在拉曼光譜測試中，熒光背景一直是影響實(shí)際應(yīng)用的重要因素。許多真實(shí)樣品并不是理想的純凈粉末或標(biāo)準(zhǔn)品，而是帶有復(fù)雜基質(zhì)、雜質(zhì)、色素或生物成分的實(shí)際樣品。此類樣品在532nm激發(fā)條件下往往容易產(chǎn)生強(qiáng)熒光背景，導(dǎo)致拉曼峰被抬高的背景淹沒，甚至出現(xiàn)“看不到有效峰”的情況。

       針對這類強(qiáng)熒光樣品，行業(yè)中常見的解決思路包括更換近紅外激發(fā)波長、降低熒光激發(fā)效率，或采用時(shí)間門控拉曼系統(tǒng)區(qū)分瞬時(shí)拉曼信號與壽命較長的熒光信號。時(shí)間門控系統(tǒng)雖然有效，但設(shè)備復(fù)雜度和采購成本通常較高。

本次使用Lightnovo高分辨率拉曼光譜儀（以下簡稱RGs），在785nm激發(fā)條件下，對尿結(jié)石、人腦膠質(zhì)瘤切片和指甲三類強(qiáng)熒光傾向樣品進(jìn)行了實(shí)測。三組結(jié)果覆蓋固體結(jié)晶樣品、復(fù)雜組織切片和角蛋白類生物樣品，直觀展示RGs在強(qiáng)背景樣品中的譜峰獲取、差異識別和圖譜呈現(xiàn)能力。

RGs能夠在這類樣品上獲得有效圖譜，核心來自幾方面的組合：785nm近紅外激發(fā)降低了可見光激發(fā)下的熒光干擾；高通量透射式衍射光學(xué)設(shè)計(jì)提升了樣品到探測器的光收集效率；高靈敏度和高信噪比配置彌補(bǔ)了長波長激發(fā)下拉曼散射效率下降的問題；同時(shí)，激光功率、曝光時(shí)間、傳感器增益和重復(fù)次數(shù)均可調(diào)，便于針對不同強(qiáng)熒光樣品優(yōu)化采集條件。

尿結(jié)石樣品來源復(fù)雜，實(shí)際樣品中常伴隨有機(jī)基質(zhì)、雜質(zhì)和不同結(jié)晶組分。對于傳統(tǒng)532nm拉曼系統(tǒng)，這類樣品容易出現(xiàn)較強(qiáng)背景，影響特征峰識別。RGs在785 nm條件下能夠降低熒光干擾，使不同組分的拉曼指紋峰更清晰地呈現(xiàn)出來。

本次測試的尿結(jié)石樣品包含無水尿酸、L-胱氨酸、一水草酸鈣、磷酸銨鎂類物質(zhì)等。不同組分具有不同的分子結(jié)構(gòu)，因此在拉曼光譜中表現(xiàn)出差異化的特征峰位置和譜形。

圖中五類尿結(jié)石樣品經(jīng)歸一化和縱向錯(cuò)位顯示，便于比較不同組分的主要峰位?？梢钥吹剑?/p>

• 無水尿酸樣品在多個(gè)位置呈現(xiàn)清晰特征峰，譜峰數(shù)量較多，指紋區(qū)信息豐富。

• L-胱氨酸樣品具有突出的強(qiáng)峰響應(yīng)，峰形尖銳，辨識度高。

• 六水合磷酸銨鎂和一水草酸鈣樣品呈現(xiàn)不同的主峰位置，便于進(jìn)行組分區(qū)分。

• 不同樣品之間的譜形差異明顯，適合用于展示拉曼光譜在固體樣品成分識別中的優(yōu)勢。

這組結(jié)果體現(xiàn)了 RGs 對強(qiáng)背景固體樣品和結(jié)晶類樣品的良好適應(yīng)性。樣品主峰清楚、組分差異直觀，能夠在無需復(fù)雜時(shí)間門控系統(tǒng)的情況下獲得可用于展示和比較的拉曼結(jié)果。

生物組織切片是典型的復(fù)雜強(qiáng)背景樣品。與純化合物或結(jié)晶樣品相比，組織樣品中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸和其他生物分子共同貢獻(xiàn)光譜信號，同時(shí)還容易產(chǎn)生熒光背景。對于 532nm激發(fā)系統(tǒng)，組織切片常常會出現(xiàn)背景強(qiáng)、峰形弱、有效信息難以提取的問題。

本次對不同編號的人腦膠質(zhì)瘤切片樣品進(jìn)行了拉曼測試，并按病理分級信息進(jìn)行標(biāo)注展示。RGs在785nm激發(fā)條件下獲得了可分辨的組織拉曼響應(yīng)。

圖中可以看到，三條組織切片光譜均獲得了可分辨的拉曼響應(yīng)。不同樣品之間在800-1500 cm^-1 區(qū)間表現(xiàn)出不同的峰形和強(qiáng)度分布，其中29號樣品的峰位信息更為豐富。

對于組織切片類復(fù)雜樣品，RGs的價(jià)值不只在于獲得單個(gè)強(qiáng)峰，更在于能夠在熒光背景存在的情況下穩(wěn)定呈現(xiàn)整體譜形差異，為后續(xù)的樣品比較、特征提取和模型分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖中的CNS WHO分級信息來自樣品病理背景標(biāo)注，拉曼光譜圖用于展示不同病理背景樣品的光譜響應(yīng)差異，不等同于直接給出醫(yī)學(xué)診斷結(jié)論。

指甲主要由角蛋白等生物大分子組成，是一種典型的角質(zhì)化生物樣品。角蛋白類樣品在可見光激發(fā)下同樣容易出現(xiàn)較強(qiáng)背景，尤其在 532 nm 條件下，熒光背景可能影響拉曼峰觀察。

本次對同一類指甲樣品在不同激光功率條件下進(jìn)行了測試，對比 200 mW、300 mW 和 400 mW 條件下的拉曼響應(yīng)。

從圖譜可以看出，三種功率條件下均獲得了完整的指甲樣品拉曼響應(yīng)。隨著測試功率變化，整體信號強(qiáng)度和部分峰形細(xì)節(jié)有所差異，但主要譜形結(jié)構(gòu)保持一致。

這組結(jié)果展示了RGs在日常生物樣品和角蛋白類樣品上的測試能力。對于需要快速獲取樣品拉曼響應(yīng)、比較測試條件或篩選采集參數(shù)的應(yīng)用場景，RGs能夠在強(qiáng)背景樣品中提供清晰直觀的光譜結(jié)果。

通過尿結(jié)石、膠質(zhì)瘤切片和指甲三類樣品的實(shí)測結(jié)果，可以看到RGs在不同應(yīng)用場景下的幾個(gè)突出特點(diǎn)：

1. 面向強(qiáng)熒光樣品的實(shí)用測試能力

尿結(jié)石、膠質(zhì)瘤切片和指甲樣品都具有較強(qiáng)背景或熒光干擾傾向。RGs采用785nm激發(fā)方案，在實(shí)際樣品中降低熒光干擾，使拉曼峰能夠從復(fù)雜背景中呈現(xiàn)出來。

相較于532nm激發(fā)，785nm激發(fā)通常能降低許多有機(jī)、生物和復(fù)雜基質(zhì)樣品的熒光背景。公開拉曼應(yīng)用資料也指出，785nm或830nm常用于減少熒光干擾，并在多數(shù)中等熒光樣品中獲得可觀察的拉曼峰。對于非常強(qiáng)熒光樣品，1064nm或時(shí)間門控等方案仍有價(jià)值；但在便攜、常規(guī)測試和應(yīng)用展示場景中，785nm RGs提供了性能、效率和易用性之間的平衡。

2. 譜峰分辨度高，適合做指紋峰比較

尿結(jié)石樣品中，不同組分的主峰位置差異清楚，拉曼指紋峰具有較好的辨識度。對于成分差異明顯的固體樣品，RGs能夠快速呈現(xiàn)樣品間的譜形差別。

3. 高通量光路與高靈敏度配置提升弱信號獲取能力

RG拉曼光譜儀采用高通量透射式衍射光學(xué)，樣品到探測器的效率可達(dá)85%。RG Raman785型號覆蓋 70-2500cm^-1 光譜范圍，分辨率配置為 3/4/5 cm^-1；Power版本在聚苯乙烯測試條件下給出最高 3000:1 的峰信噪比指標(biāo)。對于785nm激發(fā)下相對較弱的拉曼散射信號，這類光路效率和探測靈敏度是獲得可用譜圖的重要基礎(chǔ)。

4. 對復(fù)雜生物樣品具備有效信號獲取能力

膠質(zhì)瘤切片和指甲樣品的背景更復(fù)雜，但圖譜仍能呈現(xiàn)出連續(xù)、可分辨的響應(yīng)特征。這說明 RGs 不僅適合高信號樣品，也能夠用于組織切片、角質(zhì)樣品等復(fù)雜生物樣品的光譜采集和對比展示。

5. 參數(shù)控制與軟件預(yù)處理提升實(shí)際測試效率

RGs可通過PC或Android端軟件進(jìn)行控制，支持激光功率、曝光時(shí)間、傳感器增益、重復(fù)次數(shù)和光譜范圍設(shè)置。Miraspec軟件還提供尖峰校正、光譜平滑、基線校正、歸一化、材料識別、定量分析和分類等功能。對于強(qiáng)熒光背景樣品，合理設(shè)置采集參數(shù)并進(jìn)行適度預(yù)處理，可以更清楚地呈現(xiàn)峰位差異和譜形特征。

6. 相比復(fù)雜時(shí)間門控方案，更適合常規(guī)應(yīng)用展示

對于強(qiáng)熒光樣品，時(shí)間門控拉曼是一種有效但復(fù)雜的技術(shù)路線。RGs通過785 nm激發(fā)和便捷的圖譜采集方式，在許多實(shí)際樣品場景中能夠直接獲得可解釋、可展示的拉曼結(jié)果，更適合常規(guī)檢測、應(yīng)用演示和客戶現(xiàn)場溝通。

拉曼光譜的優(yōu)勢在于能夠以分子振動信息反映樣品組成和結(jié)構(gòu)差異，但強(qiáng)熒光背景常常限制傳統(tǒng)拉曼系統(tǒng)在真實(shí)樣品中的應(yīng)用。Lightnovo RGs拉曼光譜儀在本次三類強(qiáng)熒光傾向樣品測試中，分別展示了對固體結(jié)石樣品、復(fù)雜組織切片樣品和角蛋白類樣品的光譜獲取能力。

從清晰的尿結(jié)石指紋峰，到復(fù)雜組織切片的可分辨響應(yīng)，再到不同功率條件下指甲樣品的穩(wěn)定譜形，RGs展現(xiàn)出良好的抗熒光干擾能力、樣品適應(yīng)性和應(yīng)用展示價(jià)值。

面向科研測試、樣品篩查、成分分析和技術(shù)演示場景，RGs可為用戶提供直觀、可靠、易于比較的拉曼光譜數(shù)據(jù)。

北京泰坤工業(yè)設(shè)備有限公司作為丹麥Lightnovo在中國區(qū)的總代理，全面負(fù)責(zé)RGs系列高分辨率便攜式拉曼光譜儀在國內(nèi)的技術(shù)咨詢、銷售與售后支持。該公司在儀器儀表領(lǐng)域擁有近二十年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，與多家歐美企業(yè)保持著長期合作關(guān)系。無論是二維材料表征、藥物晶型分析，還是原位反應(yīng)監(jiān)測等場景，用戶均可通過北京泰坤獲取從方案設(shè)計(jì)到設(shè)備交付的全流程服務(wù)。