫外拉曼光譜技術(shù)的另一個(gè)突出特點(diǎn)是,拉曼信號(hào)可以通過(guò)共振拉曼信號(hào)得到增強(qiáng)。共振拉曼效應(yīng)可以從拉曼散射截面公式得到解釋:根據(jù)Kramers-Heisenberg-Dirac 散射公式: 

        在公式 (1)中,ωri 是初始態(tài)i到激發(fā)態(tài)r的能量差頻率,ωL是入射激光頻率。當(dāng)激發(fā)光源頻率靠近電子吸收帶時(shí), 項(xiàng)分母趨近于零,因而其散射截面異常增大, 導(dǎo)致某些特定的拉曼散射強(qiáng)度增加104~106 倍。共振拉曼光譜的譜峰強(qiáng)度隨著激發(fā)線的不同而呈現(xiàn)出與普通拉曼不同的變化。

       將紫外共振拉曼用于表征多組份體系時(shí),可以選擇性的激發(fā)某些組分相應(yīng)的信息,從而使與這些組分相關(guān)的拉曼信號(hào)大大增強(qiáng),得到共振拉曼光譜

        這種共振增強(qiáng)或者共振拉曼效應(yīng)是非常有用的一個(gè)技術(shù),它不僅可以大的降低拉曼測(cè)量的探測(cè)限,而且還可以引入到電子選擇上面。這樣,如果我們使用共振拉曼技術(shù)來(lái)研究樣品,不僅可以看到它的結(jié)構(gòu)特征,而且還可以得到它的電子結(jié)構(gòu)信息。金屬卟啉,類胡蘿卜素以及其他一系列生物重要分子的電子能級(jí)之間躍遷能量差都處在可見光范圍之內(nèi),這使得它們成了共振拉曼光譜的理想研究材料。
        共振選擇技術(shù)還有一個(gè)非常實(shí)際的應(yīng)用。那就是二分之一載色體的光譜由于這種共振作用會(huì)得到增強(qiáng),而它周圍的環(huán)境則不會(huì)。對(duì)于生物染色體來(lái)說(shuō)這就意味著,我們使用可見光即可特定的探測(cè)到有源吸收中心,而它們周圍的蛋白質(zhì)陣列則不會(huì)探測(cè)產(chǎn)生影響(這是因?yàn)檫@些蛋白質(zhì)需要紫外光才能使其產(chǎn)生共振增強(qiáng)作用)。共振拉曼光譜在化學(xué)上探測(cè)金屬中心合成物,富勒分子,聯(lián)乙醯以及其他的稀有分子上也是一種重要的技術(shù),因?yàn)檫@些材料對(duì)于可見光都有著很強(qiáng)的吸收。
        其他更多的分子吸收光譜由于處于紫外,所以需要紫外激光進(jìn)行共振激發(fā),我們就稱之為紫外共振拉曼(UlraViolet Resonance Raman Spectroscopy);紫外共振拉曼光譜技術(shù)是研究催化和復(fù)雜生物系統(tǒng)中分子分析的一個(gè)重要工具。大多數(shù)的生物系統(tǒng)都吸收紫外輻射,所以它們都能提供紫外的共振拉曼增強(qiáng)。這樣高的共振拉曼共振選擇效應(yīng)使得象蛋白質(zhì)和DNA等重要生物目標(biāo)的拉曼光譜得到大增強(qiáng),而其他物質(zhì)則不會(huì),非常便于目標(biāo)確認(rèn)及分析。例如,200nm的激勵(lì)光能夠增強(qiáng)氨基化合物的振動(dòng)峰;而220nm的激勵(lì)光則可以增強(qiáng)特定的芳香族殘留物的振動(dòng)峰。水中的拉曼散射非常弱,這個(gè)技術(shù)使得與水有關(guān)的微弱系統(tǒng)的拉曼分析也變成了可能。

附錄2:實(shí)驗(yàn)舉例
◆ 微孔-介孔材料骨架中超低含量的孤立的過(guò)渡金屬離子(例如Ti-MCM-41)能夠通過(guò)紫外共振拉曼光譜可靠、準(zhǔn)確地鑒別出來(lái)。 

◆ 利用紫外拉曼避開熒光和增加靈敏度的特點(diǎn),可以對(duì)分子篩合成過(guò)程中的合成前體、中間物以及分子篩晶體的演化過(guò)程進(jìn)行研究。

◆ 紫外拉曼光譜可以選擇性地得到在紫外區(qū)具有強(qiáng)吸收的物質(zhì)(例如TiO2和ZrO2)的表面相信息。
 
 

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