رامان الطيفي

المبدأ الأساسي من الطيف رامان هو تأثير رامان ، عندما أشعة الليزر أحادية اللون المشع على المسألة ، معظم الضوء سوف تنتج استطارة مرنة ، ودعا تبعثر ريليه ، ولكن عدد قليل من الضوء سوف تنتج استطارة غير مرنة ( أي تشتت رامان ) . في تبعثر رامان ، والطاقة من ضوء التغييرات ، وتواتر التحول ، وتشكيل رامان التحول . هذا الاختلاف في التردد هو وثيق الصلة الداخلية الاهتزاز والتناوب وسائط .

مبدأ رامان الطيفي

نظرة عامة على تأثير رامان :

المبدأ الأساسي من الطيف رامان هو تأثير رامان ، عندما شعاع الليزر أحادية اللون المشع على المسألة ، معظم الضوء سوف تنتج استطارة مرنة ، ودعا تبعثر ريليه ، ولكن عدد قليل من الضوء سوف تنتج استطارة غير مرنة ( أي تشتت رامان ) . في تبعثر رامان ، والطاقة من ضوء التغييرات ، وتواتر التحول ، وتشكيل رامان التحول . هذا الاختلاف في التردد هو وثيق الصلة الداخلية الاهتزاز والتناوب وسائط .

معلومات مفصلة عن الروابط الكيميائية ، الجزيئية الاهتزاز ، والتناوب ، وغيرها من الخصائص الفيزيائية يمكن الحصول عليها عن طريق تحليل التحول تردد رامان نثر الضوء . بالمقارنة مع التقليدية أطياف الأشعة تحت الحمراء ، رامان الطيفي لديها بعض المزايا الفريدة ، على سبيل المثال ، يمكن قياس عينات السائل الصلبة مباشرة دون الحاجة إلى عينة معقدة إعداد العملية .

عملية عمل مطياف رامان :

1 . الليزر المشع عينة : مصدر الضوء ( عادة ليزر ) المشع على سطح العينة ، ليزر الفوتون والجزيئات في العينة تتفاعل لإنتاج الضوء المتناثرة .

2 . تشتت رامان : معظم الضوء يحدث تبعثر ريليه ( لا تغيير الطاقة والتردد ) ، ولكن جزء صغير من الضوء سوف تحدث تشتت رامان ، وتيرة التحول .

3 . إشارة شراء : رامان نثر ضوء يمر من خلال عدسة النظام يتم جمعها وتوجيهها إلى ضوء تقسيم النظام . نظام تقسيم الضوء يقسم الضوء على ترددات مختلفة .

4 - التحليل الطيفي : تشتت رامان إشارة تنتقل إلى الكاشف ، وتحليل البيانات بواسطة الكمبيوتر . أطياف من العينات التي يمكن الحصول عليها عن طريق قياس مختلف رامان التشريد .

خصائص رامان الطيفي

تحليل غير تدميري

أي ضرر أو تعقيد المعالجة المطلوبة . فائدة نموذج يمكن مباشرة تحليل عينات من مختلف الدول ، مثل الصلبة والسائلة والغاز ، وما إلى ذلك ، دون تغيير الخصائص الأصلية من العينات . ولذلك ، هو مناسبة لأنّ تحليل العينات الثمينة ، والمواد الحساسة ، أو العينات البيولوجية .

2 . انتقائية عالية وحساسية عالية

يمكن أن توفر درجة عالية من المعلومات الجزيئية المحددة . جزيئات مختلفة تنتج مختلف أطياف رامان ، أي أن كل المواد الكيميائية الخاصة رامان البصمات . من خلال تحليل هذه " بصمات الأصابع " ، التركيب الكيميائي في العينة يمكن تحديدها كميا . وعلاوة على ذلك ، فإنه يمكن الكشف عن المواد النزرة مع حساسية عالية ، وخاصة في تحليل مكونات منخفضة التركيز في مجمع المصفوفة .

3 . لا عينة المعالجة المطلوبة

عينة يمكن تحليلها مباشرة دون معالجة خاصة . هذا الاختبار الإتلافي وتبسيط عملية تدفق يجعل من السهل جدا في التطبيق العملي .

قياس سريع

القدرة على جمع البيانات بسرعة . من خلال كفاءة المسح الضوئي ومعالجة الإشارات ، يمكن الحصول على البيانات الطيفية في وقت قصير . هذا يجعلها مناسبة لأنّ عال تدفّق غربلة وتحليل سريعة في الموقع .

5 . يمكن استخدامها بالاقتران مع غيرها من التكنولوجيات

ويمكن أيضا أن تستخدم جنبا إلى جنب مع غيرها من التقنيات التحليلية ، مثل المجهر الضوئي ، الأشعة تحت الحمراء ، حيود الأشعة السينية ، الخ . جنبا إلى جنب مع غيرها من التقنيات ، رامان الطيفي يمكن أن توفر المزيد من المعلومات عن العينة ، وتحسين تحليل شامل وعميق .

ثالثاً - مجالات التطبيق

علم المواد

في مجال علم المواد ، وهي تستخدم أساسا لتحليل المعلومات من المواد مثل التركيب الجزيئي ، الكريستال هيكل ، عيب ، والإجهاد ، وهلم جرا . من خلال التحليل الطيفي رامان ، يمكن للباحثين الحصول على التركيب الكيميائي ، شعرية الاهتزاز ، الخصائص الإلكترونية ، وما إلى ذلك ، والتي سوف تساعد على تطوير مواد جديدة وتحسين خصائص المواد الموجودة . على سبيل المثال ، رامان الطيفي قد استخدمت على نطاق واسع في دراسة المواد النانوية ، أنابيب الكربون النانوية ، الجرافين ، وهلم جرا .

علوم الحياة والطب

كما أنها تستخدم على نطاق واسع في مجال الطب الحيوي . من خلال تحليل أطياف رامان من العينات البيولوجية مثل الخلايا والأنسجة والحمض النووي والبروتينات ، يمكن للعلماء الحصول على معلومات عن استقلاب الخلية ، والتغيرات المرضية ، رد فعل المخدرات ، وهلم جرا . في أبحاث السرطان ، رامان الطيفي يستخدم للكشف عن الفرق بين الخلايا السرطانية و الخلايا الطبيعية ، وتوفير أساس التشخيص المبكر والعلاج .

3 - الرصد البيئي

في العلوم البيئية ، وذلك أساسا في الكشف عن نوعية المياه ، ونوعية الهواء والتربة الملوثة . فإنه يمكن بسرعة تحديد وتحليل المواد الضارة في البيئة ( مثل المعادن الثقيلة ، بقايا المبيدات والمركبات العضوية المتطايرة ، الخ . )

4 - الطب الشرعي

في الطب الشرعي ، وتستخدم أساسا في التشريح ، تحليل السموم ، تحليل الدم ، وهلم جرا . من خلال تحليل رامان من عينات من الجثث والدم وغيرها من المواد ، ونحن يمكن أن تكشف عن المزيد من القرائن في القضية و تساعد على حل القضية .

تحليل المخدرات

في صناعة المستحضرات الصيدلانية ، وتستخدم على نطاق واسع لمراقبة الجودة وتحليل المواد الخام الصيدلانية . منذ رامان الطيفي يمكن أن توفر معلومات مفصلة عن وضع الاهتزاز من جزيئات المخدرات ، فإنه يمكن التعرف على مكونات ونقاء المخدرات ، والكشف عن الشوائب في المخدرات . على سبيل المثال ، في عملية إنتاج المخدرات ، رامان الطيفي يمكن استخدامها في الوقت الحقيقي رصد رد فعل العملية لضمان الاتساق وجودة المنتج . وبالإضافة إلى ذلك ، رامان الطيفي يمكن أن تستخدم أيضا في اختبار الاستقرار من المخدرات ، من خلال تتبع التغيرات في أطياف رامان من العينات على المدى الطويل ، وتقييم استقرار المخدرات في مختلف ظروف التخزين .

6 . صناعة الأغذية والمشروبات

في صناعة الأغذية والمشروبات ، ولا سيما في تحليل المكونات الغذائية ومراقبة الجودة . من خلال تحليل المكونات الغذائية ( مثل السكر والبروتين والدهون والتوابل ، وما إلى ذلك ) ، يمكن الكشف عن نوعية وسلامة الغذاء بسرعة . على سبيل المثال ، رامان الطيفي يمكن استخدامها للكشف السريع عن المضافات الغذائية ، ومخلفات مبيدات الآفات ، والتلوث الميكروبي ، لضمان أن الغذاء يتوافق مع معايير السلامة الوطنية . في صناعة المشروبات ، رامان الطيفي يمكن أن تستخدم أيضا في تحليل الأحماض العضوية والسكريات وغيرها من المكونات في عصير الفاكهة ، لمساعدة الشركات المصنعة لتحسين جودة المنتج .

7 - المواد الكيميائية والبتروكيماويات