CN203606290U - 拉曼系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及公开了一种拉曼系统，包括：激光器、光谱仪、Y型光纤拉曼激光探头、频谱观测装置及表面增强拉曼散射SERS，装置和水珠；Y型光纤拉曼激光探头分别与激光器及光谱仪连接，光谱仪与频谱观测装置连接；Y型光纤拉曼激光探头包括用于对准水珠的拉曼探头；SERS装置用于放置被检测样品和水珠。本实用新型提供的拉曼系统，与一般技术中的拉曼系统相比增加了表面增强拉曼散射SERS装置和水珠，通过SERS装置和水珠能够增强被检测物质的拉曼散射，由此增强产生的拉曼散射频谱信号，在被检测样品中的被检测物质的含量较低时，仍能够获取被检测物质的拉曼散射光谱信号，实现对被测物质的拉曼光谱的观测。

Description

拉曼系统
技术领域
本实用新型涉及食品添加剂、食源性致病菌、食品成分、动植物病毒、环境污染、农药、抗生素等检测技术领域，具体而言，涉及拉曼系统。
背景技术
拉曼系统是指通过获取物质的拉曼散射光谱对应得到物质的分子结构信息的系统。
目前，拉曼系统主要由激光器、光谱仪、拉曼探头及频谱观测装置构成。利用拉曼系统对样品进行拉曼散射光谱检测时，将拉曼探头直接对准被检测样品，频谱观测装置通过光谱仪获取被检测样品中被测物质的拉曼图谱，但因为通过光谱仪获取的拉曼散射光谱信号比较弱，只有当被检测的样品中的被测物质含量较高时，频谱观测装置才可以观测到被测物质的拉曼光谱，当被检测样品中的被测物质的含量较低时，频谱观测装置则无法观测到被测物质的拉曼光谱。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供拉曼系统，以解决上述的问题。
在本实用新型的实施例中提供了拉曼系统，包括：激光器、光谱仪、Y型光纤拉曼激光探头、频谱观测装置及表面增强拉曼散射SERS装置和水珠；
所述Y型光纤拉曼激光探头分别与所述激光器及所述光谱仪连接，所述光谱仪与所述频谱观测装置连接；
所述Y型光纤拉曼激光探头包括用于对准水珠的拉曼探头；所述SERS装置用于放置所述被检测样品和水珠。
本实用新型实施例提供的拉曼系统，与一般技术中的拉曼系统相比增加了表面增强的拉曼散射SERS装置和水珠，通过SERS装置和水珠能够增强被检测物质的拉曼散射，由此增强产生的拉曼散射频谱信号，因此利用本实用新型实施例的拉曼系统，在被检测样品中的被检测物质的含量较低时，仍能够获取被检测物质的拉曼散射光谱信号，实现对被测物质的拉曼光谱的观测，例如本实用新型实施例的拉曼系统可以对被检测物质含量为0.1-1mg/L的被检测样品进行检测。
附图说明
图1示出了本实用新型实施例中拉曼系统的结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例中Y型光纤拉曼激光探头的结构示意图；
图3示出了本实用新型实施例中光谱仪的结构示意图；
图4示出了利用本实用新型实施例中的拉曼系统检测到的三聚氰胺的拉曼图谱；
附图标记：11-激光器，12-光谱仪，13-频谱观测装置，14-Y型光纤拉曼激光探头，15-SERS装置，16-水珠，17-样品检测箱，141-拉曼探头，142-SMA905光纤接头，121-滤光片，122-准直镜，123-聚焦镜，124-光栅，125-背照式面阵CCD探测器。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
本实用新型实施例中提供了一种拉曼系统，如图1所示，其主要结构包括：激光器11、光谱仪12、Y型光纤拉曼激光探头14、频谱观测装置13及表面增强拉曼散射SERS装置15；Y型光纤拉曼激光探头14分别与激光器11及光谱仪12连接，光谱仪12与频谱观测装置13连接；Y型光纤拉曼激光探头14包括用于对准水珠16的拉曼探头141；SERS装置15用于放置被检测样品和水珠16。
本实用新型实施例的拉曼系统对被检测样品的检测过程包括：
首先设置光谱仪12的参数，扣除暗背景；
将被检测样品放置在SERS装置15上，滴上水珠16，且将放置有被检测样品和水珠16的SERS装置15放置在适宜的检测环境中；
打开激光器11，设置激光器11参数，令Y型光纤拉曼激光探头14发出的光斑与SERS装置15上的水珠16进行对焦，此时通过频谱仪对被检测物质的拉曼散射光谱信号进行采集并利用频谱观测装置13对采集的拉曼散射光谱信号进行观测。
本实用新型实施例的拉曼系统，与一般技术中的拉曼系统相比增加了表面增强拉曼散射的SERS装置15和水珠16，通过SERS装置15和水珠16能够增强被检测物质的拉曼散射，由此增强产生的拉曼散射频谱信号，因此利用本实用新型实施例的拉曼系统，能够在被检测样品中的被检测物质的含量较低时，仍能够获取被检测物质的拉曼散射光谱信号，实现对被测物质的拉曼光谱的观测，例如本实用新型实施例的拉曼系统可以对被检测物质含量为0.1-1mg/L的被检测样品进行检测。
优选地，本实用新型实施例中的激光器波长可以为532nm、630nm、785nm及1064nm。
本实用新型实施例中，对被检测样品进行检测时需在适宜的检测环境中，如黑暗环境中，为创造该适宜的检测环境，进一步地，该拉曼系统还包括：样品检测箱17；样品检测箱17的顶盖上设置有用于允许拉曼探头141穿过的通孔，方便垂直方向与水珠16距离的调整，样品检测箱17的底部用于设置SERS装置15和水珠16。当对被检测样品进行检测时，放置有被检测样品和水珠16的SERS装置15放置在样品检测箱17的底部，拉曼探头141穿过样品检测箱17的顶盖上设置的通孔，并对准SERS装置15上放置的水珠16。
进一步地，样品检测箱17的底部设置有底座，SERS装置15和水珠16通过底座设置于样品检测箱17的底部。
另外，设置的SERS装置15呈圆柱状，呈圆柱状的SERS装置15的直径为1～50毫米，呈圆柱状的SERS装置15的顶端放置样品和水珠16，被检测样品为1-20μL，水珠为1-20μL。
本实用新型实施例中，SERS装置15包括亚克力圆柱体，亚克力圆柱体的顶端覆盖有表面增强拉曼散射层。
其中亚克力圆柱体的顶端覆盖的表面增强拉曼散射层可以有多种类型，优选地，表面增强拉曼散射层为金属电极表面增强拉曼散射层，其中金属电极表面增强拉曼散射层中的金属电极可以为表面粗糙的金电极，银电极，铜电极，又或者为铁，锗，镍，铂等很多种金属及其合金电极。
优选地，表面增强拉曼散射层为金属溶胶表面增强拉曼散射层，金属溶胶表面增强拉曼散射层中的金属溶胶主要为金银纳米溶胶，其具有显著的拉曼散射光谱增强效果。
优选地，表面增强拉曼散射层为金属岛膜表面增强拉曼散射层，其中金属岛膜表面增强拉曼散射层可以为金银纳米岛膜表面增强拉曼散射层，金银纳米岛膜具有显著的拉曼散射光谱增强效果。
如图2所示，Y型光纤拉曼激光探头14包括两个SMA905光纤接头142；两个SMA905光纤接头142分别与激光器11及光谱仪12连接。
光谱仪12通过USB接口与频谱观测装置13连接。
本实用新型实施例中，光谱仪12的结构如图3所示，包括准直镜122、光栅124、聚焦镜123、滤光片121及背照式面阵CCD探测器125，设置位置关系如图3所示，通过光谱仪12能够实现对被检测样品中的被检测物质的拉曼散射光谱信号的采集。
本实用新型实施例中，光谱仪12还包括外壳，准直镜122、光栅124、聚焦镜123、滤光片121及背照式面阵CCD探测器125均设置在外壳内，其中光谱仪12的外壳呈长方体状，其长度为160毫米～200毫米，宽度为100毫米～130毫米，高度为35～50毫米。
本实用新型实施例的拉曼系统，增加了SERS装置，利用SERS装置的散射表面粗糙、颗粒体系有着特殊表面光学现象大大提高吸附在其表面检测分子的拉曼散射信号，因此能够检测低浓度的物质，例如利用本实用新型实施例的拉曼系统可以检测0.6mg/L的三聚氰胺。
如图4所示，给出了通过本实用新型实施例的拉曼系统检测到的三聚氰胺的特征峰的位置分别为499cm-1、614cm-1、700cm-1、1072cm-1、1232cm-1。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拉曼系统，其特征在于，包括：激光器、光谱仪、Y型光纤拉曼激光探头、频谱观测装置及表面增强拉曼散射SERS装置和水珠；
所述Y型光纤拉曼激光探头分别与所述激光器及所述光谱仪连接，所述光谱仪与所述频谱观测装置连接；
所述Y型光纤拉曼激光探头包括用于对准水珠的拉曼探头；所述SERS装置用于放置所述被检测样品和水珠。
2.根据权利要求1所述的拉曼系统，其特征在于，还包括：样品检测箱；
所述样品检测箱的顶盖上设置有用于允许所述拉曼探头穿过的通孔，所述样品检测箱的底部用于设置所述SERS装置和水珠。
3.根据权利要求2所述的拉曼系统，其特征在于，所述样品检测箱的底部设置有底座，所述SERS装置和水珠通过所述底座设置于所述样品检测箱的底部。
4.根据权利要求1所述的拉曼系统，其特征在于，所述Y型光纤拉曼激光探头包括两个SMA905光纤接头；两个所述SMA905光纤接头分别与所述激光器及所述光谱仪连接。
5.根据权利要求1所述的拉曼系统，其特征在于，所述SERS装置呈圆柱状，呈圆柱状的所述SERS装置的直径为1～50毫米。
6.根据权利要求1所述的拉曼系统，其特征在于，所述SERS装置包括亚克力圆柱体，所述亚克力圆柱体的顶端覆盖有表面增强拉曼散射层。
7.根据权利要求6所述的拉曼系统，其特征在于，所述表面增强拉曼散射层为金属溶胶表面增强拉曼散射层。
8.根据权利要求6所述的拉曼系统，其特征在于，所述表面增强拉曼散射层为金属电极表面增强拉曼散射层。
9.根据权利要求6所述的拉曼系统，其特征在于，所述表面增强拉曼散射层为金属岛膜表面增强拉曼散射层。
10.根据权利要求1所述的拉曼系统，其特征在于，所述光谱仪通过USB接口与所述频谱观测装置连接。
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