HORIBA之拉曼光譜儀:定位中高端市場

　　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?

　　HORIBA：HORIBA Scientific旗下的Jobin Yvon光譜技術自1819年創立以來，始終致力於光學光譜產品的研發生產，其光譜技術涵蓋光柵、光學光譜系統、拉曼、螢光、SPRi、橢偏、輝光放電等技術，其中拉曼光譜儀是HORIBA Scientific主要產品線之一，佔據著舉足輕重的地位。

　　HORIBA Scientific的產品定位在中高端市場，主要生產各種拉曼光譜儀臺式機以及高性能便攜拉曼光譜儀，目標市場是高端研究、分析測試、在線監測以及刑偵和考古現場等。主要客戶分布在材料、物理、化學與高分子、生物及生物醫學、催化、地質、刑偵、博物館及考古等領域。

　　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方面有哪些優勢/專利技術?

　　HORIBA：HORIBA Scientific從1970年左右推出第一臺商業化拉曼光譜儀至今，擁有40多年設計和生產各類色散拉曼光譜儀的歷史，期間，Jobin Yvon兼併了另外兩家拉曼光譜儀廠商：Spex和Dilor，成為拉曼光譜儀的世界領導者。

　　40多年間，HORIBA Scientific推出了十幾代拉曼光譜儀，推動了一系列突破性的技術革新，例如：兩級、三級拉曼光譜儀，可以實現最高解析度(0.15cm-1)，最低波數(≤5cm-1 );首款商業化顯微拉曼光譜儀，推動了顯微拉曼光譜儀的發展;1999年又推出新一代高光譜解析度的單級拉曼光譜儀;2011年實現在單極拉曼光譜儀上超低波數測量(≤10cm-1)。

　　下表簡單列出了部分發展史：

　　HORIBA Scientific的系列拉曼光譜儀除了具備極致性能的優勢外，擴展功能也是其一大特點。此外，HORIBA Scientific還注重自動化性能和易用性功能的開發，以提升用戶體驗。部分專利列表如下：

　　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?在拉曼光譜方面有什麼樣的產品發展計劃?

　　HORIBA：HORIBA Scientific主流產品包括單級拉曼光譜儀(LabRam HR Evolution和LabRam XploRA系列)、三級拉曼光譜儀(T64000)、模塊化拉曼光譜儀(MRS系列)和可攜式拉曼光譜儀(HE系列)。

　　目前市場佔有率最高的型號為LabRAM HR Evolution和LabRAM XploRA PLUS拉曼光譜儀。

　　HORIBA Scientific在今後的一兩年內會推出全新一代拉曼光譜儀，結合更多新技術，以滿足用戶對拉曼光譜技術的進一步需求。

　　產品1 新一代高分辨拉曼光譜儀LabRAM HR Evolution，開放的設計，全自動化操作

　　其具有以下特點：

　　高靈敏度;

　　高光譜解析度：0.65cm-1@585nm，0.35cm-1@871nm，獲取樣品精細信息，例如結晶度、多晶型、應力等;

　　真共焦：在不損失靈敏度的情況下，實現亞微米級空間解析度;

　　開放的系統，用戶可以根據需要選擇配置：

　　UV-NIR多波長，有用戶配置多於20個雷射線;

　　可同時配置多達3個多道探測器，將測量範圍拓寬到200nm至2.1微米，在測量拉曼的同時，可以測試其他光譜，如PL光譜;

　　超快速共焦成像，擁有多種技術：

　　獨特的超快速成像技術SWIFT™，實現毫秒級別的拉曼成像;

　　原位拉曼成像技術DuoScan™，使用雷射束掃描，無需移動樣品進行拉曼成像;

　　高質量3D成像;

　　擁有眾多技術革新：

　　超低波數技術：使高通量單級光譜儀的最低檢測波數從100cm-1拓展至5cm-1;

　　透射拉曼技術：一次性獲得樣品釐米尺度的整體拉曼信息，適用於藥片主成分分析及粉末材料使用;

　　化學計量分析：PCA，MCR, PLS等;

　　光鑷技術：捕獲微小顆粒，可固定懸浮在溶液中的顆粒進行拉曼分析;

　　上轉換測量;

　　顆粒分析技術：分析顆粒尺寸及分布，同時通過拉曼光譜分析成分;

　　聯用技術： AFM-拉曼聯用(TERS)、拉曼-光致發光、拉曼-落射螢光、拉曼-SEM，拉曼TCSPC測量等。

　　產品2 智能型全自動拉曼光譜儀LabRAM XploRA PLUS

 

　　XploRA PLUS專為化學及生物分析工作者的習慣而設計，做樣品時只需操作顯微鏡和計算機;在保證高解析度和靈敏度的前提下，將儀器體積縮小至顯微鏡大小，大大節省了空間佔用。

　　其具有以下特點：

　　高靈敏度

　　中等解析度：2 cm-1 @585nm，1 cm-1 @701 nm；

　　真共焦：在不損失靈敏度的情況下，實現亞微米級空間解析度;

　　智能自動化：全自動切換激發波長、四塊光柵完全自動切換等，可進行一鍵式測量；

　　超快速共焦成像：

　　獨特的超快速成像技術SWIFT™，實現毫秒級別的拉曼成像；

　　高質量3D成像；

　　技術革新：

　　顆粒分析技術：分析顆粒尺寸及分布，同時通過拉曼光譜分析成分；

　　化學計量分析：PCA，MCR, PLS等；

　　聯用技術： AFM-拉曼聯用(TERS)、拉曼-光致發光、拉曼-落射螢光等；

　　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?

　　HORIBA：HORIBA Scientific的顯微拉曼應用主要分布在材料、物理、化學與高分子、生物及生物醫學、催化、地質、刑偵、博物館及考古等領域。

　　發展迅速的應用領域及解決方案如下：

　　材料領域

　　 二維納米材料：超低波數技術解析二維材料層數及層間相互作用信息；

　　 複合高分子材料：真共焦3D成像從XYZ維度全面反映樣品成分及分布信息；

　　半導體晶圓：SWIFT超快速成像分析晶型及缺陷信息；

　　納米器件：AFM-拉曼聯用(TERS技術)實現納米區域缺陷、應力等分析；

　　生物及生物醫學

　　單細胞篩選及表徵：光鑷技術實現懸浮細胞固定及分析，顆粒分析技術可對菌群進行快速拉曼信號採集及分析，通過化學計量學分析可對菌群進行分類；

　　疾病診斷前期研究：拉曼成像結合化學計量學分析對疾病早期病變進行診斷。

　　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?

　　HORIBA：拉曼光譜原位分析、多探測手段結合及納米級拉曼成像是目前市場的需求與用戶期待的發展方向。

　　原位分析指的是在高溫、高壓、強磁場、細胞培養(培養液及特定氣氛)等條件下進行實時測試。此時，對拉曼光譜儀有更高的要求，比如空間的匹配性、儀器的靈敏度以及在不移動樣品的情況下對其進行成像採集。目前HORIBA Scientific提供開放式顯微鏡、顯微探頭及DuoScan原位成像技術等以滿足上述分析。

　　多探測手段結合是眾多研究者的夢想。通過聯用技術可與實現同一樣品在光學、電學、磁學及力學性能各方面的表徵，全面反映樣品各方面信息。目前拉曼市場上的聯用方案包括AFM-拉曼聯用(TERS)、拉曼-SEM、拉曼-落射螢光、拉曼-TCSPC等。

　　在聯用技術中AFM-拉曼(TERS技術)因其將顯微拉曼帶領進納米級別空間解析度而最受關注。早期僅有少數課題組能實現TERS研究，且大部分僅能實現單點測試，原因是儀器需要光學專家調試，比較難用，換針尖困難，市場上也沒有商品化針尖提供，用戶需要自己給針尖鍍膜等。

　　HORIBA Scientific能提供完整的一體化商業聯用儀器，包括XploRa Nano、HR Evo Nano 、TRIOS等，這些儀器無需光學專家調整儀器，針尖更換後可自動回位，使得TERS成像變得簡單可重現，並且可以在不同實驗室實輕鬆現10nm空間解析度。HORIBA Scientific還可以提供商品化針尖，用戶無需再為針尖發愁。

　　拉曼光譜技術要想推向更廣闊的市場，例如食品安全等和民生相關的領域，建立完善的資料庫以及專屬分析方法是一個亟待解決的問題。尋求重現性好的SERS(表面增強拉曼光譜)基底、建立相應的分析方法、資料庫的建立是尚待解決的問題。

　　未來拉曼光譜儀的發展方向中，專用型儀器發展也許是其中一個方向，例如微生物篩選儀、石墨烯分析儀以及珠寶分析儀等。

　　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)?

　　HORIBA：BCC Research最新的一項研究報告顯示，2016年全球拉曼光譜市場達11億美元，預計2021年該市場將達到18億美元。拉曼光譜的應用中材料是永恆的主題，生物及生物醫學將是未來很大的增長空間，包括癌症診斷與檢測、無創血糖測量、病毒/細菌快速識別、無損血液質量檢測、骨骼/牙齒疾病的診斷等。除此之外，民生貼合的實用領域，如食品安全、公共安全等也將成為新的拉曼市場。

　　拉曼光譜相關標準包括術語、操作標準等都處在修訂及制定階段。此外，多個行業也在陸續制定標準，將拉曼方法納入行業分析標準中，如石墨烯、藥物、珠寶等。相信未來隨著推薦標準的逐步完善，拉曼光譜在一些應用領域中可能被納入強制性國家標準，也會出臺相應的政策法規進行相應界定。

　　總之，多方信息表明拉曼光譜儀的市場前景不容小覷。

（內容提供：HORIBA）