導(dǎo)讀

目前國內(nèi)市場上銷售的熱啟動Taq酶的品牌很多，但真正高質(zhì)量的熱啟動Taq酶并不多，面對這么多的熱啟動Taq酶產(chǎn)品，我們應(yīng)如何選擇？

首先，選擇擴(kuò)增效率高的熱啟動Taq酶

耐受性好的Taq酶反應(yīng)體系經(jīng)優(yōu)化后，擴(kuò)增效率在95%以上，即使是在目標(biāo)基因含量較低時(shí)也能夠獲得滿意的擴(kuò)增，在模板量較高時(shí)，也不易中毒，指數(shù)擴(kuò)增期較長。耐受性能較差的Taq酶，即使反應(yīng)體系經(jīng)多次優(yōu)化，擴(kuò)增效率仍達(dá)不到90%，擴(kuò)增曲線“S”型不明顯，斜率較小，曲線低平。模板量較低時(shí)擴(kuò)增不出來，較高時(shí)擴(kuò)增效果也不理想。所以PCR擴(kuò)增效率與Taq酶的性能密切相關(guān)，選擇高擴(kuò)增效率的DNA聚合酶對PCR、qPCR能否成功至關(guān)重要。

其次，選擇酶動力強(qiáng)的熱啟動Taq酶

Taq酶的酶動力與擴(kuò)增效率有關(guān)。一般熱啟動Taq酶的酶動力越強(qiáng)，PCR擴(kuò)增的指數(shù)增長期越長，‘S型’曲線更加典型，熒光信號值更高，而且更適合做多重PCR檢測。酶動力弱的品牌DNA聚合酶一般只能支持2重反應(yīng)，在做3重反應(yīng)時(shí)，擴(kuò)增曲線低矮，熒光信號值較低，無典型擴(kuò)增曲線，結(jié)果很難判定。

zuihou，選擇靈敏度高的熱啟動Taq酶

一般說，DNA聚合酶的擴(kuò)增效率高，靈敏度就高，但也有不一致的情況。如果要擴(kuò)增的樣本目標(biāo)基因豐度較低，建議對Taq酶的擴(kuò)增靈敏度進(jìn)行檢測。

Taq酶的擴(kuò)增靈敏度進(jìn)行檢測，常見的檢測方法是將目標(biāo)基因質(zhì)粒片段進(jìn)行10倍或5倍梯度稀釋，在較低的幾個(gè)稀釋度進(jìn)行PCR檢測，選擇檢測靈敏度較高的熱啟動Taq酶。

由此可見，研究者需根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)要求和經(jīng)費(fèi)情況進(jìn)行選擇，做一個(gè)梯度稀釋擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)，以檢測熱啟動Taq酶的擴(kuò)增效率和靈敏度。

Cielo?實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)

Harness of the power of qPCR

▌12列溫度梯度設(shè)置：多溫度梯度設(shè)置，快速優(yōu)化條件，確定合適退火溫度。

▌良好的S型擴(kuò)增曲線。

▌熔解曲線單峰，無雜峰。

除此之外， Cielo?實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)融合了高品質(zhì)Peltier溫度模塊和基于光纖傳輸?shù)墓鈱W(xué)檢測系統(tǒng)，可為您的科學(xué)研究就提供高精準(zhǔn)、高靈敏可靠結(jié)果。

       作為實(shí)驗(yàn)室常用儀器，各種隔膜真空泵大同小異，要選一款符合實(shí)際所需的隔膜真空泵，購買前應(yīng)多做功課。您需要了解這些情況：

     1.隔膜真空泵的性能指標(biāo)

　　隔膜真空泵的主要指標(biāo)有兩個(gè):極限抽氣速率和極限壓力(也稱Jue對真空度),極限抽氣速率的大小可以判定,其所能應(yīng)用的被抽氣裝置的容量大小,極限壓力決定了隔膜真空泵所能達(dá)到的極限Jue對真空度. ( 注:Jue對真空度與表壓真空度有對應(yīng)關(guān)系,但Jue對真空度不會因?yàn)榈乩砦恢玫母淖?大氣壓力的改變而發(fā)生變化,而表壓真空度則充滿不確定性.建議使用Jue對真空度壓力顯示.)　

　　2.耐腐蝕性能

      優(yōu)秀的隔膜真空泵可應(yīng)用在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)場景,擁有優(yōu)秀的耐腐蝕性能.不管是隔膜/閥片/管路等與氣體接觸部分,都做了特殊處理。

　　3.連續(xù)運(yùn)行性能穩(wěn)定

       多數(shù)的隔膜真空泵在連續(xù)運(yùn)行后,發(fā)熱嚴(yán)重,沒有配置散熱裝置,同時(shí)真空度波動較大。

       鄭州博匯精密科技有限公司生產(chǎn)的DP系列隔膜真空泵可長時(shí)間運(yùn)行,性能穩(wěn)定,具有高度的耐腐蝕性能。

推出的隔膜真空泵DP-630G,壓力顯示采用數(shù)顯表,顯示隔膜真空泵的jue對真空度和當(dāng)前大氣壓值,方便用戶做數(shù)據(jù)記錄。

　　如果需要，請聯(lián)系我們！

93個(gè)與儀器及檢測相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)在今年8月份實(shí)施，其中，涉及食品安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)多達(dá)40多項(xiàng)。這其中絕大部分是GB1886系列關(guān)于食品添加劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

作為前處理樣品濃縮的常規(guī)儀器，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀必不可少?！肮び破涫?，必先利其器”，那么問題來了，如何選擇一臺好的旋蒸？讓英諾德來幫助您！

                    INNOTEG-ScienceOne Vap Smart

01轉(zhuǎn)速范圍  5-280 rpm

02加熱鍋溫度范圍  室溫-180℃, 水/油浴通用

03快速升溫  加熱鍋下窄上寬的設(shè)計(jì)，有利于加熱介質(zhì)的快速升溫，縮短加熱時(shí)間

04避免誤操作  加熱鍋操作面板帶鎖定功能鍵，可有效避免誤操作

05高蒸餾效率  三重冷凝盤管回路設(shè)計(jì)，可有效提高蒸餾效率

06可定時(shí)  可進(jìn)行定時(shí)設(shè)定，省心省力

07智能馬達(dá)  馬達(dá)自動升降蒸發(fā)瓶

08均勻加熱  儀器可進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，尤其適合于需要進(jìn)行干燥的粉末樣品

09保護(hù)樣品  意外斷電后，儀器會自動抬升蒸發(fā)瓶，避免樣品受熱損害

選對了旋蒸， 那么如何讓優(yōu)秀的設(shè)備展現(xiàn)出優(yōu)異的性能呢？請收下我們?yōu)槟銓ｉT準(zhǔn)備的維護(hù)指南！

好消息是：INNOTEG-ScienceOne Vap Smart旋蒸無需特別的維護(hù)，就是這么棒！

但實(shí)驗(yàn)前的檢查和準(zhǔn)備工作不可忽視。


做好以下這幾點(diǎn)，讓Vap Smart展現(xiàn)優(yōu)異性能！

請務(wù)必定期地進(jìn)行常規(guī)檢查玻璃冷凝管上的密封圈，如有需要，請及時(shí)更換

清潔儀器須斷開電源！

請使用含表面活性劑的清潔劑或者使用異丙醇清潔惰性污漬

升降系統(tǒng)，操作前請常規(guī)檢查升降系統(tǒng)！

長時(shí)間未使用(約4周)時(shí)，開啟蒸餾前須通過馬達(dá)使升降系統(tǒng)在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)位置來回升降幾次

注意避免沸騰延遲！在儀器沒有開啟旋轉(zhuǎn)情況下，請勿加熱蒸發(fā)瓶！突然出現(xiàn)泡沫或者出現(xiàn)氣體則說明蒸發(fā)瓶內(nèi)介質(zhì)開始分解，請立即關(guān)閉加熱并將蒸發(fā)瓶提升至加熱鍋以上位置，保持周邊危險(xiǎn)區(qū)域通風(fēng)良好，并提醒周邊人員

當(dāng)儀器關(guān)閉或者電源中斷時(shí)，升降系統(tǒng)將會提升蒸發(fā)瓶至加熱鍋以上位置

進(jìn)行蒸餾前，請必須確保斷電后升降系統(tǒng)可提起玻璃組件和樣品

來自美國Azure Biosystems公司的Azure Cielo?實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)，融合了高品質(zhì)Pilter溫度模塊和基于光纖傳輸?shù)墓鈱W(xué)檢測系統(tǒng)，為您的科學(xué)研究提供高jing準(zhǔn)、高靈敏的可靠結(jié)果。北京深藍(lán)云生物科技有限公司已經(jīng)為您準(zhǔn)備好了儀器，期待您的SY哦~

既然儀器已經(jīng)備好了，那么該怎樣選擇檢測方法呢？

眾所周知，qPCR依托于熒光檢測技術(shù)，通過使用DNA結(jié)合染料、熒光PCR引物或探針等實(shí)時(shí)監(jiān)測目的基因的擴(kuò)增，從而對目的基因進(jìn)行定量分析。為了避免在實(shí)驗(yàn)時(shí)出差錯(cuò)，下面就跟著小編一起來看一下常用的經(jīng)典方法吧~

1、 DNA結(jié)合染料—SYBR Green I 法

?  原理：SYBR Green I 是一種DNA結(jié)合染料，其與雙鏈DNA結(jié)合后，熒光大大增強(qiáng)，DNA與染料結(jié)合所釋放的熒光量與dsDNA的數(shù)量成正比。因此，檢測到的熒光信號可反映出PCR體系存在的雙鏈DNA數(shù)量。

?  特征：可逆熒光，Z大吸收波長497nm，Z大發(fā)射波長520nm。

?  適用情況：非特異性的熒光染料，不能識別特定的雙鏈，只要是雙鏈（包括非特異性擴(kuò)增產(chǎn)物、引物二聚體等）就會結(jié)合發(fā)光，在臨床上使用可能會有假陽性發(fā)生。但該方法容易建立實(shí)驗(yàn)體系，可進(jìn)行熔點(diǎn)分析，通用性好，價(jià)格相對較低，在科研中使用比較普遍。

2 、TaqMan 探針法

?  原理：檢測時(shí)除了需要一對特異性引物外，還需要一條與靶序列互補(bǔ)配對的寡核苷酸鏈—TaqMan探針，其5’末端包含熒光報(bào)告基團(tuán)R，3’末端為淬滅基團(tuán)Q。當(dāng)探針與靶序列互補(bǔ)配對時(shí)，熒光基團(tuán)發(fā)射的熒光因與3’端的淬滅基團(tuán)接近而淬滅。在進(jìn)行延伸反應(yīng)時(shí)，聚合酶的5’核酸外切酶活性將探針切斷，使得熒光基團(tuán)與淬滅劑分離，發(fā)射熒光。熒光信號和產(chǎn)物的量相匹配。

?  特征：檢測到的是積累熒光，隨著循環(huán)數(shù)的增加，釋放出來的熒光基團(tuán)不斷積累。

?  適用情況：特異性較強(qiáng)，可進(jìn)行多重qPCR分析，但成本較染料法要高一些，實(shí)驗(yàn)構(gòu)建相對復(fù)雜。常用的熒光基團(tuán)推薦：FAM、VIC、HEX、CY5等。

3 、分子信標(biāo)(molecular beacon)

?  原理：分子信標(biāo)方法在檢測時(shí)除了需要一對引物以外，還需要一條呈發(fā)夾結(jié)構(gòu)的寡核苷酸探針（25-40nt），分子信標(biāo)的 5'端附有熒光報(bào)告基團(tuán)，3'端附有淬滅基團(tuán)，環(huán)被設(shè)計(jì)成與靶序列互補(bǔ)的15–30核苷酸，其兩端各有5-7個(gè)核苷酸互補(bǔ)形成莖結(jié)構(gòu)，將報(bào)告基團(tuán)與淬滅基團(tuán)連接到一起。發(fā)夾結(jié)構(gòu)中，由于報(bào)告基團(tuán)接近淬滅基團(tuán)，監(jiān)測不到熒光信號，當(dāng)環(huán)的部分與核酸序列互補(bǔ)配對，分子信標(biāo)打開成鏈狀，使得熒光基團(tuán)與淬滅劑分開，發(fā)射熒光。

?  特征：莖環(huán)結(jié)構(gòu)，也是積累熒光。

?  適用情況：高特異性、可以用于多重反應(yīng)，適合區(qū)分等位基因。但不能做熔點(diǎn)分析；發(fā)夾的莖結(jié)合過強(qiáng)過弱都不合適，過強(qiáng)的話，信標(biāo)不能與靶標(biāo)正確雜交，過弱的話，會隨機(jī)折疊成非發(fā)夾結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)生雜信號。常用的熒光基團(tuán)有FAM 、Texas Red等。

4  、熒光共振能量傳遞(FRET)

?  原理：FRET探針又稱雙雜交探針，由兩條相鄰探針組成。一個(gè)探針3'端帶有供體基團(tuán)，第二個(gè)探針的5'端帶有受體基團(tuán)，在PCR反應(yīng)的退火步驟，兩條探針頭尾相連地分別雜交在靶標(biāo)序列上，熒光分子接近，從供體到受體產(chǎn)生熒光共振能量傳遞，受體熒光信號的增加與擴(kuò)增子出現(xiàn)的量成比例。

?  特征：由于FRET探針是靠近發(fā)光，所以檢測信號是實(shí)時(shí)信號，而非積累熒光。

?  適用情況：除引物外需要設(shè)計(jì)兩條探針，通用性不高；需挑選合適的供體及受體基團(tuán)，供體基團(tuán)發(fā)射波長與受體基團(tuán)的激發(fā)波長需顯著重疊，而供體基團(tuán)發(fā)射波長與受體基團(tuán)的發(fā)射波長要明顯分離?？勺鋈埸c(diǎn)分析，特異性較強(qiáng)。

5 、 LUX Primers

?  原理：LUX (light upon extention) 引物是通過熒光標(biāo)記的引物，使引物可以實(shí)現(xiàn)探針的功能。其原理和分子信標(biāo)類似，LUX引物也是發(fā)夾結(jié)構(gòu)，其中一條引物3’端用熒光報(bào)告基團(tuán)標(biāo)記。在沒有單鏈模板的情況下，該引物自身配對，形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使熒光淬滅。在模板存在的情況下，引物與模板配對，發(fā)夾結(jié)構(gòu)打開，產(chǎn)生熒光信號。

?  特征：積累熒光；不需要額外設(shè)計(jì)探針。

?  適用情況：不能進(jìn)行熔點(diǎn)分析，通用性比不上SYBR Green I。但不需要專門設(shè)計(jì)探針，同時(shí)不會受非特異性擴(kuò)增產(chǎn)物和引物二聚體的影響，特異性較SYBR Green I強(qiáng)。

【以上內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)整理，侵刪】

看完了上面關(guān)于經(jīng)典qPCR檢測方法的介紹，您是不是有想去跑一輪qPCR的沖動呢？

美國Azure Biosystems公司的Azure Cielo?實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)，提供Azure Cielo-3通道和Azure Cielo-6通道，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求靈活配置。

?   數(shù)據(jù)可靠性: 連續(xù)1000次實(shí)驗(yàn)后，結(jié)果高度一致，溫控jing準(zhǔn)，性能穩(wěn)定可靠。

?  應(yīng)用靈活性: 提供多種qPCR應(yīng)用分析，定制化報(bào)告。

?   流程智能化: 中英文用戶界面，觸控操作，可多機(jī)聯(lián)用。

?   交互靈活性: 主機(jī)可獨(dú)立運(yùn)行qPCR程序，電腦、Wi-Fi、網(wǎng)絡(luò)交互。

滅菌程序你選對了嗎？

需要大量培養(yǎng)樣品時(shí)，滅菌是實(shí)驗(yàn)里不可缺少的環(huán)節(jié)。TOMY滅菌鍋為客戶提供了多種可以選擇的程序，怎么選才能更好地提升實(shí)驗(yàn)效率呢？還有意想不到的功能等著你~

液體滅菌過程

以常用的LB培養(yǎng)基為例，在藍(lán)蓋瓶中倒入配置好、調(diào)好pH的培養(yǎng)基后，我們需要選擇液體滅菌功能，通常液體滅菌所花費(fèi)的時(shí)間更長。

因?yàn)槲覀儗⒁后w滅菌時(shí)的排氣、制冷速度設(shè)為0，為什么要這樣設(shè)置呢？

不知道有沒有小伙伴遇到過這樣的情況：急用培養(yǎng)基，但是從剛滅菌鍋里拿出來溫度太高無法使用，就把藍(lán)蓋瓶放進(jìn)冷水里試圖降溫。此時(shí)此刻，只聽見“啪”的一聲，這一瓶培養(yǎng)基算是報(bào)廢了，還損失了一個(gè)瓶子。這種現(xiàn)象叫做暴沸，因此在液體滅菌時(shí)我們要避免溫度驟然下降。

正常滅菌過程

當(dāng)滅菌的物品主要是固體，如藍(lán)蓋瓶、錐形瓶、培養(yǎng)皿、涂布棒和槍頭等，此時(shí)我們可以選擇正常滅菌過程，排氣速度和降溫速度都會比液體滅菌要快很多。

滅菌保溫過程

這個(gè)功能對于滅菌后沒有時(shí)間及時(shí)取出的小伙伴非常友好。加了瓊脂的培養(yǎng)基，在滅菌完成后后可以放在TOMY滅菌鍋里保溫。(長按FUNCTION可以手動按需調(diào)節(jié)保溫時(shí)間)

加熱保溫過程

烘箱放滿了怎么辦？TOMY滅菌鍋的這個(gè)功能可能很少有人知道，可以將培養(yǎng)基溶解并保溫。在此方案下，滅菌鍋將會先加熱溶解培養(yǎng)基，然后進(jìn)入保溫程序。(長按FUNCTION可以手動按需調(diào)節(jié)保溫時(shí)間)

正確地選擇滅菌程序

~提高實(shí)驗(yàn)效率的同時(shí)也是對儀器的養(yǎng)護(hù)~

徠卡LSR 武素芳
鋰電池是最成功的商業(yè)化電化學(xué)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品，電器，網(wǎng)格存儲，汽車，發(fā)電站等生活的各個(gè)方面。然而，鋰電池還有很多的性能需要改善，例如能量密度，循環(huán)能力，存儲能力，安全性等等，正因如此，我們需要了解電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 
  
     鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，為了改進(jìn)性能，可以用多種表征手段來揭示電池內(nèi)部的充放電行為，鋰電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)改變有多個(gè)維度，包括原子級晶體結(jié)構(gòu)的改變，固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）生長，微米級電極顆粒破碎，宏觀上電池膨脹等，這些變化都會影響電化學(xué)性能，成像技術(shù)給出的鋰電池的2D或3D的空間分辨率，可以幫助研究人員分析失敗機(jī)理，提高鋰電池實(shí)際使用性能。
比如，在“鋰電池中電極材料裂紋結(jié)構(gòu)制備及其電化學(xué)性能研究”②中，作者將NCM材料（三元正極材料）作為研究對象，即含有Li、Ni、Co、Mn和O的材料，用徠卡三離子束切割儀EM TIC3X切割材料粉末，看內(nèi)部裂紋結(jié)構(gòu)（圖1）。
 
圖1.NCM不同壓實(shí)密度內(nèi)部孔道分布及結(jié)構(gòu)示意圖
 
電子束成像技術(shù)（EM）目前來說是鋰電池成像里使用最多的。電子束德布意耳波長小于10-10m，主要是樣品和電子束相互作用激發(fā)一系列的X-射線，電子信號。電鏡成像可以到達(dá)原子級別，可以輕松獲得元素分布圖，化學(xué)價(jià)位分析和3D重構(gòu)。電鏡分辨率可達(dá)0.05nm,可以很容易揭示鋰電池原子級的催化和儲能的機(jī)理。
但是電鏡也有自身限制：
1）電子束工作需要高真空，不利于電解液的研究；
2）電子束和輕質(zhì)元素相互作用弱，不太容易獲得鋰離子；
3）透射電子束對電極材料的穿透深度一般在10-6m，當(dāng)鋰電池電極顆粒大于10-5m時(shí)，則不太合適；
4）高能電子束可能會損傷樣品。但這里有其他的解決方案，原位電鏡，冷凍電鏡，3D重構(gòu)。
    冷凍電鏡首先是應(yīng)用在生物大分子中，最大優(yōu)點(diǎn)是保持樣品的結(jié)構(gòu)真實(shí)性。此方法的發(fā)明者們在2017年獲得了諾貝爾化學(xué)獎。這項(xiàng)技術(shù)在固態(tài)電池研究中，可直觀看到鋰枝晶的形成，SEI的結(jié)構(gòu)，還有在樣品制備和電子束輻照中容易受影響的部分。和傳統(tǒng)的電鏡技術(shù)相對比，冷凍電鏡有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：低溫，低電壓。在樣品準(zhǔn)備，轉(zhuǎn)移和測試過程中，都需要在極低的溫度(?170 °C)下進(jìn)行，樣品的脆弱結(jié)構(gòu)被凍住并得到保存，同時(shí)，冷凍電鏡測試中電子束強(qiáng)度遠(yuǎn)低于常規(guī)電鏡，減少了樣品的損傷。①
    近年來，徠卡電鏡制樣設(shè)備為鋰電池材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究提供助力，在國內(nèi)外多個(gè)頭部鋰電池材料高校研究所，企業(yè)實(shí)驗(yàn)室檢測部門，都有徠卡制樣的身影。
  
徠卡電鏡制樣產(chǎn)品全家福
 
在接下來的內(nèi)容中，我們會先后介紹徠卡制樣設(shè)備在正極材料，負(fù)極材料，隔膜材料，固態(tài)電池等方面案例。
 
 在“鈷酸鋰雙晶界裂紋降解的原子機(jī)理”一文中，作者使用徠卡EM TIC 3X做截面切割后，采用EBSD統(tǒng)計(jì)鈷酸鋰，孿晶比例超過40%。孿晶界是一種缺陷，在晶界處容易產(chǎn)生裂紋，主要包括解理裂紋和分解裂紋。文章里面對這兩種裂紋的形核和生長機(jī)制做了詳細(xì)的分析。③
 
圖2.孿晶界的EBSD圖示及晶向
 
 
在“鈷酸鋰多元素?fù)诫s方法極大提高其電化學(xué)性能”一文中，作者采用徠卡三離子束EM TIC 3X切割循環(huán)后的極片，并作SEM形貌分析④
 
圖3.循環(huán)后極片的離子束切割SEM圖片示意圖
 
在“納米結(jié)構(gòu)和開孔顆粒形態(tài)對鋰離子電池的電極加工及電化學(xué)性能”一文中，作者采用徠卡三離子束EM TIC 3X切割不同孔隙度極片，并作電鏡觀察及EDS分析：⑤
 
圖4.離子切割壓延電極的掃描電鏡圖片
 
為什么說徠卡三離子束設(shè)備適合正極材料的加工呢？這和它的功能和設(shè)計(jì)是分不開的。
徠卡三離子束設(shè)備EM TIC 3X可以常溫，可以冷凍，也可以真空傳輸或冷凍傳輸，根據(jù)加工需要，可隨時(shí)隨地升級變身新功能。
在鋰電池正極材料看平整斷面時(shí)，通常使用常溫加工，標(biāo)準(zhǔn)樣品臺即可滿足通常需要；
若測試樣品數(shù)量多，則可選擇三樣品臺，一次放三個(gè)樣品，到預(yù)設(shè)定時(shí)間后，取出即可；
若樣品中鋰及其化合物含量高，短時(shí)間也不可以接觸空氣，或高鎳正極材料，不能短時(shí)間接觸空氣，則可選擇真空傳輸，全程真空裝載加工樣品，且加工完畢可真空轉(zhuǎn)移至電鏡中實(shí)現(xiàn)最終觀察。
 
圖5.徠卡三離子束設(shè)備EM TIC 3X結(jié)構(gòu)及樣品臺功能選項(xiàng)示意圖
徠卡三離子束設(shè)備采用鞍型場槍設(shè)計(jì)，對于正極材料非常友好，鞍型場槍能量分散，對于一個(gè)點(diǎn)，熱量低，特別適合摻雜不耐熱樣品或循環(huán)對比實(shí)驗(yàn)。循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，使用后的電極中往往會摻入部分有機(jī)物，此時(shí)的低熱加工，對樣品來說再合適不過。此類槍由于設(shè)計(jì)時(shí)沒有磁場的引入，對于電池材料的粉體原料或電極的掉粉問題，不會產(chǎn)生吸附現(xiàn)象，極大延長了槍的維護(hù)周期。
 
 
如果您需要了解此設(shè)備的信息或者需要了解樣品制備方法，無論是電池哪一部分，均可隨時(shí)跟我們聯(lián)系并作交流。
 
參考文獻(xiàn)：
[1] Zhe Deng, Xing Lin, Zhenyu Huang, Jintao Meng, Yun Zhong, Guangting Ma, Yu Zhou, Yue Shen, Han Ding, and Yunhui Huang. Recent Progress on Advanced Imaging Techniques for Lithium-Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2000806
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相關(guān)產(chǎn)品：徠卡三離子束EM TIC 3X
了解更多徠卡電鏡制樣的信息：https://www.leica-microsystems.com.cn/cn/products/electron-microscope-sample-preparation/

【鋰電池電鏡制樣方法專題】
鋰電池材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究手段，你選對了嗎？（二）
--- 鋰電池隔膜基礎(chǔ)篇
作者：包沈源
 
圖1 鋰電池結(jié)構(gòu)示意圖
最初，鋰電池正極(cathode)材料為鈷酸鋰，負(fù)極(anode)則是聚乙炔。隨后在1985年，根據(jù)Kenichi Fukui的前沿電子理論，研究者們使用鈷酸鋰和石墨作為正極和負(fù)極，以提升鋰電池的穩(wěn)定性。然而，在鋰電池量產(chǎn)前，首先需要解決電池過熱和過載的安全問題，而其中的關(guān)鍵點(diǎn)就在于隔膜(separator)。
電池隔膜是放置在電池正極和負(fù)極之間的一種滲透膜（圖1），其主要作用是保持正極和負(fù)極分離，防止電池短路，同時(shí)隔膜也需要允許電荷載流子通過，以保證化學(xué)電池電路閉合。隔膜通常是一種具有微孔的聚合物膜，需要對電解液和電極材料具有一定的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)也需要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以承受電池組裝過程中的應(yīng)力。
Yoshino開發(fā)了微孔聚乙烯隔膜，以實(shí)現(xiàn)“保險(xiǎn)絲”的功能。在電池內(nèi)部異常過熱情況下，隔膜提供了一個(gè)關(guān)閉機(jī)制：微孔受熱融化閉合，阻斷電池內(nèi)部載流子流動。在2004年，Denton及其同事研發(fā)了一種新型電活性聚合物隔膜，其具有過載保護(hù)功能，能夠通過控制載流子電位，可逆地切換絕緣和導(dǎo)體狀態(tài)。
不同于其他技術(shù)，聚合物隔膜最初并非特意為電池而開發(fā)，由于該材料是當(dāng)時(shí)技術(shù)淘汰下來的產(chǎn)品，因此能夠低成本大批量生產(chǎn)。隔膜材料包括非紡織的纖維材料：棉花、尼龍、聚酯、玻璃等；聚合物薄膜：聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯；陶瓷；天然材料：橡膠、石棉、木材。
目前應(yīng)用于電池隔膜的大部分聚合物都是半晶狀聚烯烴材料，包括聚乙烯、聚丙烯及其混合物。近期，研究者們嘗試使用接枝聚合物來改善電池性能，其中包括：微孔聚甲基丙烯酸甲酯和硅氧烷接枝聚乙烯隔膜，相比于傳統(tǒng)的聚乙烯隔膜他們展現(xiàn)出更好的表面形貌和電化學(xué)性能。另外，聚偏二氟乙烯納米纖維網(wǎng)被應(yīng)用于隔膜材料，可以同時(shí)改善離子導(dǎo)電和形貌穩(wěn)定性。
 
圖2 Leica EM TIC3X三離子束研磨儀，配置冷凍切割樣品臺
 
對于使用電子顯微鏡觀察鋰電池隔膜形貌，分析其化學(xué)成分的表征，正確的電鏡制樣方法是決定最后結(jié)果準(zhǔn)確性和真實(shí)性的關(guān)鍵步驟。由于目前使用的鋰電池隔膜基材多為高分子聚合物材料，并且表面大多經(jīng)過無機(jī)物或者有機(jī)物修飾。對于處理這種對溫度及其敏感，并且具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)的樣品，需要注意整個(gè)樣品制備過程中可能引起的熱損傷和應(yīng)力損傷。Leica EM TIC3X冷凍離子束切割技術(shù)是目前解決上述問題的最優(yōu)方案之一(圖2)。其主要得益于EM TIC3X以下特點(diǎn)：

• Leica TIC3X獨(dú)特的鞍形場散焦離子源，能夠大幅度降低甚至避免離子束切割過程中，對樣品造成的熱損傷，展現(xiàn)出最真實(shí)的表面形貌結(jié)構(gòu)

• Leica TIC3X配置的冷凍切割樣品臺及其主動式液氮泵，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、精準(zhǔn)溫控(30°C ~ -160°C)，保證樣品加工過程的溫度，有效抑制熱損傷的產(chǎn)生

• Leica TIC3X冷凍切割樣品臺配有體視顯微鏡，能夠通過三軸精確調(diào)節(jié)樣品位置，方便用戶進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并在加工過程中實(shí)時(shí)確定樣品狀況，及時(shí)調(diào)整加工參數(shù)

 
圖3 (a)和(b)，以及(c)和(d)分別為Leica EM TIC3X常溫以及冷凍離子束切割所得的鋰電池隔膜截面SEM圖像
 
如圖3所示，我們嘗試使用常溫和冷凍離子束切割，加工隔膜樣品，以分析溫度對于該類樣品的影響。如圖3(a)和(b)所示，盡管使用較低的加速電壓(4kV)，并在加工過程中增加休息時(shí)間，輔助樣品散熱，但是最后隔膜表面還是存在很嚴(yán)重的熱損傷，只能看到融化的表面，無法觀察到隔膜的孔道結(jié)構(gòu)。而使用冷凍切割樣品臺后，我們就能夠增大加速電壓(加速電壓5kV，加工溫度-50°C)，不間斷地加工樣品，所得隔膜截面平整無污染 (圖3(c)和(d))，孔道結(jié)構(gòu)清晰可見，未觀察到熱損傷現(xiàn)象。
上述結(jié)果表明，鋰電池隔膜樣品對離子束切割過程中溫度及其敏感，不合適的加工條件會造成熱損傷，引起嚴(yán)重的表明結(jié)構(gòu)形變。Leica EM TIC3X冷凍切割樣品臺能夠精確地控制樣品加工過程中的溫度，避免熱損傷的產(chǎn)生，得到最真實(shí)可靠的樣品截面形貌結(jié)構(gòu)。
 
相關(guān)產(chǎn)品：Leica EM TIC3X三離子束研磨儀

首先，儀器要考慮防腐防銹的問題。

      定氮儀是較惡劣環(huán)境下工作的儀器：濃硫酸，硼酸，氫氧化鈉等腐蝕體和加熱在儀器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。這對儀器的外觀有很大的考驗(yàn)，為此沛歐公司提出了“永不生銹"的承諾，全部外殼大膽應(yīng)用了價(jià)格較高ABS工程塑料，拋棄了傳統(tǒng)的金屬作為外殼，一舉解決了外殼生銹的頑疾。這一舉措得到了用戶的好評，告別了定氮儀實(shí)驗(yàn)室的銹跡斑斑，改善了工作環(huán)境，也提高了儀器的美觀度。更重要的是沛歐公司的防腐理念也引起了同行的重視，紛紛選用ABS作為防腐材料。
其次，注重儀器的內(nèi)部質(zhì)量

1. 定氮儀的工作條件決定了對零配件材料的苛求，為此沛歐關(guān)注合格的材料勝于關(guān)注低的價(jià)格，能保證儀器長久使用的材料，是我們選用的標(biāo)準(zhǔn)，為此沛歐多次為選用的材料而做了大量的試驗(yàn)，保證了材料關(guān)。例如：內(nèi)部管道，電磁閥，冷凝管等。
* 為了堿路的防腐，沛歐特制了管道，解決管路老化的頑疾，保證管道不泄漏，保證了儀器的回收率，尤其保證低濃度樣品回收率。數(shù)年不用更換管道
* 選用的電磁閥，使得每次加液一致性提高。并減少故障率。
* 冷凝管的效果直接影響蒸餾高濃度樣品的回收率，沛歐定氮儀蒸餾加熱功率達(dá)到1.5KW，能夠產(chǎn)生足夠的蒸汽包裹氨氣，而的冷凝管能確保足夠量的蒸汽能冷凝到足夠低的溫度，保證高濃度的樣品不泄漏，保證了儀器的回收率。而低功率蒸餾器，保證不了高濃度樣品的回收率

2. 在生產(chǎn)工藝上精益求精，制訂了嚴(yán)格的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，從細(xì)處著手，關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)。保證合格的儀器到用戶實(shí)驗(yàn)室。

3. 在國內(nèi)運(yùn)輸條件較差的情況下，改善包裝質(zhì)量，用高溫處理的夾板木箱代替紙箱或?qū)嵞鞠洌缺Ａ袅思埾涞娜嵝?，也保留了?shí)木的剛性，Z大可能的減少運(yùn)輸對儀器的傷害。
      通過產(chǎn)品合理設(shè)計(jì)，材料選擇，嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝和細(xì)致的產(chǎn)品檢驗(yàn)，使每一款的沛歐產(chǎn)品都對得起用戶的信任。上海沛歐分析儀器有限公司將保持自己的風(fēng)格，感謝沛歐用戶對我們的信任，更為潛在用戶提供高品質(zhì)，高性價(jià)比的儀器。

沛歐 SKD-1000全自動凱氏定氮儀

全自動凱氏定氮儀（蛋白質(zhì)測定儀）是根據(jù)經(jīng)典凱氏定氮原理設(shè)計(jì)的一套自動智能測檢測儀器，廣泛應(yīng)于檢測糧油食品、乳制品、飲料、飼料、土壤、化肥、沉淀物和化工產(chǎn)品中氨氮、蛋白質(zhì)氮的總體含量，是產(chǎn)品質(zhì)量檢測的重要理化分析儀器。

沛歐 SKD-800自動凱氏定氮儀

SKD-800自動凱氏定氮儀是沛歐公司食品和肥料、飼料、食品、水、土壤、生化劑等行業(yè)的氮/蛋白質(zhì)分析。

您給沛歐的是信任，沛歐還您的是價(jià)值！

上海沛歐專業(yè)、專心生產(chǎn)凱氏定氮儀、紅外石英消化爐、卡爾費(fèi)休水分儀、

二氧化硫檢測儀、土壤陽離子交換量檢測儀

歡迎來電：021-64086301

（來源：上海沛歐分析儀器有限公司）

實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)是在常規(guī)PCR基礎(chǔ)上加入熒光標(biāo)記探針或相應(yīng)的熒光染料來實(shí)現(xiàn)其定量功能的。由于其JZ度好、靈敏度高，在分子生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)研究等方面得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在基因表達(dá)差異分析方面?；虮磉_(dá)差異分析一般是比較不同時(shí)空樣本或不同處理樣本（藥物處理，物理處理和化學(xué)處理等）之間特定基因的表達(dá)差異。

當(dāng)檢測出某個(gè)基因的表達(dá)是上調(diào)或下調(diào)時(shí)，我們并不知道這種表達(dá)差異是源自于它本身表達(dá)量的變化，還是樣本量大小或者操作導(dǎo)致的RNA的損失等其他原因?qū)е卤磉_(dá)量的變化。為了減少實(shí)驗(yàn)偏差并產(chǎn)生準(zhǔn)確的表達(dá)水平，RT-qPCR往往需要考慮幾個(gè)變量（如操作誤差或RNA提取量、得率及變異等）進(jìn)行歸一化處理。目前，RT-qPCR標(biāo)準(zhǔn)化最常用的方法是使用內(nèi)參基因進(jìn)行均一化處理。

什么是內(nèi)參基因？

理想情況下，在所有發(fā)育階段和不同實(shí)驗(yàn)處理的反應(yīng)中，內(nèi)參基因在不同組織的所有樣本中應(yīng)具有相對穩(wěn)定的表達(dá)水平。內(nèi)參基因通常是各種管家基因，例如ATCB、GAPDH、β-actin、18S rRNA等。它們的表達(dá)水平受環(huán)境因素影響較小，并且可以在生物體幾乎全部組織及各個(gè)生長階段持續(xù)表達(dá)。在不同的組織中，管家基因mRNA的含量都很豐富。

內(nèi)參基因的作用

在基因表達(dá)差異分析中內(nèi)參基因可以用于校正上樣量、上樣過程中存在的實(shí)驗(yàn)誤差，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。借助檢測每個(gè)樣品內(nèi)參的量就可以用于校正上樣誤差，這樣定量的結(jié)果才更為可信。一般要選擇一個(gè)在處理因素作用的條件下不會發(fā)生表達(dá)改變的基因作內(nèi)參。

理想的內(nèi)參基因應(yīng)該滿足以下條件：

1.不存在假基因(Pseudogene)，以避免基因DNA的擴(kuò)增；

2.高度或中度表達(dá)，排除低表達(dá)；

3.穩(wěn)定表達(dá)于不同類型的細(xì)胞和組織(如正常細(xì)胞和癌細(xì)胞)，而且其表達(dá)量是近似的，無顯著性差別；

4.表達(dá)水平與細(xì)胞周期及是否活化無關(guān)；

5.其穩(wěn)定的表達(dá)水平與目標(biāo)基因相似；

6.不受任何內(nèi)源性或外源性因素的影響，如不受任何實(shí)驗(yàn)處理措施的影響。

內(nèi)參基因的評估

然而，已有證據(jù)表明，一些用于控制實(shí)驗(yàn)偏差的傳統(tǒng)內(nèi)參基因僅在特定條件下是相對恒定的表達(dá)水平。很明顯，內(nèi)參基因是具有一定的特異性，沒有通用的內(nèi)參基因可用于所有實(shí)驗(yàn)的內(nèi)控，這也表明在進(jìn)行RT-qPCR實(shí)驗(yàn)之前，必須正確選擇內(nèi)參基因。那么在選擇內(nèi)參基因時(shí)，可以通過geNorm、BestKeeper、NormFinder、RefGenes 等工具來評估，這是保證結(jié)果可靠準(zhǔn)確的前提。其次可對候選的內(nèi)參基因進(jìn)行qPCR 實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的篩選。在不同樣本中均穩(wěn)定表達(dá)的內(nèi)參基因，即比較各樣品中Cq平均值以及Cq值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，選擇SD最小的基因作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)參。

現(xiàn)在對內(nèi)參基因的選擇有所了解了嗎？

Azure Cielo?實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)

Azure Cielo? 實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)來自于美國Azure Biosystems公司，可為您提供3/6檢測通道，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求靈活配置。這款產(chǎn)品采用了高能LED作為光源系統(tǒng)，可保證光源強(qiáng)度高，光源一致性好；高品質(zhì)的帕爾貼溫度模塊作為溫控系統(tǒng)，升降溫速率快，可設(shè)置12列跨度30°C的溫度梯度；ZY的CMOS拍照+光纖信號傳輸作為檢測系統(tǒng)，CMOS檢測靈敏度高，光纖傳輸速度快，無光損失和噪音干擾，無需ROX校準(zhǔn)。Azure Cielo?實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)可為您的科學(xué)研究提供高JZ度、高靈敏度和高可靠性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

簡介

衍射光柵用于將多色光分離成其組成的波長。在拉曼光譜儀中，衍射光柵用于將收集的拉曼散射的組成波長分離到CCD相機(jī)的不同像素上進(jìn)行檢測。所有拉曼光譜儀需要至少一個(gè)衍射光柵，并且經(jīng)常配置多個(gè)衍射光柵以允許用戶對其樣品和激發(fā)波長進(jìn)行最 佳的光柵選擇。

圖1. 愛丁堡儀器拉曼光譜儀RMS1000（左）和RM5（右）

當(dāng)通過拉曼光譜分析樣品時(shí)，可能需要多個(gè)激發(fā)源來覆蓋用戶樣品的范圍，例如，紫外、可見或近紅外區(qū)域的激光。RM5拉曼光譜儀最 多可內(nèi)置三個(gè)激光器，RMS1000拉曼光譜儀最 多可內(nèi)置五個(gè)激光器，并可選擇外置激光器。為了使用多個(gè)激光器，RM5和RMS1000的光譜儀可以容納多達(dá)五個(gè)衍射光柵，從而使光柵最適合激光器的波長和用戶的要求。用戶可以從RM5和RMS1000上的Ramacle?軟件（圖2）的下拉菜單中選擇光柵。選擇后，光柵塔輪將自動移動到所選光柵，這意味著用戶無需手動更換光柵。然后，Ramacle?將顯示該光柵和激發(fā)激光器在波數(shù)和波長上可實(shí)現(xiàn)的光譜范圍。在為拉曼光譜儀選擇衍射光柵時(shí)，有四個(gè)主要考慮因素：光譜分辨率、光譜范圍、閃耀波長和激發(fā)波長。

圖2. Ramacle?軟件的測試界面，標(biāo)記處顯示光柵的選擇

光譜分辨率

增加刻線密度增加光譜分辨率

光柵具有固定的刻線密度（以每毫米刻線為單位，gr/mm），可控制光的色散?？叹€密度越高，光譜分辨率越好，例如，1200 gr/mm光柵將提供比150 gr/mm光柵更高的光譜分辨率。圖3顯示了低和高刻線密度光柵對光的色散。較高刻線密度光柵將光傳播到CCD的較大區(qū)域，增加了光譜分辨率。簡單的經(jīng)驗(yàn)法則是，當(dāng)刻線數(shù)量加倍時(shí)，分辨率大致加倍。

圖3. 低和高刻線密度光柵對光的色散

為了說明刻線密度對光譜分辨率的影響，使用五個(gè)衍射光柵和532nm激發(fā)波長測量了硅襯底上MoS2的光譜（圖4）。MoS2的分析側(cè)重于350-450 cm-1之間的兩個(gè)峰。這些峰對于檢測存在的MoS2的層數(shù)至關(guān)重要。使用300 gr/mm光柵，光譜分辨率不足以分辨兩個(gè)單獨(dú)的峰，僅可以看到單個(gè)寬特征。隨著gr/mm的增加，我們看到兩個(gè)單獨(dú)峰的分辨率提高。這兩個(gè)峰的分辨率越高，關(guān)于峰位置和層數(shù)的信息就越準(zhǔn)確。這一測量說明了光譜分辨率的重要性。

圖4. 使用5個(gè)不同光柵獲取的MoS2的拉曼光譜

圖4還顯示了樣品中硅峰的半峰寬（FWHM）值。Ramacle?可以提供FWHM值（峰值寬度為最 大強(qiáng)度的一半），并在光譜上顯示這些值。從300 gr/mm光柵開始，我們觀察到的FWHM為22.9 cm-1。當(dāng)使用1800 gr/mm的光柵時(shí)，該值降至4.8 cm-1，這突出了隨著刻線密度的增加，光譜分辨率的提高。

光譜范圍

增加刻線密度減小光譜范圍

改變光柵的刻線密度會影響所討論的光譜分辨率，但也會影響光譜范圍。將環(huán)己烷樣品放置在比色皿支架中，使用所有五個(gè)光柵用638 nm激發(fā)進(jìn)行分析（圖5）。光譜再次顯示了分辨率如何隨著刻線密度的增加而增加，但現(xiàn)在也顯示了高刻線密度的缺點(diǎn)，降低了光譜范圍。光譜儀的光譜范圍與光柵的刻線密度成反比。

圖5. 使用不同光柵和1800gr/mm光柵（品紅色）擴(kuò)展掃描的環(huán)己烷的拉曼光譜。插圖顯示了具有300 gr/mm和1800 gr/mm光柵的樣品的高波數(shù)區(qū)域。

上述光譜清楚地表明，隨著刻線密度的增加，光譜范圍減小。對于300 gr/mm，光譜范圍達(dá)到約7400 cm-1，而1800 gr/mm光柵僅達(dá)到約1100 cm-1。因此，獲取的拉曼光譜的光譜范圍與分辨率之間存在固有的取舍。

為了兩全其美，RM5和RMS1000的Ramacle?軟件具有一個(gè)稱為擴(kuò)展掃描的功能。在擴(kuò)展掃描中，Ramacle?軟件在衍射光柵的不同中心波長位置采集一系列光譜，然后將這些光譜自動拼接在一起，以在寬光譜范圍內(nèi)提供單個(gè)拉曼光譜。該功能使用戶能夠同時(shí)使用高gr/mm光柵實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率和寬光譜范圍。圖5顯示了拼接1800 gr/mm光譜（品紅色）的示例，其范圍高達(dá)~5000 cm-1。

擴(kuò)展掃描的缺點(diǎn)是采集時(shí)間的增加。由于光柵需要移動并采集多個(gè)光譜，采集時(shí)間將增加，對于上述示例（0-5000 cm-1），擴(kuò)展掃描是將九個(gè)單個(gè)光譜拼接在一起。因此，如果曝光時(shí)間為1s，則最 終光譜將需要9s才能獲取。如圖5中的插圖所示，1800 gr/mm光柵的光譜分辨率提高，可以更好地分辨高波數(shù)區(qū)域的峰值，而分辨率較低的300 gr/mm光柵可以更快地進(jìn)行測量。

閃耀波長

閃耀波長表示光柵優(yōu)化的激發(fā)波長

衍射光柵的效率總是與波長有關(guān)。最 大衍射效率的波長稱為閃耀波長。衍射光柵可以用不同的閃耀波長制造，以優(yōu)化不同的波長區(qū)域。通常，可見光和近紅外激光器可以使用具有相同閃耀波長的光柵，同時(shí)保持相似的效率；然而，當(dāng)在“標(biāo)準(zhǔn)”拉曼激光器的極端使用激光器時(shí)，例如，≤325nm和≥1064nm激發(fā)，需要不同閃耀波長的光柵來優(yōu)化光譜儀。例如，當(dāng)光柵被稱為“Blaze 300 nm”時(shí)，它將針對UV進(jìn)行優(yōu)化，而“Blaze 750 nm”將針對NIR進(jìn)行優(yōu)化。

圖6顯示了兩個(gè)600 gr/mm光柵的絕 對效率曲線。一個(gè)具有550 nm的閃耀波長，非常適合可見光激光器，另一個(gè)750 nm，適合NIR激光器。曲線揭示了為什么閃耀波長很重要。如果用常用的785nm激光器激發(fā)，550nm閃耀光柵將僅具有約52%的效率。然而，NIR優(yōu)化的光柵將具有約71%的高得多的效率。這將對所需的頻譜質(zhì)量和采集時(shí)間產(chǎn)生重大影響。

圖6. 突出顯示了兩個(gè)激光器（532nm和785nm）下，閃耀波長分別為550nm和750nm的兩個(gè)600gr/mm光柵的絕 對效率曲線。

光致發(fā)光測量

低刻線密度光柵可用于UV和可見激光器以獲取PL光譜

拉曼光譜儀也可用于測量光致發(fā)光（PL），通常使用UV或可見光激發(fā)。PL光譜通常非常寬，應(yīng)選擇低刻線密度光柵以獲得盡可能寬的光譜范圍。在圖7所示的示例中，使用532 nm激光分析筆墨。通過使用300 gr/mm光柵，光譜范圍可以覆蓋1200 nm，這意味著用戶可以很容易地看到700 nm處的PL峰。

由于PL非常強(qiáng)，當(dāng)使用300gr/mm光柵時(shí)，任何拉曼峰都會丟失到PL峰的強(qiáng)度中。然而，通過改變?yōu)?800gr/mm光柵，仍然可以觀察到拉曼光譜。在這樣做時(shí)，來自墨水的拉曼峰可以在沒有PL干擾的情況下被分辨，因?yàn)樗l(fā)生在PL峰或檢測器飽和之前。以這種方式使用光柵的組合允許從樣品中獲得PL和拉曼光譜。

圖7. 使用300gr/mm（綠色）和1800gr/mm（紅色）光柵獲取的筆墨的PL和拉曼光譜

激發(fā)波長

UV和可見激光器適用于高刻線密度的光柵

NIR激光器適用于低刻線密度的光柵

可以認(rèn)為光柵的色散功率在波長方面是恒定的；然而，拉曼光譜使用能量相關(guān)單位，波數(shù)（cm-1），表示入射光子的能量偏移。這意味著色散拉曼光譜儀的光譜分辨率隨著激光激發(fā)波長的降低（即從紅色到綠色再到藍(lán)色）而降低。因此，當(dāng)使用785nm激光器時(shí)，實(shí)現(xiàn)與532nm激光器相同分辨率所需的光柵將需要更少的gr/mm。

此外，由于色散與波長有關(guān)，因此光柵可以在一個(gè)工作范圍內(nèi)成功運(yùn)行?？叹€密度為n的光柵的理論波長極限為λ=2/n。例如，2400 gr/mm光柵將被限制在光譜的綠色端，即可見光和紫外激光器，而3600 gr/mmm光柵在500nm后不會衍射太多，使其適合于UV激發(fā)，而不適合于NIR激發(fā)。

圖8顯示了五個(gè)常用光柵的532 nm（綠色）和785 nm激光器（紅色）的光譜范圍。與可見光選項(xiàng)相比，近紅外激光器的光譜范圍明顯減小。該圖還顯示了從50 cm-1開始的單次掃描和擴(kuò)展掃描選項(xiàng)的范圍。

圖8. 使用532nm和785nm激發(fā)的5個(gè)光柵的光譜范圍

拉曼光譜中使用的三種激光可以大致分為三個(gè)區(qū)域：紫外、可見光和近紅外。對于UV激光器，建議使用高刻線密度光柵，例如2400 gr/mm和3600 gr/mmm，這主要是由于在較低波長下激發(fā)時(shí)光譜分辨率的固有降低。此外，UV激光器通常用于研究例如半導(dǎo)體樣品中因應(yīng)力和應(yīng)變引起的小峰值變化，因此需要高光譜分辨率。

當(dāng)需要中高光譜分辨率時(shí)，可見激光通常與1200 gr/mm和1800 gr/mm光柵一起使用。然而，一些樣品，如過渡金屬二氫化物和石墨烯，可能會使用更高的刻線密度光柵來檢測細(xì)微的光譜變化。對于UV和可見光激光器，如果用戶對PL感興趣，可以使用較低的刻線密度光柵來獲取整個(gè)光譜，例如300 gr/mm和600 gr/mm。

對于NIR激光器，推薦的光柵將具有較低的刻線密度，例如300 gr/mm和600 gr/mm。首先，這是光譜范圍，如圖8所示，具有近紅外激光器的高刻線密度光柵所提供的范圍非常有限。此外，如上所述，NIR激光器將固有地提供比UV或可見激光更好的光譜分辨率。這意味著使用具有低刻線密度光柵的近紅外激光器仍將提供高光譜分辨率。

關(guān)于近紅外激光器的最后一點(diǎn)需要考慮的是拉曼強(qiáng)度和信噪比（SNR）。隨著刻線密度的增加，儀器的拉曼通量將降低。這種效應(yīng)發(fā)生在所有激發(fā)波長上；然而，這種效應(yīng)對于NIR激光器尤其顯著。拉曼散射強(qiáng)度與λ-4成正比，其中λ表示激光波長。因此，隨著激光波長增加到近紅外，拉曼強(qiáng)度將下降。光柵效應(yīng)和波長效應(yīng)的復(fù)合意味著在NIR中使用高刻線密度光柵對信噪比（SNR）特別有害，并且光譜將需要長的曝光時(shí)間。圖9中的光譜來自使用785 nm激光和兩個(gè)相同閃耀波長的光柵的藥片。兩個(gè)光柵之間的SNR差異在圖9的紅色框中突出顯示（歸一化后）。在這種情況下，300 gr/mm顯然提供了更高的SNR。

圖9 上：具有相同曝光時(shí)間和兩個(gè)不同光柵的藥片的拉曼光譜。下：歸一化光譜放大部分，顯示了使用900 gr/mm光柵噪聲增加。

表1顯示了拉曼光譜中最常用的兩種激發(fā)波長532nm和785nm的光柵選擇的簡化摘要。請注意，這些光譜范圍用于擴(kuò)展掃描，最 終光柵選擇也將受到前面討論的因素的影響。

表1 532 nm和785 nm激發(fā)的光柵選擇

結(jié)論

在拉曼光譜中選擇光柵需要用戶選擇優(yōu)先順序。確保光柵在激發(fā)激光的正確波長下閃耀，這將獲得盡可能高的效率。為測試選擇必要的刻線密度，這將取決于所需的光譜分辨率和光譜范圍。在選擇光柵時(shí)，還需要考慮其他因素，如拉曼強(qiáng)度、采集時(shí)間和信噪比。愛丁堡儀器拉曼光譜儀可以容納多達(dá)五個(gè)光柵，用戶可以很容易地在其系統(tǒng)中填充一系列刻線密度和閃耀波長的光柵，以滿足其應(yīng)用需求，在分析樣品時(shí)提供盡可能高的靈活性。