发布日期：2025-08-05 17:05:29 在材料分析、化学反应监测或生物样品研究中，你是否曾面临这样的困扰：
需要检测水溶液中的成分，却被水的强吸收峰干扰得看不清目标信号？
样品制备耗时耗力，尤其面对珍贵或形态特殊的样品束手无策？
渴望观察微小区域的化学组成变化，却发现仪器分辨率不足？
对无机材料或晶格振动信息束手无策？
需要透过容器壁进行原位监测，却因容器材料无法穿透而失败？
这些常见痛点，正是拉曼光谱技术能够大展身手的领域。与大家更为熟悉的红外光谱相比，拉曼光谱仪凭借其独特原理，在多个关键应用场景中展现出难以替代的价值。
拉曼优势显著：水分子自身的拉曼散射信号相对微弱，因此对样品中待测物质的拉曼光谱干扰较小。这使得拉曼光谱仪特别适用于直接分析生物体液、细胞培养液、水相化学反应体系等含水丰富的样品。
红外局限明显：水分子在红外区域具有非常强烈的吸收峰，这些强吸收峰极易掩盖样品中其他成分的红外信号，导致信息提取困难重重，通常需要复杂的干燥或脱水处理，改变样品自然状态。
拉曼操作灵活：大多数情况下，拉曼光谱分析对样品制备要求很低。固体块状物、粉末、液体（包括溶液）、甚至某些气体样品，通常可以直接进行无损测量。非接触式测量方式还能有效保护珍贵或易损样品。
红外步骤繁琐：红外光谱分析往往需要相对复杂的样品前处理。例如，固体粉末常需与溴化钾混合压制成透光薄片，液体样品可能需要涂膜或使用专门的衰减全反射（ATR）附件。这些步骤既耗时，也可能引入误差或改变样品性质。
拉曼聚焦精细：得益于激光光源的特性，拉曼光谱（尤其是显微拉曼系统）能将激光高度聚焦到微米甚至亚微米尺度。这使得对材料微小区域、单个细胞或特定微观结构进行精确的成分分析和成像成为可能。
红外分辨率受限：红外光的波长较长，传统红外显微镜的空间分辨率受到光学衍射极限的显著制约，通常在十微米以上。虽然新型技术有所提升，但在进行高空间分辨的微区分析时，显微拉曼通常具备更高精度。
拉曼探测范围广：拉曼光谱能够有效探测低波数区域（例如低于500 cm⁻¹的波段），该区域包含许多无机物键的振动、晶格振动（声子模式）以及金属有机框架等材料的关键信息。
红外低频挑战大：标准红外光谱仪在低波数区域的探测效率较低，信号较弱且易受干扰。要有效获取低频信息，通常需要依赖特殊设计的远红外光谱仪器，增加了使用难度和成本。
拉曼穿透性强：可见光或近红外激光能够轻松穿透普通玻璃、石英或蓝宝石等透明材料制成的视窗。因此，拉曼光谱仪可直接透过反应釜、培养瓶、流动池等装置的窗口，对内部样品进行实时、无损的原位过程监测。
红外穿透受阻：普通玻璃和石英材料对中红外光有极强的吸收作用，几乎完全不透明。红外光谱进行原位测量时，必须使用特殊红外透光材料（如溴化钾、氯化银、硒化锌）制作视窗或使用ATR探头浸入样品，应用场景受到较大限制。
拉曼光谱仪凭借其在水溶液分析中的低干扰性、样品制备的便捷性、高空间分辨率、优异的低频探测能力以及良好的玻璃/石英视窗兼容性，在生物医学研究、材料科学（尤其无机材料与纳米材料）、制药过程监控、化学反应原位分析等领域展现出独特价值。
值得注意的是，拉曼与红外光谱基于不同物理原理（拉曼散射 vs. 红外吸收），两者获取的分子振动信息具有互补性。美国国家标准与技术研究院（NIST）等机构的研究也表明，结合使用两种技术常能获得更全面的分子结构信息。拉曼的优势并非意味着替代红外，而是为科学家和工程师提供了更丰富的工具选择。
因此，"为何选择拉曼光谱仪？"的答案，在于它能高效解决那些红外光谱难以应对的关键检测瓶颈。当你的研究或工作涉及含水样品、需要无损快速检测、追求微观细节、关注低频信息或要求原位透过容器测量时，拉曼光谱技术无疑是值得优先考虑的强大工具。
