紫外拉曼光譜儀本身具有巨大的優(yōu)勢，因此吸引了很多人投身于這方面的研究，特別是近幾年，隨著實驗技術(shù)和實驗儀器的迅猛發(fā)展，紫外拉曼光譜儀在生物醫(yī)藥領(lǐng)域、環(huán)境污染物的探測和無機材料的檢測等方面有應(yīng)用。

紫外拉曼光譜儀的發(fā)展

　　早在20世紀(jì)70年代中期，拉曼光譜就充分顯示了其固有的特點，但是被分析物質(zhì)及雜質(zhì)的熒光對其產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。由于拉曼信號很弱，直到80年代中期，人們還認(rèn)為拉曼技術(shù)只有專家才能掌握，不能用于常規(guī)分析。

　　80年代早期，人們開始了紫外波段的拉曼研究。那時，低于300nm的激光就要用非線性光學(xué)轉(zhuǎn)換的方法實現(xiàn)。用Nd:YAG激光的三倍頻、四倍頻、五倍頻經(jīng)過氫氣的拉曼頻移獲得184nm和可見波段之間的大量激發(fā)頻率，它們雖然不是完全可調(diào)諧的，但是這些頻率之間的間隔已經(jīng)非常小了。

　　到了90年代初期，人們采用了300Hz的，脈沖寬度為16ns的308nm的XeCl準(zhǔn)分子激光泵浦一臺染料激光器，再將其輸出到倍頻208nm，用這種激光器比較容易獲得基態(tài)光譜，但仍需要對光譜進行計算才能確定基態(tài)樣品是否在測量結(jié)果中占優(yōu)勢。

　　隨著腔內(nèi)倍頻的氬離子激光器和倍頻的氪離子激光器的開發(fā)，給拉曼光源帶來了革命性的進展。它們是連續(xù)紫外激發(fā)光源而不是脈沖紫外激發(fā)光源。激發(fā)波長217-400nm范圍連續(xù)可調(diào)。90年代末，科學(xué)家又采用紫外瑞利散射光光學(xué)過濾器和單級單色儀分光，克服了采用復(fù)雜的多級單色儀分光光通效率低等缺點，使得紫外拉曼光譜儀成為物質(zhì)結(jié)構(gòu)成分分析的有力工具。

紫外拉曼光譜儀的優(yōu)勢

　　紫外拉曼光譜相對于可見區(qū)拉曼和近紅外區(qū)拉曼存在著巨大的優(yōu)勢。

　　1、避開了熒光的干擾

　　因為大部分物質(zhì)的熒光都發(fā)生在可見區(qū)，用紫外光激發(fā)時，即使是斯托克斯線也落在紫外區(qū)，因此能夠避免熒光的干擾。

　　2、具有很高的靈敏性

　　由于紫外光的光子能量與電子能級間的能量差相當(dāng)，因此很容易得到共振拉曼光譜，共振拉曼增果是十分顯著的。由于上面的的兩個原因，使得紫外拉曼光譜儀的靈敏度提高很多倍。

　　3、具有很好的選擇性

　　共振拉曼技術(shù)利用和特殊樣品某一部分內(nèi)的特殊電子躍遷相一致的頻率選擇激發(fā)，能夠選取高純化學(xué)物質(zhì)，因為只有那些振動態(tài)與特定極矩的電子相符合的分子才能明顯地增強拉曼譜帶，這就使紫外拉曼光譜儀具有了雙重選擇性。

　　4、在研究高溫物質(zhì)時具有獨特的優(yōu)勢

　　由于高溫物體具有黑體效應(yīng)，而黑體輻射的波長集中在可見和近紅外區(qū)，所以用可見光或近紅外光作為激發(fā)光時，拉曼信號很容易被黑體輻射所造成的背底所湮沒，因此很難觀測到拉曼信號。而用紫外光作為激發(fā)光時，拉曼信號也隨之移到了紫外區(qū)，這樣就避開了黑體輻射的區(qū)域。加之紫外拉曼光譜儀的增強作用，用紫外拉曼光譜儀檢測高溫樣品的拉曼時就容易得到比較理想的結(jié)果。

紫外拉曼光譜儀的應(yīng)用

　　1、生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

　　大多數(shù)生物大分子的拉曼散射很弱，熒光又相當(dāng)強，加上譜帶多，相互交疊，用可見區(qū)拉曼分析經(jīng)常會遇到障礙。由于紫外拉曼光譜儀靈敏度高，又沒有熒光干擾，能夠獲得清晰的譜圖。這對生物大分子結(jié)構(gòu)及其在水溶液中受外界環(huán)境(溫度、離子濃度、pH值)的影響所發(fā)生的變化進行研究是非常有用的，拉曼散射截面的測量現(xiàn)已用作檢驗其局部蛋白質(zhì)環(huán)境的手段之一。另外，通過紫外光激發(fā)，引起核酸基電子的共振躍遷，這樣就可以在核酸基的濃度比生理濃度低的情況下觀察到核酸基的拉曼振動頻帶。

　　在生物大分子和生物超分子的結(jié)構(gòu)的研究中，特別是在溶液中的生物分子空間結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系的動態(tài)研究中，紫外拉曼光譜儀也是一種有效的方法，應(yīng)用該方法能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)中的三種二級結(jié)構(gòu)作出準(zhǔn)確的分析。

　　2、環(huán)境污染物的探測

　　多環(huán)芳香烴(PAH)是普遍存在的環(huán)境污染物，它們有的本身就是“GX”的致癌物，有的會產(chǎn)生高度致癌的物質(zhì)。這類化合物一旦與DNA共價結(jié)合或者嵌入DNA將導(dǎo)致細(xì)胞復(fù)制能力的減弱。因此，對這類在化學(xué)物質(zhì)、生物體和環(huán)境中含量相對較低但危害較大的化合物的探測是極其重要的。

　　人們曾經(jīng)采用質(zhì)譜和熒光光譜的方法進行檢測，其缺點是質(zhì)譜法通常需要繁瑣的樣品制備，而熒光光譜又往往受到熒光淬滅或其他物質(zhì)熒光的干擾，而且多環(huán)芳香碳?xì)浠衔镙^寬的熒光譜帶有時很難反映出相似物質(zhì)之間的區(qū)別，而紫外拉曼光譜儀能夠測量到水溶液體系中的多環(huán)芳香碳?xì)浠衔?。由于紫外拉曼光譜儀較強的選擇性，運用紫外共振拉曼光譜能夠有效地對痕量萘、蒽、菲和芘等碳?xì)浠衔镞M行檢測和光譜表征。

　　3、無機材料的檢測

　　紫外拉曼光譜儀在無機材料的研究中，應(yīng)用越來越廣泛，其中主要包括金剛石膜、非晶碳、各類催化劑、碳氮膜、氧化鋯及其攙雜物等。這主要是因為紫外拉曼光譜儀很好得避開了熒光的干擾，并且信噪比很高，能夠給出上述無機材料的特征峰。

　　4、高溫條件下的應(yīng)用

　　在高溫情況下現(xiàn)場測量對理解固體物質(zhì)的特性隨結(jié)構(gòu)和成分的變化而伴隨的改變是非常重要的，激光拉曼光譜在這方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。但是，在高溫情況下，拉曼信號與連續(xù)的熱輻射背底相比比較弱，這就限制了拉曼技術(shù)在此類研究中的進一步應(yīng)用。為了更好的在高溫情況應(yīng)用此技術(shù)，必須提高激發(fā)光源的激發(fā)功率。但是，激發(fā)功率提高后，將會損壞樣品。在一些情況下，用紫外光激發(fā)是一種比較好的選擇的，因為紫外光能將拉曼散射光的波長與熱輻射的峰值波長分離。

紫外拉曼光譜儀發(fā)展趨勢

　　紫外拉曼光譜儀由于避開了熒光干擾和具有較高的靈敏度，在很大程度上拓寬了拉曼光譜在物理、化學(xué)、生物、材料等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　當(dāng)然，紫外拉曼光譜儀本身也有一些缺點。首先，相對于可見拉曼光譜儀，紫外拉曼光譜儀的發(fā)展要滯后很多，實驗技術(shù)和理論都不很成熟。其次，由于紫外光的光子能量高，用其照射樣品時，會導(dǎo)致一些樣品變性。因此，在實驗的時候就需要特別注意，不然就有可能得到錯誤的信息。雖然紫外拉曼光譜儀有這樣或那樣的缺點，但這并不能掩飾其巨大的優(yōu)勢與潛力，相信通過大家的努力，紫外拉曼光譜儀的應(yīng)用會越來越普遍。