Công ty TNHH Sao Đỏ Việt Nam

Icons giỏ hàng Giỏ hàng 0
Tổng : đ

Kính hiển vi Raman Ramboss-Star

Model:
Tình trạng: Liên hệ
Kính hiển vi Raman Ramboss-Star
- Có khả năng phân giải tới cấp đơn phân tử
- Kết hợp dễ dàng với kính hiển vi của khách hàng
- Thiết kế linh hoạt và tiết kiệm
- Tán xạ Rayleigh và ảnh trường tối
Bảo hành: Chưa có thông tin bảo hành


Giá bán: Liên hệ




Đặt hàng
  • Khung giờ giao hàng từ 8h00 - 18h00 hàng ngày.
  • Sản phẩm chính hãng, cung cấp CO & CQ.
  • Bảo hành miễn phí 03 tháng với hàng hóa tiêu hao và phụ kiện.
    Bảo hành miễn phí 12 tháng với máy chính.
  • Giá trên chỉ áp dụng đối với mặt hàng có sẵn.
    Đối với mặt hàng không có sẵn sẽ tính thêm phí vận chuyển.
Gửi email yêu cầu báo giá: info@redstarvietnam.com            Tất cả các ngày trong tuần

• Bộ điều hợp laser : hỗ trợ tối đa 3 nguồn laser, kết nối laser sợi quang ngoài tùy chọn thêm

• Độ phân giải quang phổ cao

•  Buồng mẫu Macro tương thích với các phép đo Huỳnh quang và Truyền qua

• Module quét đồng tiêu kích thước thực tế chỉ còn vài micromet (loại khác nhau tùy chọn)

• Hộp Adapter sợi cho buồng mẫu Macro hoặc đầu dò Raman

• Ảnh Raman đồng tiêu kích thước dưới micron

• Bệ gia nhiệt và làm mát (xuống tới 4K)

• Kĩ thuật tự động (kiểm soát công suất đầu vào, bước sóng, định hướng tính phân cực của bộ lọc, kích thước lỗ hội tụ, cách tử & đầu dò)

• Không gian tự do & Kết nối sợi quang tới buồng mẫu Micro/Macro & Hệ thống quang phổ.

• Module bộ lọc khấc (Tần số stokes & phản stokes (anti-stokes))

• Điều chỉnh tiêu cự tự động và định dạng tín hiệu theo trục Z

•  PL/PLE & TCSPC kết hợp

• Có thể nâng cấp thành dòng AFM-Raman cho chức năng TERS

 

S-Ram

Ramboss-star

STEX-100

Dải tần số Raman

50-4200 cm-1

50-4200 cm-1

25-3,500 cm-1 (hoặc 4200 cm-1 tùy chọn)

Độ phân giải tần số Raman

0.5 cm-1 . pixel

0.5 cm-1 pixel

3cm-1 pixel

Độ phân giải máy đơn sắc

CCD 0.02 nm pixel 

CCD 0.02 nm pixel 

CCD 0.2 nm pixel 

Bước sóng đầu vào

785 nm( laser kết hợp tới 3 bước sóng)

785 nm( laser kết hợp tới 3 bước sóng)

7S5 nm tích hợp sẵn

Đầu dò

CCDPMT

CCDPMT

CCD

Kĩ thuật tự động

Nguồn laser, công suất, bước sóng. độ phân giải phân cực được điều khiển bằng phần mềm.

Nguồn laser, công suất, bước sóng. độ phân giải phân cực được điều khiển bằng phần mềm.

Công suất laser được điều khiển bằng phần mềm.

Module quét đồng tiêu

Lỗ hội tụ đồng tiêu 

Lỗ hội tụ đồng tiêu 

Lỗ hội tụ đồng tiêu 

Vật kính

X10-X100(266nm- ISOOnm)

Kích thước chùm sáng

< 1 urn

< 1 urn

< 1 um

Kính hiển vi

0

O

X

Chức năng Mapping tùy chọn

0

O

O

Chức năng nhiệt độ thấp tùy chọn

~ 4K(77K)

-77K

- 4K(77K)

Chức năng Mapping nhiệt độ thấp

0

X

O

Quét theo đường (Sơ bộ)

0

O

O

AFM & TERS (Sơ bộ)

0

X

 

  • Đánh giá sản phẩm:

(Xem mã khác)

 

Phân tích phổ Raman

 

Quang phổ Raman là một kỹ thuật quang phổ dựa trên sự tán xạ không đàn hồi của ánh sáng đơn sắc thường được phát từ một nguồn laser.

 

Tán xạ không đàn hồi là hiện tượng tần số của các Photon trong ánh sáng đơn sắc bị thay đổi khi tương tác với mẫu. Các Photon của ánh sáng laser được mẫu hấp thụ rồi sau đó lại được phát xạ lại. Tần số của các Photon phát xạ lại bị thay đổi tăng hoặc giảm so với tần số ánh sáng đơn sắc ban đầu, được gọi là hiệu ứng Raman. Sự thay đổi này cho biết thông tin về sự dao động, xoay vòng và các thay đổi tần số thấp khác trong phân tử. Quang phổ Raman có thể được sử dụng để nghiên cứu các mẫu khí, lỏng và rắn.

 

1. Nguồn gốc của Raman

 

Hiệu ứng Raman dựa trên sự biến dạng của phân tử trong điện trường E được xác định bởi khả năng phân cực α (hệ số phân cực) của phân tử. Chùm sáng laser có thể được coi là một sóng điện từ dao động với vector điện E. Khi tương tác với mẫu nó sẽ giảm momen lưỡng cực điện P = αE và làm biến dạng phân tử. Do hiện tượng biến dạng theo chu kỳ, phân tử sẽ bắt đầu dao động với tần số đặc trưng υm.

 

 

  

Hình 1. Sơ đồ biến đổi Raman

 

 

Biên độ dao động được gọi là chuyển vị hạt nhân. Nói một cách khác, ánh sáng laser đơn sắc với tần số kích thích các phân tử υ0 và chuyển chúng thành các lưỡng cực dao động. Các lưỡng cực dao động này phát ra ánh sáng ở 3 bước sóng khác nhau (Hình 1) khi:

 

1. Một phân tử không có chế độ hoạt động Raman hấp thụ một Photon với tần số υ0. Phân tử được kích thích sẽ trở lại trạng thái dao động cơ bản ban đầu và phát xạ ánh sáng với cùng tần số υ0 như nguồn kích thích. Loại tương tác này được gọi là tán xạ Rayleigh đàn hồi.

 

2. Một Photon có tần số υ0 được hấp thụ bởi một phân tử hoạt động Raman đang ở trạng thái dao động cơ sở tại thời điểm diễn ra tương tác. Một phần năng lượng của Photon được truyền sang trạng thái hoạt động Raman υm và kết quả là tần số của ánh sáng tán xạ giảm đi thành (υ0 – υm). Tần số Raman này được gọi là tần số Stokes hoặc chỉ là “Stokes”.

 

3. Một photon có tần số υ0 được hấp thụ bởi một phân tử hoạt động Raman đã ở trang thái dao động kích thích tại thời điểm tương tác. Năng lượng thừa của chế độ hoạt động Raman kích thích được giải phòng, phân tử quay trở lại trạng thái dao động cơ sở ban đầu và kết quả là tần số của ánh sáng tán xạ tăng thành (υ0 + υm). Tần số Raman này được gọi là tần số Phản Stokes hoặc chỉ là “Anti-Stokes”.

 

Khoảng 99,999% các photon tới trong Raman tự phát trải qua tán xạ Rayleigh đàn hồi. Loại tín hiệu này không sử dụng được cho mục đích mô tả đặc điểm phân tử. chỉ khoảng 0,001% ánh sáng tới tạo ra tín hiệu Raman không đàn hồi với tần số (υ0 ± υm). Tán xạ Raman tự phát rất yếu và phải có phương pháp đặc biệt để phân biệt nó với tán xạ chiếm ưu thế Rayleigh. Các thiết bị như bộ lọc khấc bỏ dải, bộ lọc điều chỉnh được, khe chặn laser, các hệ thống quang phổ kế hai hoặc ba lần được sử dụng để làm giảm tán xạ Rayleigh và thu nhật các phổ Raman chất lượng cao.

 

 

2. Thiết bị

 

Một hệ thống Raman điển hình có 4 hợp phần chính:

 

1. Nguồn kích thích (Tia laser)

2. Hệ thống chiếu sáng mẫu và hệ thống quang thu ánh sáng tán xạ

3. Bộ chọn bước sóng (bộ lọc hoặc quang phổ kế)

4. Đầu dò (đầu dò chuỗi diode quang, CCD hoặc PMT)

 

 

 

Một mẫu thường được chiếu sáng bởi một chùm laser trong vùng tử ngoại (UV), khả kiến (Vis) hoặc hồng ngoại gần (NIR). Ánh sáng tán xạ được thu vào một thấu kính và được đi qua bộ lọc nhiễu hoặc quang phố kế để thu phổ Raman của mẫu.

 

Chùm tia laze thường được dùng làm nguồn sáng bởi cường độ lớn và khả năng tập trung vào một điểm nhỏ trên mẫu. Ánh sáng laze phân cực và được xác định bởi tỷ lệ phân cực. Thường laze khí hay dùng là argon cho 2 vạch phát xạ mạnh tại bước sóng 514 và 488 nm. Trong máy quang phổ Raman-FT, nguồn laze Nd:YAG thường có bước sóng phát xạ 1064nm. Ngoài ra còn có nguồn laze diode với nhiều bước sóng phát xạ hơn, nhưng hay dùng nhất là ở bước sóng 976, 830, và 785nm.

 

Vì tán xạ Raman tự phát rất yếu nên khó khăn chính của quang phổ Raman là tách tán xạ này khỏi tán xạ Rayleigh có cường độ cao. Nói chính xác hơn, vấn đề chính không ở bản thân tán xạ Rayleigh mà do cường độ ánh sáng lạc từ tán xạ Rayleigh có thể lớn hơn nhiều so với cường độ của tín hiệu Raman khả dụng ở khoảng rất gần với bước sóng laser. Trong nhiều trường hợp, vấn đề này được giải quyết một cách đơn giản bằng cách cắt đi dải phổ gần với vạch laser là vùng ánh sáng lạc có ảnh hưởng lớn nhất. Người ta sử dụng bộ lọc nhiễu (đã có trên thị trường) để cắt dải phố ± 80-120 cm-1 từ vạch laser. Phương pháp này hiệu quả trong việc loại bỏ ánh sáng lạc nhưng không cho phép đo được các chế độ Raman tần số thấp trong khoảng dưới 100 cm-1.

 

Ánh sáng lạc phát sinh từ quang phổ kế chủ yếu do tán xạ ánh sáng trên cách tử và phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng cách tử. Đặc thù của quang phổ kế Raman là sử dụng cách tử holographic (tạo thành bằng cách chiếu 2 chùm tia lazer giống nhau từ 1 góc thích hợp lên bề mặt thủy tinh có tẩm chất cản quang), có các rãnh đồng đều về hình dáng và kích thước, có độ sai khác khi sản xuất ít hơn nhiều so với cách tử dòng. Ánh sáng lạc tạo bởi cách tử holographic là một trật tự cấp sáng có cường độ thấp hơn so với ánh sáng lạc phát sinh từ cách tử dòng với cùng mật độ rãnh.

 

Sử dụng tán xạ nhiều cấp là một cách khác để giám ảnh hưởng của ánh sáng lạc. Quang phổ kế cấp 2 hoặc cấp ba cho phép thu được phổ Raman mà không cần sử dụng các bộ lọc nhiễu. Trong những hệ thống như thế, các chế độ Raman hoạt động ở tần số thấp 3–5cm-1 có thể được phát hiện hiệu quả.

 

Trước đây người ta chủ yếu sử dụng các đầu dò đơn điểm chẳng hạn như Ống nhân quang đếm photon (PMT). Tuy nhiên một phổ Raman đơn thu được từ đầu dò PMT ở chế độ quét số sóng tốn thời gian, làm chậm qui trình thực hiện các công việc dựa trên kỹ thuật phân tích Raman. Hiện nay, các nhà nghiên cứu sử dụng ngày càng phổ biến các đầu do đa kênh như đầu dò chuỗi diot quang (PDA) hay phổ biến hơn là các cảm biến điện tích kép (CCD) để phát hiện ánh sáng tán xạ Raman. Độ nhạy và hiệu suất của các đầu dò CCD hiện đại ngày càng được nâng cao. Trong nhiều trường hợp CCD trở thành đầu dò được lựa chọn cho quang phổ Raman.

 

 

3. Các biện pháp tăng cường độ tín hiệu Raman

 

3.1. Raman kích thích

 

Người ta đã phát hiện ra rằng nếu mẫu được chiếu sáng bởi một xung laser rất mạnh sẽ xuất hiện hiện tượng “phi tuyến tính” trong tín hiệu Raman. Khi so sánh nguồn laser liên tục (CW) với xung laze điện trường khoảng 104 V/cm, với xung laser ở điện trường khoảng 109V/cm sẽ chuyển một phần lớn hơn nhiều của ánh sáng tới thành ánh sáng tán xạ Raman hữu dụng và tăng đáng kể tỷ số tín hiệu trên nhiễu (signal-to-noise).

Hình 2. Sơ đồ Raman kích thích

 

 

Tán xạ Raman kích thích là một ví dụ về quang phổ Raman “phi tuyến”. Một xung laser rất mạnh với cường độ điện trường > 109V/cm chuyển tới 50% năng lượng xung laser vào vạch liên kết ở tần số Stokes (υ0 - υm) đầu tiên (Hình 2). Chùm Stokes ngược hướng với chùm laser tới. Chỉ có chế độ υm, là phổ mạnh nhất trong phổ Raman thông thường được khuếch đại đáng kể. Tất cả các chế độ hoạt động Raman khác yếu hơn đều không được hiển thị. Tần số Stokes rất mạnh và có vai trò như một nguồn kích thích thứ cấp và tạo ra vạch Stokes thứ 2 với tần số (υ0 - 2υm). Vạch Stokes 2 lại tạo ra vạch Stokes 3 với tần số (υ0 - 3υm) ... Kỹ thuật Raman kích thích có được tín hiệu Raman có độ lớn hơn 4 – 5 lần so với tán xạ Raman thông thường

 

3.2. CARS - Raman đối Stokes kết hợp

 

Raman đối Stokes kết hợp Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy, CARS, là một dạng quang phổ Raman “phi tuyến” khác. Thay vì chỉ có một nguồn laser truyền thống, 2 nguồn laser cộng tuyến rất mạnh được chiếu vào mẫu. Tần số của chùm laser thứ nhất thường không đổi còn tần số của chùm laser thứ hai có thể được điều chỉnh để hiệu số tần số của 2 chùm laser bằng đúng tần số của chế độ Raman hoạt động đang nghiên cứu. Chế độ đặc biệt này là chế độ mạnh nhất trong tín hiệu Raman.

 

Với CARS, chỉ có thể nhận được một đỉnh Raman duy nhất. Trong trường hợp này, không nhất thiết phải có bộ đơn sắc, chỉ cần một bộ lọc nhiễu dải rộng và một đầu dò đặt sau bộ lọc là đủ.

 

Hình 3. Sơ đồ chuyển đổi CARS

 

Hai chùm laser với tần số υ1 và υ2 (υ1 > υ2) tác động một cách kết hợp, và do trộn sóng, tạo ra ánh sáng tán xạ mạnh với tần số (2υ1 - υ2) (Hình 3). Nếu hiệu số tần số của 2 chùm laser (υ1 - υ2) bằng với tần số υm của chế độ hoạt động Raman (dao động hoặc xoay vòng hoặc chế độ khác) thì sẽ phát xạ một ánh sáng mạnh có tần số (υ1 + υm). Nói cách khác, để thu được tín hiệu Raman mạnh thì tần số chùm laze thứ cấp phải điều chỉnh bằng υ2 = υ1 - υm. Sau đó, tần số của ánh sáng tán xạ sẽ là (υ1 - υ2 = 2υ1- (υ1 - υm) = υ1 + υm), lớn hơn tần số kích thích υ1 và do đó được coi là tần số đối Stokes. Thuật ngữ Quang phổ đối Stokes kết hợp xuất phát từ việc sử dụng 2 chùm laser kết hợp và tạo ra tín hiệu có tần số đối Stokes.

 

3.3. Raman cộng hưởng (RR)

 

Nhiều hợp chất, nhất là các chất có màu, có thể hấp thụ năng lượng chùm laser và sinh ra huỳnh quang mạnh, làm nhiễu phổ Raman. Đây là một trong những vấn đề quan trọng trong quang phổ Raman, nhất là khi sử dụng laser trong vùng UV.

 

Tuy nhiên, người ta đã phát hiện ra trong một số điều kiện cụ thể, một số dạng phân tử màu có thể tạo ra tán xạ Raman mạnh thay vì tạo ra huỳnh quang. Hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng cộng hưởng Raman. Hiệu ứng xảy ra khi tần số laser kích thích được chọn sao cho đi qua tần số của trạng thái kích thích điện tử và cộng hưởng với chúng. Cường độ của dải Raman phát sinh từ sự chuyển đổi điện tử giữa 2 trạng thái này được tăng lên 3 – 5 lần. Không phải tất cả các dải của phổ Raman tức thời được tăng lên. Chỉ có nhóm mang màu, nhóm tạo thành màu của phân tử được tăng lên nhiều nhất. Nguyên nhân là nhóm mang màu thường có mức hấp thụ ánh sáng cao nhất.

 

Hình 4. Sơ đồ chuyển đổi Raman cộng hưởng

 

 

Cường độ lớn nhất của tín hiệu Raman cộng hưởng có được khi tần số chùm laser bằng với trạng thái kích thích điện tử thứ nhất hoặc thứ 2 (Hình 4). Do vậy laser điều chỉnh được là lựa chọn phù hợp nhất cho kỹ thuật RR. Mặc dù kể cả khi tần số của chùm laser không bằng chính xác trạng thái kích thích điện tử thì tín hiệu Raman vẫn xuất hiện đáng kể.

 

3.4. SERS và SERRS

 

Quang phổ Raman tăng cường bề mặt sử dụng hiệu ứng sau. Tín hiệu Raman từ các phân tử được hấp thụ trên bề mặt của một kim loại xác định có thể được tăng lên 5 – 6 lần so với tín hiệu Raman của cùng phân tử đó khi ở dạng thể tích khối. Nguyên nhân chính xác của hiện tượng tăng đáng kể này còn đang được thảo luận. Tuy nhiên, do cường độ của tín hiệu Raman tỷ lệ với bình phương moment lưỡng cực điện P = αE, nên có thể có 2 nguyên nhân hoặc do tăng hệ số phân cực α hoặc cường độ điện trường E tăng.

 

Trường hợp thứ nhất hệ số phân cực tăng có thể xuất hiện do ảnh hưởng dịch chuyển điện tích hoặc hình thành liên kết hóa học giữa bề mặt kim loại và phân tử đang nghiên cứu. Đây được gọi là tăng cường hóa học.

 

Trường hợp thứ 2 liên quan đến tương tác giữa chùm laser với bề mặt không đồng đều của kim loại như với các vi hạt kim loại hoặc bề mặt sần sùi. Người ta tin rằng ánh sáng laser làm kích tích điện tử dẫn trên bề mặt kim loại dẫn tới cộng hưởng plasma bề mặt và làm tăng mạnh cường độ điện trường E. Đây còn được gọi là tăng cường điện từ.

 

Trong mọi trường hợp, việc lựa chọn bề mặt kim loại phù hợp rất quan trọng. Các loại bề mặt kim loại phổ biến nhất được sử dụng cho SERS là các điện cực bạc khắc ăn mòn điện hóa cũng như keo vàng hoặc bạc có kích thước hạt trung bình nhỏ hơn 20 nm.

 

Nhược điểm của SERS là khó giải phổ. Sự tăng cường độ của tín hiệu lớn đến mức các dải Raman trở nên rất yếu và không đáng kể trong phổ Raman tự sinh có thể xuất hiện trong SERS. Một số chất bẩn dạng vết cũng tạo thêm các đỉnh phụ. Nói một cách khác, do tương tác hóa học với bề mặt kim loại, một số đỉnh mạnh trong phổ Raman thông thường sẽ không xuất hiện trong SERS. Đặc điểm phi tuyến tính của cường độ tín hiệu là một hàm của nồng độ càng làm vấn đề phức tạp hơn. Cần xem xét cẩn thận các yếu tố vật lý và hóa học khi diễn dịch phổ SERS và điều này làm cho việc sử dụng thực hành trở nên hết sức khó khăn.

 

Kỹ thuật SERRS, Quang phổ Cộng hưởng Tăng cường Bề mặt được phát triển để khắc phục sự những phức tạp này. Kỹ thuật này sử dụng đồng thời cả hiệu ứng tăng cường bề mặt và hiệu ứng cộng hưởng và vì thế tạo ra sự gia tăng tín hiệu Raman. Ưu điểm chính của SERRS là phổ của nó rất giống với phổ Raman Cộng hưởng thông thường và do vậy dễ giải thích hơn rất nhiều.

 

 

4. Ưu điểm và ứng dụng:

 

  • Độ nhạy cao, dữ liệu cho nhiều thông tin hữu ích, bản chất mẫu không thay đổi,

 

  • Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: hóa học, sinh học, địa chất, dược, pháp y, kiểm nghiệm môi trường, khoa học vật liệu, các hiện vật văn hóa, phân tích thất bại….

 

  • Có sẵn thư viện phổ với trên dưới phổ Raman của 16,000 hợp chất, để tra cứu trực tiếp

 

Trong nhiều phòng thí nghiệm, kỹ thuật phổ hồng ngoại và phổ Raman được dùng bổ trợ cho nhau, vì mỗi phương pháp lại cho một lượng thông tin về mẫu khác nhau. Trong khi phổ Hồng ngoại IR nhạy với các nhóm chức thì phổ Raman lại nhạy với cấu trúc và các liên kết đối xứng.

 

Ngoài ra, kỹ thuật phổ Raman còn có một số ưu điểm khác:

 

  • Không cần chuẩn bị mẫu hoặc tối giản qui trình chuẩn bị mẫu,

 

  • Lấy mẫu trực tiếp qua lọ đựng bằng thủy tinh không cần làm sạch ở chân không cao và làm khô bình đựng mẫu. (các vật liệu thủy tinh, nước, nhựa… có phổ Raman rất yếu nên không ảnh hưởng đến quá trình phân tích). Mẫu có thể đựng trong bình kín, không cần mở tránh nhiễm bẩn mẫu hoặc nguy hại tới môi trường.

 

  • Phân tích không cần phá mẫu (không cần hòa tan, nén, nghiền mẫu hay làm thay đổi tính chất hóa lý của mẫu), như vậy cùng với mẫu đó có thể sử dụng cho phân tích khác.

 

  • Phân tích không có sự xâm nhập, cho phép nghiên cứu các tính năng của mẫu ổn định hơn, ví dụ như cấu trúc tinh thể, quá trình chuyển pha, các dạng thù hình..

 

  • Giảm thiểu nhiễu do nước

 

  • Không bị nhiễu bởi CO2 và H2O trong không khí

 

  • Tỷ lệ ánh sáng tán xạ tỷ lệ thuận với lượng chất đo, các phân tử khác nhau sẽ cho phổ Raman khác nhau. Nên phổ Raman vừa có tính định tính vừa có tính định lượng cho phép giả phổ dễ hơn, tìm kiếm trong thư viện, thao tác dữ liệu và ứng dụng phương pháp đo hóa học.

 

Không giống các kỹ thuật dao động khác, phạm vi bước sóng hoạt động của nó thường độc lập với chế độ rung nghiên cứu. Vì phổ Raman đo sự thay đổi tần số của tia laze kích thích, nên có thể hoạt động ở bất cứ vùng nào trong dải từ nhìn thấy UV đến hồng ngoại gần NIR. Do đó nó cho phép thu được các thông tin ở chế độ dao động trong dải sóng từ 2 – 200 μm. Như vậy, kỹ thuật này rất thích hợp để nghiên cứu các vật liệu vô cơ có tần số dao động trong vùng hồng ngoại xa.

 

Phổ tán xạ Raman kết hợp kính hiển vi dùng bước sóng nhìn thấy kích thích cho độ phân giải tới 1μm và được sử dụng rộng rãi trong phân tích nhiễu mẫu ở mức độ micron.