紫外拉曼的优势是什么？

拉曼散射的效率与激发波长成反比，成四次方（1/λex4），这本身就为紫外激发提供了很好的论据。理论上，这意味着用紫外线激发248纳米时，信号强度可比532纳米强>20倍，或比785纳米强100倍。然而，实际上，紫外拉曼激发有一个更令人信服的理由：消除背景荧光。

许多拉曼活性分子在激光激发时也会表现出荧光，导致其背景光通常比拉曼信号强出几个数量级。当使用可见光时，这种宽发射可能覆盖整个拉曼光谱，降低拉曼光谱的信噪比，甚至*全遮蔽其光谱。当分子结构复杂时，如有机化合物和生物样品，荧光背景最为显著，但也可能因样品中的荧光杂质而出现。使用785纳米或830纳米等更长波长可降低荧光，1064纳米几乎完*消除荧光，尽管部分生物样品在1064纳米拉曼激发时仍会出现不良的加热。

另一种方法是利用紫外拉曼激发并捕获荧光窗以下波长的拉曼光谱。荧光通常发生在300纳米以上的波长，因此使用激发激光器在266纳米或以下，相当于4000厘米-1覆盖指纹和功能频段的光谱范围可以轻松采集，几乎没有干扰背景。此外，使用紫外波段的激发源可以对某些样品的拉曼信号产生显著的共振增强，这种技术称为共振拉曼光谱。

紫外共振拉曼（UVRR）

传统拉曼散射是一种非常微弱的现象，无论激发波长如何，都会发生在一定程度上。然而，如果激发激光的能量恰好与被研究分子内的电子跃迁重合，信号可能会被增强102-106，这是一种被称为共振拉曼光谱的技术。甚至在分子电子跃迁附近激发，也能产生“预共振"，产生5-10倍的信号。共振拉曼允许更快的测量和更好的信噪比，并允许测量更低浓度甚至痕迹检测。

共振拉曼的另一个优点是选择性增强，因为信号增强仅发生在与激光波长重合的电子跃迁时。这可以优先激发复杂样品基质中的分子，或选择性增强大分子中特定亚基的信号。紫外共振拉曼（UVRR）利用紫外光与复杂生物分子中发色团和芳香族的共振，研究蛋白质和核酸的结构与动态，涵盖从折叠到相互作用及环境变化。波长的选择决定了共振发生的特定结构，从而选择性地放大信号，从而获得相对简单的拉曼光谱，尽管样品较为复杂。

紫外拉曼仪器的进展

紫外线的短波长增加了拉曼散射仪器的需求。尽管选择有限，但市面上已可获得的元件使紫外拉曼和UVRR能够覆盖比以往更广泛的应用范围。紧凑且经济实惠的紫外激光器，寿命和功率均有所提升，缩小了紫外拉曼系统的体积。其中*具吸引力的选择是248.6纳米的NeCu空心正极金属离子激光器和266纳米的四倍二极管泵浦Nd：YAG激光器。

紫外拉曼的应用

紫外拉曼已被广泛应用于多种应用，但只有部分应用利用了紫外共振拉曼的额外优势。在气体测量领域，紫外拉曼已被测试为压力测量方法以及氮的微量检测.它也被用于燃烧研究以及用于燃料/空气混合分析.作为固态材料分析工具，它可以为电子制造材料的结构、光学和电子特性提供洞察.在钻石生长中，紫外拉曼可以帮助表征和定量那些在可见拉曼下会强烈荧光的杂质.

荧光背景的抑制与信号共振增强相结合，使紫外拉曼在复杂样品中检测可*因中的唾液分析物时具有优势到环境中致癌多环节芳烃等污染物.即使是背景的减少，也有助于对强荧光、有色食品样本如深色饮料和食用油的表征.紫外拉曼也是安全部队远程探测爆炸物和化学战剂的技术，尽管这些系统需要高功率激光和非常专业的光学设备才能实现所需的长距离工作距离.

然而，紫外共振拉曼作为探测生物系统分子结构和动力学的技术，其影响最大。它允许选择性激发大分子中特定感兴趣的片段，如氨基酸或核酸，增强该亚结构的信号，从而从高度复杂样品中提供相对干净的拉曼光谱。这使得它在蛋白质结构和折叠的研究中极为宝贵，以及环境影响或与其他分子的相互作用.这也可能使UVRR作为生物加工监测工具非常有用.它甚至被用于监测特定抗生素/细菌对的作用机制.