產(chǎn)品推薦:氣相|液相|光譜|質(zhì)譜|電化學(xué)|元素分析|水分測(cè)定儀|樣品前處理|試驗(yàn)機(jī)|培養(yǎng)箱


化工儀器網(wǎng)>技術(shù)中心>解決方案>正文

歡迎聯(lián)系我

有什么可以幫您? 在線咨詢

【前沿速遞】拉曼光譜技術(shù)大爆發(fā)!這些最新應(yīng)用顛&覆你的認(rèn)知

來源:奧譜天成(廈門)光電有限公司   2025年04月28日 17:35  

引言

拉曼光譜技術(shù)正以驚人的速度滲透到科研、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域,成為分子世界的"超級(jí)偵&探"。從單細(xì)胞代謝成像到腫瘤手術(shù)精準(zhǔn)導(dǎo)航,從古文物鑒定到鋰電池優(yōu)化,拉曼光譜正在改寫多個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)!今天,我們就來盤點(diǎn)這項(xiàng)諾獎(jiǎng)技術(shù)的最新突破性應(yīng)用。



1.MHz級(jí)超快拉曼:活體代謝實(shí)時(shí)"電影"


傳統(tǒng)拉曼光譜受限于低靈敏度和慢速采集,難以捕捉生命活動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程。華中科技大學(xué)王平團(tuán)隊(duì)開發(fā)的FIRE技術(shù)徹&底改變了這一局面。為腫瘤代謝研究、神經(jīng)遞質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供全新工具


技術(shù)突破

  • 每秒百萬光譜:采用1MHz納秒脈沖激光+光纖陣列時(shí)域延展技術(shù),比傳統(tǒng)CCD快千倍

  • 單光子靈敏度:硅光電倍增管(SiPM)可檢測(cè)單個(gè)拉曼光子,信噪比提升顯著

  • 活體線蟲代謝成像:5分鐘完成整只線蟲全波段(300-4300cm?1)化學(xué)成像,清晰追蹤葡萄糖代謝路徑


  • 應(yīng)用案例:活體線蟲代謝成像

  • 圖片


圖1 FIRE對(duì)整只線蟲的糖代謝追蹤成像


研究團(tuán)隊(duì)僅用5分鐘就完成了整只線蟲的無標(biāo)記化學(xué)成像,清晰追蹤了D7-葡萄糖的代謝路徑。結(jié)果顯示,在daf-2突變體線蟲中,葡萄糖優(yōu)先被代謝用于皮膚增厚,而非能量供應(yīng),這一發(fā)現(xiàn)為代謝疾病研究提供了全新視角。


行業(yè)影響

FIRE技術(shù)使活體實(shí)時(shí)代謝監(jiān)測(cè)成為可能,未來在腫瘤術(shù)中邊界界定、神經(jīng)遞質(zhì)動(dòng)態(tài)追蹤等領(lǐng)域潛力巨大。


2.AD早期診斷:血液中的"分子密碼"

上海交大葉堅(jiān)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的MORE SERSome技術(shù)破解了阿爾茨海默病早期診斷難題:


圖片

2 MORE SERSome方法學(xué)示意圖


技術(shù)創(chuàng)新

*血清代謝物指紋解析:結(jié)合質(zhì)譜識(shí)別出麥角硫因等關(guān)鍵標(biāo)志物

*AI增強(qiáng)診斷:圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)AUC 91.5%的區(qū)分準(zhǔn)確率

*無創(chuàng)低成本:相比腦脊液檢測(cè)更易推廣

突破點(diǎn):首&次實(shí)現(xiàn)非標(biāo)記SERS對(duì)復(fù)雜血液樣本的分子水平解析


應(yīng)用前景

該技術(shù)首&次實(shí)現(xiàn)非標(biāo)記SERS對(duì)復(fù)雜血液樣本的分子水平解析,未來可拓展至帕金森病、心血管疾病等代謝異常相關(guān)疾病的早期篩查


3.新能源材料:鋰電池的"CT掃描"


天津大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用原位拉曼光譜揭示了磷摻雜TiO?負(fù)極的性能提升機(jī)制。

圖片

3 用于原位拉曼測(cè)量的帶三電極系統(tǒng)的電化學(xué)電池示意圖。


研究發(fā)現(xiàn)

*動(dòng)態(tài)相變觀測(cè):首&次捕捉到LiTiO?新相的形成1

*工藝優(yōu)化指導(dǎo):發(fā)現(xiàn)2%-5%磷摻雜可提升鋰離子傳輸速率1

*無損檢測(cè):避免傳統(tǒng)XRD的樣品破壞


應(yīng)用前景

該技術(shù)首&次實(shí)現(xiàn)非標(biāo)記SERS對(duì)復(fù)雜血液樣本的分子水平解析,未來可拓展至帕金森病、心血管疾病等代謝異常相關(guān)疾病的早期篩查



未來展望


1.人工智能融合:深度學(xué)習(xí)破解復(fù)雜光譜的"分子密碼"

深度學(xué)習(xí)算法:如上海交大的SERSome-圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可解析復(fù)雜光譜的分子指紋

開集識(shí)別技術(shù):中科院團(tuán)隊(duì)開發(fā)的單細(xì)胞拉曼結(jié)合開集深度學(xué)習(xí),在復(fù)雜環(huán)境中精準(zhǔn)識(shí)別病原菌,準(zhǔn)確率達(dá)93%


2.單分子檢測(cè):dCERS技術(shù)實(shí)現(xiàn)可重復(fù)定量,上海交大團(tuán)隊(duì)基于單分子計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)1fM級(jí)超靈敏定量,解決50年來SERS重復(fù)性難題

3.便攜化革命:手持設(shè)備檢測(cè)限已達(dá)0.1%,中國農(nóng)大團(tuán)隊(duì)利用便攜拉曼儀實(shí)現(xiàn)水稻病害早期識(shí)別,準(zhǔn)確率超97%。

從活體代謝成像到癌癥精準(zhǔn)手術(shù),從AD早期篩查到新能源材料優(yōu)化,拉曼光譜技術(shù)正以前&所&未&有的速度推動(dòng)多個(gè)領(lǐng)域的革新。隨著AI、納米材料、單分子檢測(cè)等技術(shù)的融合,未來拉曼光譜將在精準(zhǔn)醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)質(zhì)檢等領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值!






相關(guān)產(chǎn)品推薦




奧譜天成ATR8800系列顯微拉曼光譜儀

集成了最多達(dá)4個(gè)激光器,并結(jié)合了顯微鏡及拉曼光譜儀兩者的優(yōu)點(diǎn),顯微拉曼檢測(cè)平臺(tái)使得所見即所測(cè)成為可能,可視化的精確定位拉曼檢測(cè)平臺(tái),使得觀測(cè)者可以檢測(cè)樣品上不同表面狀態(tài)的拉曼信號(hào),并可在計(jì)算機(jī)上同步顯示所檢測(cè)位置的微區(qū)形態(tài),極大便利了拉曼微區(qū)檢測(cè)。

 圖片

ATR8800全系列可以進(jìn)行全自動(dòng)對(duì)焦、全自動(dòng)掃描,一鍵操作,可以進(jìn)行批量實(shí)驗(yàn)、均勻性掃描等,無需等待,且可以獲得高可靠性的掃描成像拉曼數(shù)據(jù);

ATR8800配備不同焦距的光譜儀,以達(dá)到不同分辨率的要求,ATR8800還配備專門為拉曼系統(tǒng)設(shè)計(jì)的物鏡,使得激光光斑接近衍射極限,再通過500萬相機(jī)將焦點(diǎn)信息準(zhǔn)確直觀的顯示在電腦上??朔似胀ǖ睦到y(tǒng)中收集拉曼信號(hào)的焦面稍高于或稍低于實(shí)際最佳焦面的問題,從而提高拉曼光譜質(zhì)量。

ATR8800完&美地解決了相機(jī)成像時(shí)光路的損失,實(shí)現(xiàn)了相機(jī)成像與拉曼信號(hào)收集的分離,從而得到最佳的信號(hào)強(qiáng)度。同時(shí),ATR8800使用專門為顯微拉曼系統(tǒng)優(yōu)化的高性能拉曼,無論是靈敏度,信噪比,穩(wěn)定性等,都是行業(yè)領(lǐng)&先水平,為拉曼研究提供了強(qiáng)有力的保障。

圖片



免責(zé)聲明

  • 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
企業(yè)未開通此功能
詳詢客服 : 0571-87858618