拉曼光谱-医学和生命科学研究的理想工具

近年来，拉曼光谱作为一种多用途的生物医学和生物分析方法受到了广泛的关注。拉曼光谱以无标签的方式提供分子信息，几乎不需要样品制备。相对于其他方法，拉曼光谱应用于医学诊断中具有非破坏性、测量迅速、测量精确、易与其他测量方法结合和高度自动化等优点。拉曼光谱或将成为医学和生命科学研究的理想工具。

由于使用可见光激光会导致荧光效应的高强度干扰，减少荧光影响最好的方式就是使用非可见光波段的激发光，如，高于700nm的近红外光或者低于300nm的紫外光。对生物样品来说，紫外光会导致细胞变异以及DNA的损坏，所以生物拉曼激发光首选为近红外光。因此一般近红外波段为生物拉曼光谱的理想检测波段。

而近红外波段恰好是传统基于硅的CCD探测器的探测上限，传统CCD探测器在近红外波段的量子效应效率较低，不利于生物拉曼光谱的探测。InGaAs 相机在近红外波段具有就较高的量子响应，但是InGaAs相机的暗电流远远高于CCD相机的暗电流，目前还不能够达到能够满足拉曼光谱应用的噪声水平，信噪比会降低。

Blaze相机具有新型的HR传感器，使其具有传统CCD相机暗电流低的特点的同时，在近红外波段具有很高的量子响应效率，是探测生物拉曼光谱的理想工具。

下图为激发波长为785nm时，分别通过传统CCD相机和Blaze相机测得的拉曼光谱(数据由范德堡大学Anita Mahadevan-Jansen教授提供)。可以看出，与传统CCD相机相比，Blaze相机对生物样品的拉曼光谱具有更高的灵敏度。

此外，生物拉曼光谱一般需要与显微镜联合使用，因此，需要提高生物拉曼光谱系统中光谱仪的成像能力。

下图为分别通过传统光谱仪和IsoPlane光谱仪得到的图像，可以看到IsoPlane光谱仪得到的图像(左图)更加清晰，成像能力更强。

IsoPlane光谱仪通过增加斯密特纠正镜，消除了像差的影响，各个通道之间可以被完全的区分开。但是传统的光谱仪由于存在像差，各个通道在边缘部分混合在一起，无法进行区分。因此，IsoPlane光谱仪具有更好的成像能力。

审核编辑 黄宇