拉曼光譜的發(fā)展前景
激光技術(shù)
拉曼光譜在最近這些年發(fā)展是比較快的,應(yīng)該來說是受益于兩方面吧。
一方面是激光技術(shù)的發(fā)展,我最近參加了在英國倫敦召開的第21屆國際拉曼光譜大會,感受到現(xiàn)在基于超快激光的非線性拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)越來越成熟了。這種高精尖和需要昂貴設(shè)備的技術(shù),原來僅有很少幾個單位可以搞。特別是激光部分都是靠自己搭建,每天還得調(diào),很不穩(wěn)定,現(xiàn)在這個狀況已經(jīng)不存在了,而且儀器的價格相對也比較低?,F(xiàn)在國際上推出的從事非線性光譜研究的超快(飛秒或皮秒)激光器,技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到比較成熟地步,可以成套購買,也較穩(wěn)定。非線性拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)在生命科學(xué)領(lǐng)域研究中發(fā)揮它的獨(dú)特和重要作用。例如,美國哈佛大學(xué)的謝曉亮教授在開拓并運(yùn)用相干反斯托克斯拉曼光譜顯微學(xué)(CARS Microscopy)研究活細(xì)胞內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)方面取得一系列重要成果。我覺得高質(zhì)量的超快激光器還推動了另一個極具前途的表面光譜技術(shù),就是合頻(SFG)技術(shù)的發(fā)展,它作為具有獨(dú)特的界面選擇性的非線性光譜方法,已經(jīng)在界面和表面科學(xué)、材料乃至生命領(lǐng)域研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。
納米科技
第二個重要方面就是納米科技的迅猛發(fā)展,它使得基于納米結(jié)構(gòu)的表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)和針尖增強(qiáng)拉曼光譜(TERS)在超高靈敏度檢測方面取得了長足的進(jìn)步,推動拉曼光譜成為迄今很少的、可達(dá)到單分子檢測水平的技術(shù)?,F(xiàn)在不論是拉曼光譜刊物,還是拉曼光譜會議,SERS都是一個最受關(guān)注的內(nèi)容。在近幾屆的國際拉曼光譜會議上,SERS分會都是最大的分會。近幾年,有關(guān)SERS的論文數(shù)量也呈顯著的上升趨勢。SERS和TERS不僅僅在表面科學(xué)研究領(lǐng)域,而且在生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)⒕哂泻艽蟮陌l(fā)展?jié)摿?,由此可以為研究各類重要的生命科學(xué)體系和解決基本問題作出貢獻(xiàn)。拉曼光譜相對于紅外光譜,其優(yōu)勢之一體現(xiàn)在用拉曼研究水溶液中比較方便,而生命科學(xué)的許多研究往往需要的水溶液環(huán)境。共振拉曼、表面增強(qiáng)拉曼和非線性拉曼光譜以及它們的聯(lián)用將成為生命科學(xué)前沿領(lǐng)域具有重要價值的研究方法,因?yàn)?1世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),我以為也是納米技術(shù)和激光技術(shù)的世紀(jì)。