制冷模樣、高靈敏度便攜式差分拉曼光譜儀ATR3020綜合描述：ATR3020采用的差分拉曼光譜技術(shù)

綜合描述：

ATR3020采用的差分拉曼光譜技術(shù)，它內(nèi)置兩個相鄰波長的激光器很重要，分時產(chǎn)生激發(fā)光能力和水平，對樣品進行激發(fā)，拉曼信號對激發(fā)光波長非常敏感異常狀況，而熒光信號則不敏感研究，運用差分技術(shù)，從而可以抑制熒光鍛造，可直接測量高熒光物質(zhì)競爭激烈，抗干擾、抗噪聲改善、大幅提高系統(tǒng)整體的檢測靈敏度和信噪比空白區，達到濾除干擾峰（如環(huán)境光峰、熒光峰等）信息化，只保留純凈的拉曼峰形勢，捕捉微小信號差，取得明顯成效。

由于可以較好地去除熒光等各種干擾約定管轄，ATR3020便攜式拉曼光譜儀，在保證對準確性的前提下創新的技術，還可以降低光源功率的要求發揮，提高整機可靠性和光譜容錯糾錯能力，通過與SERS技術(shù)結(jié)合快速增長，可以達到PPB級檢測能力適合野外作業(yè)開放以來。ATR3020還擁有顯著的可靠性，使檢測結(jié)果準確可靠穩步前行。優(yōu)良的低雜散光條件使光譜儀具有廣泛的應用結構不合理，特別是在生化分析儀、食品安全逐步改善、制藥工程等意見征詢。該多功能軟件促進了應用中的光譜分析過程。通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的遠程實驗大大提高，使測試項目更容易的必然要求。

l 依美國國家標準ASTM E2529-06方法測試研究成果；

l 特別定制的話，分辨率性能可以提升1/3左右完善好，但是會犧牲靈敏度大面積。

特征：

Ø 差分拉曼光譜技術(shù)，有效抑制熒光問題分析；

Ø 雙波長激光耦合技術(shù)培養；

Ø 超高靈敏度TEC制冷的CCD ;

Ø 超低噪聲電路;

Ø 強大的嵌入式軟件;

Ø 消除熒光背景；

Ø 峰值搜索和顯示更加完善；

Ø 液晶顯示器：10.1;

Ø Android 6.0操作系統(tǒng)方案；

Ø 11.6寸電容觸摸屏，支持多點觸控十大行動；

Ø USB 2.0左右；

Ø 友好的人機界面;

Ø 電池續(xù)航> 4h;

Ø 支持LAN遠程控制;

Ø IP67 防水防塵;

應用領(lǐng)域：

Ø 生物科學

Ø 制藥工程

Ø 法醫(yī)分析

Ø 農(nóng)業(yè)與食品安全

Ø 寶石鑒定

Ø 環(huán)境科學

1. 差分拉曼的工作原理

差分拉曼光譜法綜合措施，也叫移頻激發(fā)法可靠保障，它利用兩個波長有細微差別的激光分別照射樣品得到兩幅原始拉曼光譜圖，熒光背景是不隨激光波長的細微改變而發(fā)生移動的設計標準，但是拉曼峰的位置卻會發(fā)生明顯的變化開展，將兩幅光譜圖相減得到差分光譜，在差分光譜中熒光背景相互抵消充分發揮，不存在熒光干擾發展成就。

圖1 （a）原始拉曼光譜（實現(xiàn)重要方式、虛線分別代表784.5nm和785.5nm激光激發(fā)的拉曼光譜）；（b）差分光譜

在理想情況下系統，采用累加法非常重要、卷積法，都可以比較容易從差譜中復原出正常拉曼光譜空間廣闊。但是實際測出的光譜信號都或多或少存在噪聲營造一處，如光電探測器的暗電流噪聲、電路熱噪聲知識和技能、環(huán)境背景光噪聲取得顯著成效、光譜儀內(nèi)部雜散光等等，如圖 2.5 所示實現。噪聲的存在不僅會影響測量信噪比不容忽視，也會降低復原算法的性能。便攜式拉曼光譜儀與實驗室拉曼系統(tǒng)相比服務體系，信噪比更差說服力，噪聲的干擾更嚴重搶抓機遇。 除了噪聲干擾外，在實際差分光譜中還有可能出現(xiàn)正負譜峰強度不一致表示、不對稱的情況全面闡釋，這也會降低差分光譜復原算法的性能。拉曼信號的強度與波長的四次方成反比關(guān)系競爭力所在，雖然 SERDS 系統(tǒng)的兩個激發(fā)波長只有很小的差別貢獻法治，但是這種細小的差別還是會導致拉曼峰值不對稱。噪聲干擾疊加在譜峰上也會導致譜峰不對稱發展需要。此外兩次測量過程中樣品受照射后溫度不同攻堅克難、熒光特性發(fā)生細微變化（光漂白作用）等情況也會

導致譜峰不對稱在此基礎上。

奧譜天成研制了一套全新的差分拉曼復原算法OP-ADRaman等特點，可以地解決噪聲、不對稱等問題增多。

圖2 差分拉曼的信號復原

圖3 ATR3020實物圖

4. 可靠性測試

圖6   ATR3020差分拉曼光譜儀的峰位強度穩(wěn)定性測試

5. 測量附件

圖7 固體、粉末測量探頭

圖8 液體樣品測量池（Thermo瓶）

圖9 液體樣品測量池（液相色譜瓶的過程中，微量）（選配）

圖10 ATR20107型槍型拉曼探頭（選配）

圖11 測試調(diào)節(jié)架（選配）

6. 差分拉曼光譜的應用案例

6.1. 差分拉曼光譜法對塑料的鑒別分析

中國人民大學與刑事科學技術(shù)學院姜紅等人促進進步，利用差分拉曼光譜對收集的 42 個不同品牌不同廠家不同容量的塑料瓶進行檢驗，根據(jù)差分拉曼光譜圖可將樣品分為聚乙烯與聚對苯二甲酸乙二醇酯兩大類優勢領先，每類樣品的拉曼特征峰存在一定差異迎來新的篇章。使用判別分析法對處理后的光譜數(shù)據(jù)進行分析，建立 8 個判別函數(shù)推動並實現，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)變量取值的預測薄弱點，同時檢驗上述判別函數(shù)的判別能力，并建立判別分布圖，判別圖中 9 組樣品質(zhì)心明顯區(qū)分形勢，效果較好實踐者。

圖12 塑料樣品的常規(guī)拉曼光譜圖（左）和差分拉曼光譜圖（右）

6.2. 差分拉曼光譜法對鞋底材料的鑒別分析

運動鞋已成為人們?nèi)粘３鲂械谋匦杵坟暙I力量，運動鞋鞋底作為一種常見物證，經(jīng)常出現(xiàn)在各類刑事案件以及交通肇事現(xiàn)場中大幅拓展，通過對提取到的鞋底物證的檢驗發行速度，可為案件的偵破提供線索、指明方向與時俱進，為證實提供科學的證據(jù)性能。隨著化工和高分子材料的迅速發(fā)展，鞋底材料從最初的皮革和天然橡膠（NR）逐漸演化到現(xiàn)在各種性能的新型材料綜合運用。目前供給，檢驗鞋底材料的主要方法有紅外光譜法，X 射線熒光光譜法實事求是，掃描電子顯微鏡/能譜法等進行探討。差分拉曼光譜法具有無損檢材、處理時間短服務水平、操作簡便等特點最新，并能直接測量高熒光物質(zhì)，濾除干擾峰（如環(huán)境光峰處理方法，PL 峰等）重要作用，提高系統(tǒng)整體的檢測靈敏度和信噪比等優(yōu)點。

中國人民大學與刑事科學技術(shù)學院姜紅等人習慣，利用差分拉曼光譜對40 個白色運動鞋鞋底進行檢驗充足，并結(jié)合系統(tǒng)聚類分析對實驗數(shù)據(jù)進行處理，以期為法庭科學中運動鞋鞋底物證的區(qū)分檢驗提供一定的參考的積極性。

圖13 常見鞋底材料的差分拉曼光譜（a）乙烯‐醋酸乙烯共聚物EVA十大行動；（b）聚氯乙烯（PVC）

6.3. 差分拉曼光譜法對煙盒外包裝薄膜材料的鑒別分析

煙盒外包裝薄膜是指卷煙盒外包裹的一層薄膜，按主要成分的不同可以分為三類：雙軸拉伸聚丙烯薄膜（BOPP)背景下、纖維素薄膜綜合措施、乙烯丙烯復合膜（EPM)。市場上 BOPP 在煙盒外包裝薄膜生產(chǎn)中應用最多自然條件。目前設計標準，檢驗煙盒外包裝薄膜的方法主要有紅外光譜法、拉曼光譜法、差示掃描量熱法我有所應、X 射線熒光光譜法提單產、小角激光散射法、整體分離痕跡比對法等至關重要。差分拉曼光譜技術(shù)作為一種新型方法發展空間，尚未見到應用到香煙物證的研究中，其不僅具有無損檢材有所應、操作簡潔的特點足了準備，而且能直接測量高熒光物質(zhì)，濾除背景噪聲著力提升，有效的降低干擾深刻內涵，提高系統(tǒng)整體的信噪比。

中國人民大學與刑事科學技術(shù)學院張進等人融合，采用差分拉曼光譜技術(shù)對不同的煙盒外包裝材料深入闡釋，進行了大量的實驗，取得了非常好的效果完成的事情。

圖14 煙盒外包裝薄膜材料的常規(guī)拉曼光譜圖（36#a和36#b）和差分拉曼光譜圖（36#c）

圖15 常見煙盒包裝材料的差分拉曼光譜

6.4. 差分拉曼光譜法對表皮葡萄球菌的鑒別分析

食源性致病菌快速檢測一直都是農(nóng)業(yè)食品安全問題中的熱點之一進入當下，它需要得到全社會足夠的重視紮實。相對于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)消耗時間長，操作繁雜新體系，效率低下投入力度，目前的快速檢測技術(shù)在研究和開發(fā)方面都取得了長足的進步。以精確不難發現，特異性強等優(yōu)點逐漸成為了農(nóng)業(yè)食品監(jiān)管工作的強大技術(shù)支撐貢獻法治。塔里木大學的許明翥采用的是新研發(fā)的差分拉曼技術(shù)和表面增強技術(shù)相結(jié)合方法，從而得到相關(guān)微生物的指紋圖譜發展需要，并入數(shù)據(jù)庫攻堅克難。從而實現(xiàn)后期對各類微生物的快速以及精確檢測。

圖16 表皮葡萄球菌差分拉曼圖譜雙向互動；藍：加入金溶膠表皮葡萄球菌拉曼圖譜一；綠：加入金溶膠表皮葡萄球菌拉曼圖譜二設計能力；紅：加入金溶膠表皮葡萄球菌差分拉曼圖譜品牌；黑：無增強劑表皮葡萄球菌差分拉曼圖譜。