共聚焦显微拉曼光谱的应用和进展

许永建等:共聚焦显微拉曼光谱的应用和进展　　　　《激光杂志》2007年第28卷第2期　　　　LASERJOURNAL(Vol.28.No.2.2007)

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共聚焦显微拉曼光谱的应用和进展

许永建,罗荣辉,郭茂田,吴俊富,李明玉

(郑州大学物理工程学院,河南郑州　450001)

提要:介绍了共聚焦显微拉曼光谱的原理和优点,总结了国内外运用该技术在肿瘤检测、公安与法学、文物考古等多个领域的最新应用和

进展,并对其前景进行了展望。

关键词:显微拉曼光谱;检测;应用;进展中图分类号:O433.4　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:0253-2743(2007)02-0013-02

TheapplicationanddevelopmentofconfocalRamanmicro-spectroscopy

XUYong-jian,LUORong-hui,GUOMao-tian,WUJun-fu,LIMing-yu

(SchoolofPhysicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001)

Abstract:TheprincipleandtheadvantagesoftheconfocalRamanmicro-spectroscopywasstudiedinthispaper.Therecentapplicationanddevelopmentofthistechniqueinmanyfieldssuchasmalignancydetection,archaeologywassummarizedandpresented.

Keywords:Ramanmicro-spectroscopy;detection;application;development

　　拉曼光谱属于分子振动光谱,1928年由印度物理学家拉曼(Raman)发现。拉曼光谱具有非破坏性和精细如“指纹”的分辨能力以及不受水的干扰等优点,日益受到重视。共聚焦显微拉曼光谱不仅具有常规拉曼光谱的特点,还有自己的独特优势。显微拉曼仪具有很好的空间分辨率,样品分析时将入射光通过显微镜聚焦到样品上,从而可以在不受周围物质干扰的情况下,精确获得所照样品微区的有关化学成分、晶体结构、与其他传统技术相比,,因此在许多领域得到广泛应用拉曼光谱在肿瘤检测、用进展作一概述,。

综上所述,共聚焦显微拉曼光谱仪比传统的色散型拉曼光谱仪在分辨率、工作频率、、灵敏度和微量样品分析诸方面都有了很大提高,21　1.1　原理

显微拉曼光谱技术是将拉曼光谱分析技术与显微分析技术结合起来的一种应用技术。拉曼光谱属于分子振动光谱,每种物质的拉曼线可以有若干队,每对线对应于物质的两个能级间差值(振动、转动或电子能量间的差值),所以能从分子水平上反映样品化学组成和分子结构上的差异。显微拉曼技术可将激发光的光斑聚焦到微米量级,进而对样品的微区进行精确分析,激光在样品上产生作用的确切部位,可以通过CCD鉴定仪和一个TV监视仪,清晰地显示出来,TV屏幕,可以选择有关分析所感兴趣的任何样品的任意部位,整个分析鉴定过程,都非常直观,易于进行观察和控制。这对于肿瘤细胞间细微差异的检测、文物考古、公安法学中的痕量物质分析等而言,是一个十分理想的手段。1.2　优点

共聚焦显微拉曼光谱仪具有很好的空间分辨率,利用共聚焦显微拉曼光谱可以得到样品体积很小和不同深度的光谱信息。典型的如RENISHAW显微拉曼光谱仪,其空间分辨

μμ率好于1m,纵向分辨率达2m。它采用干涉窄带滤光片技

术,实现了拉曼光谱二维直接成像,可方便快捷地获得物质成分的微观空间分布;使用计算机控制高精度XYZ三维平台,可实现逐点扫描,获得高分辨率的三维Raman图像。

共聚焦系统能够消除物镜自身产生的光谱。当入射光和散射光通过光学系统特别是通过显微镜的物镜时,物镜材料的拉曼和荧光光谱会出现并叠加到样品的拉曼光谱上,尤其是在检测高反射率的样品时。共聚焦系统主要给出聚焦

1〕

区域的光谱,能避免物镜光谱出现〔。

共聚焦显微拉曼光谱仪有多个频率可供选择。但应注意,在测试生物样品时,入射光通过显微物镜把能量集中在一个微区,因此必须采用低功率的激光以避免样品的热和光化学反应。

收稿日期:2006-07-20

作者简介:许永建(1978-),男,郑州大学物理工程学院研究生,光学专业,激光医学方向。

2.目前国内已有不少利用显微拉曼光谱检测肿瘤的报道。恶性肿瘤组织和正常组织的蛋白质、核酸、脂肪等成份分子结构不同,显微拉曼光谱能从分子水平上反映物质化学组成和分子结构上的差异,是诊断肿瘤的理想方法。赵元2〕黎〔等给出了24例乳腺肿瘤组织病理片的显微拉曼光谱,发现乳腺增生和纤维腺瘤细胞与癌变肿瘤细胞在1525cm-1附近、1610cm-1附近的拉曼峰-峰比有显著差异。I1610/I1525

3〕

有可能作为乳腺肿瘤细胞分类的准则之一。于舸〔等研究了人体正常和癌变乳腺组织的显微拉曼光谱特性,发现癌变组织中核酸相对含量增加、主链结构发生变化;蛋白质结构

β-折叠以及β-回折4种构同时呈现a-螺旋、无规则卷曲、

象特征,其分子间的氢键近乎断裂,蛋白质百年的松散和无序,色氨酸残基的吲哚环呈现“暴露式”;脂类含量减少。其研究表明,显微拉曼光谱可以为乳腺癌变的生化机理研究以及活体诊断提供有力的实验依据。

肿瘤患者的生化反应对疾病辅助诊断有一定意义,尤其是利用血液或血清的光谱来辅助诊断疾病,因为血清使血小板和血细胞的生存环境,它们的代谢物总是排泄在血清中,

4〕

其主要光谱在血液或血清的光谱上都有所反映。姚淑霞〔等报道了激光功率对血清显微拉曼光谱的影响方面的研究,激光功率和抗凝素对血清的光谱影响较大,血清不加抗凝素且使用低功率激光可以得到重现性、信噪比都较好的谱图。

〔5〕

葛向红等指出:在血清中加入不同剂量的癌 …… 此处隐藏：4737字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……