卓立漢光之拉曼光譜儀:從科研到商檢

　　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?

　　卓立漢光：作為國內少數掌握光譜儀設計核心技術的光電儀器公司，我公司長期致力於光譜儀光學性能的提升，並在此核心硬體基礎上設計、集成高性能的光譜測量系統，拉曼光譜儀相關產品正是其中優秀產品的代表。我公司的拉曼光譜儀，立足於中高端科研市場的需求，並面向未來的各類檢測應用的需要，如工業、QA/QC實驗室快檢等領域。

　　我公司的拉曼光譜儀產品線隸屬於卓立漢光集團公司八大事業部之一的分析儀器事業部，是公司最為重點發展的產品線之一。

　　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?

　　卓立漢光：公司從2000年開始起逐步投入人力、物力到各種光譜系統集成領域，於2003年開始提供集成化的拉曼光譜測量系統，這也標誌著公司正式步入拉曼光譜領域。

　　2008年和中國科學院大連化學物理研究所合作成立「現代儀器聯合實驗室」，並於同年獲得「紫外-可見拉曼光譜技術」專利轉讓，「微振」系列紫外共振拉曼光譜儀也隨之研發成功(專利：200920110696.8紫外拉曼光譜儀光路調節裝置及紫外拉曼光譜儀)，彼時該儀器拉曼檢測限低至25cm-1，「微振」系列紫外共振拉曼光譜儀於2009年研發成功由單波長激發光源拓展到雙激發光源，為後期的多雷射器連用提供了技術上的保障。此外，紫外激發光源在一定程度上避免了螢光幹擾，在某些特定研究對象存在的紫外增強現象提升了幾個數量級的信號強度，極大提高了系統的靈敏度;

　　2015年，經過長期的系統優化和改進，第二代「微振」系列紫外共振拉曼光譜儀在性能上得到了進一步的提升，系統首次採用了基於影像校正設計的光譜儀(專利申請：201510590560.1寬光譜影像成像裝置)，低波數檢測限降至15 cm-1以下。基於上述拉曼光譜科研機的成功上市，我公司的拉曼光譜技術逐漸走向成熟，並在此基礎上進一步展開拉曼一體機和拉曼應用技術的開發。

　　2014年成功研製「Finder Vista顯微共聚焦雷射拉曼光譜儀」，可同時配備紫外-紅外4臺雷射器，高度集成化、智能化，公司的拉曼光譜技術也實現了質的飛躍。

　　2015年在FinderVista顯微共聚焦雷射拉曼光譜儀的基礎上衍生出「Finder One微區雷射拉曼光譜儀」，運用了多項我公司的專利技術，是當前市場上性價比極佳的面向中高端科研一體機產品。

　　2016年研製「Finder Insight小型拉曼光譜儀」(專利申請中：201610799758.5一種小型拉曼光譜儀的設計)，實現拉曼光譜集成技術的小型化、便攜化，客戶也從傳統的高等院校、科學研究所的研究型客戶逐漸拓寬至工業檢測類型的用戶，進入拉曼的商業檢測領域。

　　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?有什麼樣的產品發展計劃?

　　卓立漢光：我公司目前具備了從科研級拉曼光譜儀到小型、可攜式拉曼光譜儀的設計、製造能力，產品已經形成了多品種的全覆蓋，並且可以根據實際應用進行定製化的開發。當前主要在進行的工作是基於某些特定應用進行應用端需求的深度整合。

　　主流產品:1：Finder Vista顯微共聚焦雷射拉曼光譜儀(如圖1)，基於新一代顯微共聚焦光學系統，樣品區接近衍射極限(約1微米)，可以實現對樣品的無損傷、無接觸檢測。

圖1 Finder Vista顯微共聚焦雷射拉曼光譜儀

　　技術特色：光路設計結構穩固，軟體自動控制光路切換，無需二次校準;高靈敏度系統;可在顯微光路和宏光路質檢自由切換，適合多種樣品;光路設計穩定，所有部件一體化集成，最大限度的確保了儀器性能穩定性;此外，該儀器還配備模塊升級選項，可以滿足不同層次的科研需求。

　　主流產品2：Finder Insight小型拉曼光譜儀(如圖2)，Finder Insight小型拉曼光譜儀是一款高度性能優化的小型雷射拉曼光譜儀，採用了科研級的製冷CCD檢測器配合大通光孔徑的分光系統，採用垂直測量光路，可提供高品質的測試性能，是研究單位、QA/QC實驗室以及工業用戶的理想選擇。Finder Insight小型拉曼光譜儀的設計充分體現了我公司在光學系統設計和系統集成方面的技術能力，將商品化小型化的拉曼光譜儀產品的性能提升到了基礎科研級別的高度，並可以結合實際應用客戶的需求，進行個性化的專業定製，儀器中多項技術正在申請技術專利。

圖2 Finder Insight小型拉曼光譜儀

　　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?

　　卓立漢光：拉曼光譜技術因其獨特的優勢，近年來受到科研機構和市場的追捧，可使用的範圍涵蓋了基礎科學研究到終端應用檢測的眾多應用領域。我公司的拉曼光譜產品線的產品，經過十餘年的研製和發展，產品種類齊全，既有針對中高端科學研究的科研級的設備，也有面向QA/QC檢測、快速檢測等終端應用型的設備。舉例來說：Finder Vista顯微共聚焦雷射拉曼光譜儀主要面向科研用戶，重點關注的是新材料研究、生物醫學、中藥學、紡織纖維等領域。

　　比如，通過公司生產的Finder Vista顯微共聚焦雷射拉曼光譜儀分析檢測硫化銦薄膜的摻雜特性，分析由摻雜引起的缺陷形成機理;鑑定分析鋅摻雜氧化銅納米線的晶格結構變化;通過拉曼光譜技術還實現了石墨烯材料的表徵，如，分析石墨烯D峰和G峰的峰面積比表徵多層石墨烯層數、判斷邊緣效應、計算缺陷密度等。

　　再比如，我公司利用拉曼光譜表徵了變異山羊絨纖維的蛋白質二級結構，取得了優異的結果。四種變異山羊絨纖維的蛋白質胺基酸含量，如酪氨酸、色氨酸、苯丙基氨酸的含量整體上隨著羊毛、兩型毛、二細毛、羊絨纖維的順序而增加，說明絨纖維的蛋白質的含量要高於毛纖維，這也是絨纖維具有更加優異的手感與理化功能的原因之一。螺旋構象也呈現相似特徵。這也是從理論上上證明了絨纖維的手感、光澤、拉伸等性能要優於毛纖維。通過拉曼光譜對變異山羊絨纖維的為進一步探究變異山羊絨纖維的拉伸、染色、防縮等性能以及後加工整理技術提供一定的判斷依據。

　　Finder Insight主要面向QA/QC實驗室以及工業用戶，主要的應用領域有食品檢測、珠寶鑑定、刑偵鑑定等領域，可以為客戶配備完整的應用方案。比如在食品檢測領域，我們結合各種類型的SERS增強劑/增強晶片應用於快檢的基礎應用研究，如分析農藥殘留等。

　　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?

　　卓立漢光：從整個拉曼應用市場分析來看，拉曼光譜技術用於快速檢測行業更加令人期待，一方面是小型拉曼光譜儀的性能提升，另一方面則是SERS技術和SERS材料的技術研發。

　　拉曼信號極其微弱，用於快速檢測時，由於現場條件的限制，要求儀器具有較高的靈敏度，但同時又要要求具有較低的成本，這就對拉曼光譜儀中的核心模塊——雷射器和CCD檢測器的性能和成本提出了更高的要求，在當前的工藝水平下，暫時還難以達到一個非常完美的平衡，這在一定程度上制約了拉曼光譜技術的實際應用。

　　從硬體角度來看，進口儀器在這方面的設計開發能力要領先於國產儀器，但隨著我國基礎工業水平和技術水平的快速提升，這方面的差距逐漸在縮小。

　　無論是國產儀器還是進口儀器，普遍面臨的核心問題，還是儀器本身的核心性能與成本的平衡，以及應用需求的深入研究。

　　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)?

　　卓立漢光：拉曼光譜儀的未來趨勢必然是小型化、微型化，甚至是隱形化，除了傳統的科學研究領域的應用之外，快速檢測應用於食品安全、毒物檢測、生物醫藥、物質鑑定等領域，甚至是走進家庭生活，我們認為都會是未來發展的重點。

　　我國的相關機構已經開始了針對拉曼光譜儀以及相關領域基於拉曼光譜技術的檢測標準的制定，相信隨著相關國家標準和行業標準的陸續出臺，會進一步帶動拉曼光譜儀產品的研究和市場的廣泛應用。

　　我們對某些領域做過簡單的評估，比如針對爆炸物的檢測，若能夠解決相關的技術及應用問題，僅僅這個方向，在中國的市場需求至少在10萬臺，以每臺儀器10萬元來計算，市場規模能夠達到100億元人民幣以上，這還沒有計算周邊配套耗材的需求。

　　總而言之，拉曼光譜儀技術的發展已經到了一個非常關鍵的窗口時期，越來越多的廠家開始注意到並參與到這個市場的培育中來，相信在未來的5-10年裡，拉曼光譜儀會在多個領域得到廣泛的應用。我公司作為國內為數不多的能夠自行研製拉曼光譜儀的廠家，將會和其他同行和業內專家一道，為推動拉曼技術的發展而持續努力。