一、设备简介

拉曼光谱作为一种无损无标记的分析方法，它能够从分子层面对生命科学领域的样品提供丰富的化学结构信息。拉曼光谱也可以作为提供空间信息的一种无标记显微技术，来观察也定位分子。由于拉曼样品用量很少，不需要对生物样品进行固定、脱水、包埋、切片、染色、标记等繁琐的前处理程序，不仅操作简单，而且不会损伤样品从而能够获得样品最真实的信息。另外，生物大分子多数处在水溶液环境中，研究他们在水溶液中的结构对于了解生物大分子的结构与性能的关系非常重要。而水的拉曼散射很弱，干扰小，而且单细胞拉曼光谱能够提供细胞内核酸、蛋白质、脂质含量等大量信息，可在不损伤细胞的条件下实时动态地检测细胞分子结构变化，可以对细胞、病毒等进行原位检测。可对细胞的药物处理、细胞水平疾病诊断、单细胞生命活动监测、亚细胞结构、癌症研究、细胞分选、细胞定位及鉴别、药物筛选、组织结构及成分鉴定、纳米生物材料/纳米医药、微生物、生物流体、模式生物、生物医药、活体药物动力学等进行广泛深入的研究。

二、检测原理

拉曼光谱是用于研究分子振动和转动的光谱技术，具有指纹性特征，主要用于研究物质分子的化学结构、基团结构、配位结构等。激光共聚焦显微拉曼光谱仪采用激发光照射到样品上发生散射，包括弹性散射和非弹性散射两部分；其中，弹性散射的部分的频率与激发光频率相同，称为瑞利散射；非弹性散射的部分的频率发生了一定的变化，称为拉曼散射。频率的变化与物质的转动和振动相对应，因此，收集拉曼散射可以得到物质的结构信息，从而完成对物质的指认。

三、功能特色

光谱仪设计。为保证仪器的高通光效率和高灵敏度，采用自动聚焦透射式单级光谱仪，无色差，无像差。

独立优化光路设计。不同激发波长采用独立的，按波长独立优化的入射光路。

快速拉曼扫描成像技术。实现样品的2D&3D高空间分辨率快速拉曼扫描成像。

分析表面凹凸不平的样品。利用实时激光实时聚焦成像能够分析凸凹不平、弯曲或粗糙的样品表面，在白光视频观察和拉曼采集模式下样品均能保持聚焦状态。

原位拉曼测试。温度范围：-196到600℃

细胞自噬拉曼成像（左：正常；右：自噬）

大鼠结肠隐窝拉曼成像

四、技术参数

灵敏度：硅三阶峰信噪比好于30:1，并能观察到四阶峰；

光谱重复性≤±0.02cm-1；

光谱分辨率≤1cm-1；

激光波长457nm、532nm、633nm和785nm；

具备超快拉曼/PL成像功能；

原位冷热台,温度范围：-196到600℃

五、应用范围：

激光共聚焦显微拉曼光谱仪作为一种无损、无污染、无需标记的快速检测技术，广泛应用于各个研究领域，包括物理、化学、材料、地质、药物、生物医学、环境、刑侦等。近年来，拉曼光谱由于这些优异的特征，受到了生物医学领域科研人员的关注。通过拉曼光谱的测量，可以获得蛋白质、核酸、脂类等生物大分子的结构，从而研究细胞及组织内生物大分子的结构与功能之间的关系，最终能够从分子水平分析分子病理学和分子药物学相关的研究。

在细胞研究领域，拉曼光谱可以测试整个细胞或者亚细胞结构的变化，监测细胞内核酸、脂类、蛋白质等的变化（细胞生理过程），还可以反应细胞周期（DNA/RNA变化）、新陈代谢（肝糖水平）、健康/能量产率等；在组织研究领域，通过拉曼光谱成像技术，获得组织切片的拉曼光谱二维、三维成像图，为恶性组织的切除、癌症发展阶段的确认、疾病发展的机制和化学变化提供有力支撑；在蛋白质分析领域，可以通过拉曼光谱来确认蛋白质的二级和三级结构、监测偶联和非偶联的蛋白质分子、蛋白质—配体结合、纤维化、和芳香族侧链的变化等等；在模式生物应用领域，可以通过拉曼成像来表征常见模式生物（变形虫、线虫、斑马鱼、果蝇、蟾蜍）生理特性，来揭示某种具有普遍规律的生命现象；结合表面增强技术（SERS），拉曼光谱可以用于痕量分析。