培科創新:1064nm拉曼光譜儀是主推產品

　　這兩年，拉曼光譜儀一直吸引著業內人士的眼球，各大儀器廠商不斷在新產品、新技術、新應用等方面推陳出新，精心布局，不僅如此，新邁入此領域的儀器廠商也層出不窮，可謂熱鬧非凡。

　　拉曼光譜如此的蓬勃發展給廣大用戶提供了更多可選擇的空間，那麼，當前有哪些主流企業/主流產品?有哪些最新的技術/應用?哪款儀器更適合用戶自己的研究工作?

　　儀器信息網：貴公司拉曼光譜儀的定位?

　　培科創新:北京培科創新技術有限公司專注於為科研、刑偵、煤炭礦產以及光學科學等領域提供先進的實驗室儀器設備、光學元件、標準及技術服務的科技型企業。

　　培科創新2015年引入美國BaySpec公司雷射拉曼光譜儀產品，成為其中國區獨家合作夥伴。為中國的客戶提供拉曼光譜，質譜，高光譜成像，OCT等產品的技術支持和銷售服務。基於國內雷射拉曼市場需求，1064nm波長雷射拉曼產品成為培科創新主推產品。現階段國內市場的雷射拉曼產品品牌眾多，推動了拉曼光譜儀技術在科研領域應用的普及。針對雷射拉曼技術應用的限制——螢光幹擾，提出了1064nm激發波長抑制螢光，從而擴展了雷射拉曼技術的應用領域。通過創新性技術——體相位光柵(VPG ®)，解決光路通光效率問題;差異化市場定位，使得BaySpec公司 1064nm雷射拉曼光譜儀在刑偵文檢、藥物研發、食品安全、地質分析等科研領域得到極大應用。

　　現階段市場上出現了一些1064nm雷射拉曼光譜儀，主要集中在可攜式和手持式拉曼光譜儀上，儀器的精度低、性能差，沒有出現一款真正意義上的高分辨科研級顯微1064nm拉曼光譜儀。美國BaySpec公司通過創新性技術，解決了1064nm雷射拉曼存在的單光子能量低，光譜採集時信噪比差的問題。採用高通光效率的VPG®技術，保證了探測器對有效拉曼信號的採集。BaySpec是市面上唯一一家將1064nm激發波長作為常規顯微拉曼光譜儀配置的廠家，技術成熟，測試性能優良，為拉曼光譜技術創新提供新的解決方案。

　　儀器信息網：請回顧貴公司拉曼光譜儀的研發及技術進展歷史，貴公司在拉曼光譜儀器方面有哪些優勢/專利技術?

　　培科創新:美國BaySpec公司位於世界高科技中心美國矽谷，是全球領先的光器件、光模塊及子系統供應商。憑藉著公司長期積累的光譜成像技術實力，躋身於光譜分析儀、多光譜市場領導者之列，同時也是美國國內知名的拉曼顯微鏡和拉曼光譜儀的生產商。美國BaySpec公司起始於為客戶進行定製化開發服務的設備製造商。上世紀80年代就為美國航天局(NASA)進行了拉曼光譜技術定製研發，新世紀初，結合技術創新中對光學元器件集成化要求，研發出具有專利技術的體相位光柵(Volume Phase Grating， VPG ®)，保證了光路內的有效通光效率，使得儀器的集成化、多功能化成為可能。

　　BaySpec產品在2000年左右就已進入國內，北京培科創新技術有限公司於2015年成為BaySpec公司中國區獨家授權代理夥伴。北京培科創新技術有限公司作為BaySpec中國區技術支持中心，為中國的客戶提供拉曼光譜儀、質譜儀、光柵光譜儀、高光譜成像、OCT等產品的技術支持以及銷售服務。

　　儀器信息網：貴公司當前拉曼光譜儀的主流產品和主流技術?貴公司有什麼樣的產品發展計劃?

　　培科創新:BaySpec能夠提供領先世界的高解析度1064nm激發波長拉曼系統，該波長由於遠離可見光區域，不會激發樣品的螢光效應;同時又能夠穿透性測試，甚至能穿透性測量透光性很差的樣品，所以能在很多普通拉曼光譜儀無法測量的領域發揮巨大作用。BaySpec公司現有的拉曼光譜儀產品涵蓋了Agility™可攜式臺式拉曼、RamSpec™高解析度臺式拉曼、Nomadic™顯微拉曼光譜儀。

　　現階段北京培科創新技術有限公司在國內主推Agility可攜式雙束拉曼光譜儀和Nomadic顯微拉曼光譜儀。每一款設備都可以根據客戶需求選擇532nm、785nm或者1064nm激發波長。獨立光譜儀、自動化光路切換、高通光VPG體相位光柵設計，保證了每一個波長下的最優化測量。科研級1064nm激發波長的雷射拉曼能夠極大抑制螢光激發，將拉曼光譜的致命缺陷——螢光幹擾——降低到最小，這是其他科研級雷射拉曼光譜儀所不具備的能力。

BaySpec Agility™

　　BaySpec Agility™作為一款具有高性能和高便攜性的臺式拉曼光譜儀，配有單束雷射(532nm，785nm和1064nm)，或者雙束激發雷射(任意兩種532nm，785nm和1064nm)，兩種獨立配置。BaySpec 提供獨特的1064nm 波長選項，近紅外1064nm 的激發是某些材料的首選波長，包括大多數石油產品樣品、藥品、爆炸物和其他混合樣品顯示出很強的螢光性。Agility™能夠迅速選擇適應樣品在幾乎所有條件下的測量需求，對樣品製作沒有特殊要求。Agility™的光學設計核心部分是分散體相位光柵(VPG)光譜儀，保證了1064nm激發波長下的有效拉曼信號檢測。同時，為了保證在1064波長下的光信號強度，採用高達490mW雷射強度的級聯雷射器，雷射強度可自動調節，保證了有效拉曼信號的獲得。特有的1064nm長波長集便攜性與高抗螢光效果於一身，超高性價比的小型臺式機，從多方位多層面提供最全面的解決方案。

BaySpec Nomadic™

　　美國BaySpec Nomadic™顯微拉曼光譜儀是同時配備三個發射源的拉曼顯微鏡，發射源覆蓋了從可見光到近紅外光譜，波長分別為532 nm、785 nm、1064 nm或者根據客戶需要制定。Nomadic™ 配備有可擴展的近紅外光譜發射源，在測量複雜基片的拉曼光譜時，螢光背景信號能夠降至最小。Nomadic™拉曼顯微鏡為每個激發波長配備了專用的光譜儀和探測器，確保最佳的光譜覆蓋範圍、解析度和靈敏度，而且不需要切換和共用。Nomadic™拉曼顯微鏡為了減弱雷射功率，配有自動雷射切換的特性，機械化的雙邊縫隙，ND過濾器。聯接奧林巴斯科研級顯微鏡，模塊化設計的Nomadic™不僅僅能夠測量普通拉曼成像，還可進行微區可見/近紅外成像，暗場瑞利散射，螢光成像以及實現原子力顯微拉曼。BaySpec Nomadic™ 拉曼顯微鏡具有優秀的靈活性和功能擴展性，可滿足用戶在不同條件下的測量需求。

　　儀器信息網：目前貴公司拉曼光譜儀重點關注的應用領域有哪些?最看好哪個領域?主推的解決方案?

　　培科創新：美國BaySpec 雷射拉曼光譜儀獨有的科研級1064nm激發波長檢測，廣泛應用在材料科學，食品安全，藥物合成，刑偵文檢，電化學分析等個領域。

　　A)美國BaySpec公司拉曼光譜儀在醫藥領域的應用

　　拉曼光譜技術是一種非接觸，無損的快速檢測技術，能方便地給出物質的結構、組分等指紋信息，並且能從分子層面上識別各類物質及晶型結構，非常適合用於製藥過程及藥品檢測。

　　雖然紅外吸收光譜技術已經廣泛地應用於製藥行業，但其具有一定的局限性。與紅外吸收光譜相比，拉曼光譜具有如下明顯的技術優勢：

　　光譜解析度更高，能給出更多的光譜細節，信息更加豐富;

　　拉曼測試簡單，不需要制樣。紅外需要制樣，對於某些硬度高的樣品，制樣尤其困難;

　　具有更好的共焦顯微性能，空間解析度達到亞微米級，可給出樣品的精細化學組分分布圖像;

　　可在線原位分析;

　　可更加直接的與多變量校正、回歸分析結合，從而進行定量分析。

　　以上特點決定了拉曼光譜在製藥的各個環節中都具有巨大的應用潛力，如：原料篩查;過程監控，包括反應、晶化、配藥、乾燥、混合等;晶型識別;有效成分和賦形劑的表徵等。以下列出幾個BaySpec拉曼光譜儀在藥物中的典型應用：

　　(1).成份鑑別

　　拉曼光譜給出物質的結構、組分及官能團等信息，是物質的指紋圖譜，可方便地鑑別、區分各類藥物的成分。

　　下圖為撲熱息痛、阿司匹林、咖啡因等藥物組分的拉曼光譜(測試儀器為BaySpec Nomadic™拉曼光譜儀在1064nm波長下的拉曼光譜)。由指紋圖譜可清晰地對各物質進行識別和指認。

撲熱息痛、阿司匹林、咖啡因等藥物組分的拉曼光譜圖

　　(2).晶型研究：多晶型、偽多晶現象識別

　　多晶型是藥物中非常常見的重要現象，它直接影響到藥物的生物利用度、藥效、毒副作用、製劑工藝及穩定性等。晶型的控制是衡量藥品質量和效果的一個重要標準。

　　目前常用來研究晶型的方法有：X射線衍射、紅外光譜及熱臺顯微方法等;這些方法都有各自的限制：X射線衍射通常樣品量要求較大，不利於分析混合物中各組分，操作複雜且整機價格昂貴。紅外光譜方法需要樣品製備，尤其是在研磨過程中可能導致晶型轉換，而且光譜解析度不高。

　　與這些方法相比，拉曼光譜技術有以下優點：對樣品的要求量比較少、無損、無接觸、不需要樣品製備、可進行1~2μm的微區分析，且精度和光譜解析度高，適合用於藥物的快速分析。

　　根據研究D-甘露醇(D-mannitol)，具有α-， β- 和δ-三種多晶型，具有相同的化學式，但結構不同，是同分異構體。下圖中，使用BaySpec的 RamSpec™-HR 高分辨1064nm拉曼光譜測試分析，能清晰地分辨出這三種物質狀態。

D-甘露醇(D-mannitol)，具有α-， β- 和δ-三種晶型拉曼光譜圖

　　B) 美國BaySpec公司拉曼光譜儀在文檢領域的應用

　　(1). 紅色印泥的主要成分是塗料黃、銀珠、大紅粉、重晶石粉、蓖麻油、牛油、陶土、乙萘酚、石炭酸、艾絨或木棉等，各廠家出品的印泥配料各有不同。通過蓋印，印泥色料轉移到紙張上，蓖麻油、牛油使印跡被紙張吸收並在紙張表面結膜，牢固地固著在紙張上。乙萘酚和石炭酸為油溶性防腐劑，防止艾絨生黴。正因為各個品牌的印泥配方成分不同，在拉曼光譜中它們的譜線也各不相同。司法鑑定中的文件很多為借據、合同、契約、收條等，常蓋有公章或名章，偽造公章和名章的方法有手工刻制、照相製版和彩色複印法等。只要有對應的真實使用的印泥印油樣本，這種種方法偽造的印跡，顯微拉曼光譜技術都是易於鑑別區分的。

測試儀器：BaySpec Agility™

　　兩種市面常見品牌的水性紅色印泥的鑑別，根據特徵峰的不同，從圖中可以明顯的區分兩種紅色印泥。

　　(2).黑色籤字墨跡的主要成分為碳黑等，在司法文檢的檢測中佔有非常重要的部分。黑色墨水或者黑色碳粉印刷品對光具有很強的吸收能力，而且在紙張上的黑色墨水具有較強的螢光激發，使用普通的顯微共聚焦拉曼進行測試，很難獲得有效的拉曼光譜，而且較短的激發波長會產生大量的能量，灼燒測試樣品。使用BaySpec-1064nm激發波長，能夠很好的解決這方面的問題。1064nm波長不僅能極大抑制螢光產生，而且較長的激發波長，能量較低，熱量較少，不會灼燒樣品。

黑色籤字筆跡測試，測試儀器：BaySpec Nomadic™顯微拉曼光譜儀

　　儀器信息網：從整個行業來分析，目前拉曼光譜儀都有哪些先進的技術值得大家期待?同時有哪些問題亟待解決?未來拉曼光譜儀的技術發展趨勢?

　　培科創新：現有的拉曼熱點技術主要還是集中在表面增強SERS，針尖增強TERS，傅立葉變換拉曼光譜儀等高解析度拉曼技術檢測上。市場上拉曼光譜儀的配置和功能越來越趨於統一。未來的拉曼光譜需要在針對性領域進行開發設計，滿足特定的需求。保證技術的創新性和實用性，是未來檢測儀器的必要要求。如傅立葉變換拉曼光譜儀是針對紅外光譜儀檢測的不足，以及拉曼光譜儀對生物性材料的檢測局限性，開發出的使用1064nm波長激發，保證了檢測的抗螢光幹擾和生物材料的活性。但是傅立葉變換拉曼光譜儀的設備價格昂貴，操作複雜，單一波長檢測，在應用範圍上具有局限性。美國BaySpec公司設計的色散型1064nm拉曼光譜儀，創新的開發體相位光柵技術，確保高通光效率，是科研級1064nmm的檢測成為可能。同時可以配置多個激髮長，應用範圍得到極大的擴展。儀器操作簡單，測試性能優秀，對於拉曼光譜檢測新技術開發提供了一種新思路。

　　儀器信息網：預測未來拉曼光譜儀的市場發展潛力(包括應用方向、方法標準、政策法規等)?

　　培科創新：拉曼光譜儀的應用範圍得到越來越多人的認可，2010年國家藥典將拉曼檢測技術寫入到藥物檢測標準內，對於拉曼檢測技術在藥物篩選、活性判別等領域的研究，具有重要意義。今年中期，國家標準《拉曼光譜》審定會在福州召開一次會議，此次國家標準工作組會議對《拉曼光譜儀》國家標準進行了相關討論。隨著國家加大對儀器設備正規化的重視程度，國產儀器標準將走向正軌。這將極大的提高拉曼光譜儀技術在各領域的研究開發。

　　2014年的時候就有行業論證報告指出國內拉曼光譜儀的市場價值超過1.3億美元，現階段的市場規模應該超過這個數字。拉曼光譜儀利用拉曼光譜分析技術，對物質的成分進行判定與確認的實驗室儀器，以結構簡單、操作簡便、測量快速高效準確著稱，適用於科研院所、高等院校物理和化學實驗室、生物及醫學領域等各方面。對於拉曼光譜技術的認可，廣泛的應用前景，必將為拉曼光譜儀市場帶來龐大的商機。

（來源：培科創新）