Раман-спектроскопія, також відома як спектроскопія комбінаційного розсіювання, є спектроскопічним методом, який використовується для вивчення колебальних мод молекул. Вона ґрунтується на явищі, відомому як раманівське розсіювання, яке назване на честь індійського фізика Чандрасекхара Венката Рамана.
Принцип роботи:
- Збудження: Під час експерименту з Raman-спектроскопії монохроматичне світло, зазвичай від лазера, фокусується на зразок.
- Взаємодія зі зразком: Молекули в зразку можуть взаємодіяти з цим світлом двома способами:
- Релеївське розсіювання: більшість молекул розсіюють світло на тій же частоті, що й падаюче світло. Це явище відоме як релеївське розсіювання і не використовується в Raman-спектроскопії.
- Раманівське розсіювання: невелика частина молекул (приблизно 1 на 10 мільйонів) розсіює світло на трохи більшій або меншій частоті, ніж падаюче світло. Це явище відоме як раманівське розсіювання.
- Виявлення: Розсіяне світло, що містить як релеївське, так і раманівське розсіювання, збирається та аналізується за допомогою спектрографа. Спектр показує інтенсивність світла на різних частотах.
Інформація, яку можна отримати:
- Колебальні моди молекул: Раманівський спектр містить піки, які відповідають різним колебальним модам молекул у зразку. Кожна молекула має унікальний набір коливальних мод, тому Raman-спектроскопія може бути використана для ідентифікації молекул.
- Структура молекул: Аналіз піків у спектрі дозволяє отримати інформацію про структуру молекул, включаючи довжину зв’язків, кути зв’язків та функціональні групи.
- Кристалічна структура твердих тіл: Раман-спектроскопія також може використовуватися для вивчення кристалічної структури твердих тіл.
Переваги Raman-спектроскопії:
- Неінвазивний метод: Raman-спектроскопія є неінвазивним методом, що означає, що вона не пошкоджує зразок.
- Висока роздільна здатність: Раман-спектроскопія має високу роздільну здатність, що дозволяє їй розрізняти між дуже схожими молекулами.
- Застосування до різних зразків: Раман-спектроскопію можна використовувати для аналізу різних типів зразків, включаючи рідини, тверді тіла, гази та порошки.
Деякі із застосувань Raman-спектроскопії:
- Ідентифікація матеріалів: Раман-спектроскопія може використовуватися для ідентифікації різних матеріалів, таких як лікарські засоби, полімери, мінерали та біологічні тканини.
- Моніторинг хімічних реакцій: Раман-спектроскопія може використовуватися для моніторингу хімічних реакцій in situ, тобто в реальному часі.
- Дослідження біологічних систем: Раман-спектроскопія може використовуватися для вивчення структури та функцій біологічних систем, таких як клітини та тканини.
Загалом, Raman-спектроскопія є потужний аналітичний інструмент, який широко використовується в різних наукових і промислових сферах.
