激光拉曼光谱是一种可以作为诊断组织分子结构的物理探针, 具有辅助诊断良恶性肿瘤和判断预后的作用。本研究探索应用激光共聚焦拉曼光谱对脑胶质瘤进行快速诊断与分级, 辅助用于术中及术后胶质瘤诊断与鉴别诊断。本研究使用Renishaw InVia激光共聚焦拉曼光谱仪, 采用514 nm激发光源, 测量新鲜Ⅲ、Ⅳ级人脑胶质瘤组织及正常人脑组织样本共计14例。结果显示: 采用绝对峰位移比较、特征峰位移比值、聚类分析等方法分析激光共聚焦拉曼光谱检测数据, 证实正常脑组织与脑胶质瘤组织在1 664、2 852、2 882和2 930 cm–1处表现出明显的拉曼位移差异; Ⅲ级、Ⅳ级脑胶质瘤组织之间亦在1 235、1 260、1 311、1 360、1 583、1 660、3 160和3 300 cm–1处表现出明显的拉曼绝对位移差异, 并在I1 660/I1 583、I1 311/I1 360、I1 235/I1 360等处表现出显著的、具有诊断意义的相对位移差异。综上, 利用激光共聚焦拉曼光谱能区分脑胶质瘤与正常脑组织, 鉴别诊断Ⅲ、Ⅳ级脑胶质瘤分级准确率可达86%。因此, 激光共聚焦拉曼光谱是一种可行、准确的对脑胶质瘤进行诊断与分级的辅助手段。

了解不同类型烃类的拉曼光谱特征有助于更好地利用拉曼光谱技术分析烃类包裹体。 主要统计和分析了环烷烃和不饱和烃的典型拉曼位移特征。 结果显示, 环戊烷和环己烷C—C键最强拉曼峰主要集中在1 440~1 460 cm-1之间, 而通过环戊烷和环己烷分别在890和785 cm-1的稳定特征峰可以进行区分。 环戊烷随着支链数的增加, 其C—C键最强拉曼峰的波数增大至1 460 cm-1。 含一个支链的五元环烷烃C—C键最强拉曼峰位于1 445 cm-1, 含两个支链的五元环烷烃C—C键最强拉曼峰为1 450 cm-1, 含三个及以上支链的五元环烷烃C—C键最强拉曼峰为1 460 cm-1。 环己烷随着支链数增加C—H键最强拉曼峰发生红移, C—C键最强拉曼峰主要分布在1 440~1 460 cm-1范围内。 含一个支链的环己烷最强拉曼峰组合特征明显, 分布在1 445 cm-1±, 1 034 cm-1±, 2 853 cm-1±和2 934 cm-1±, 含两个支链的环己烷C—C键分布在1 440~1 460 cm-1, C—H键的最强拉曼峰为2 926 cm-1±, 含三个支链的环己烷具有1 459 cm-1±和2 924 cm-1±的最强拉曼峰组合。 烯烃碳碳双键的特征峰为1 641 cm-1±。 炔烃特征峰在2 200 cm-1±, 而1 445 cm-1±, 2 908 cm-1±和2 933 cm-1±三个强峰可作为辅助识别标志。 这些特征可以用于识别烃类包裹体中的环烷烃和不饱和烃。

烃类包裹体被用于含油气盆地中油气的生成、 运移、 聚集等研究中, 确定其中的烃类分子类型具有重要意义。 激光拉曼光谱技术作为单个流体包裹体非破坏性分析技术受到广泛重视, 但在烃类包裹体研究方面受到两个方面的制约, 一是油气烃类物质的复杂性导致不好识别; 二是大部分烃类包裹体会发荧光而覆盖了拉曼信号。 通过对大量石油组分常见的烃类分子拉曼光谱特征统计, 总结了饱和链状烷烃和芳香烃的拉曼特征。 结果显示, 碳数大于10的正构烷烃可通过1 438, 2 890和2 850 cm-1三个拉曼峰组合识别, 而异构化烷烃（以C8H18为例）C—C（1 450 cm-1±）和C—H（2 875 cm-1±）的最强拉曼峰组合可作为识别含一个支链的异构烷烃的标志, 含两个支链的异构烷烃有一个稳定的拉曼强峰在2 875 cm-1。 含一个苯环的芳香烃可通过在1 600 cm-1附近的稳定双峰确定; 以1 005 cm-1和3 060 cm-1两个特征峰组成的强拉曼组合峰可识别苯环上含单个支链的芳香烃; 1 250 cm-1±和2 910～2 920 cm-1的拉曼强峰组合可识别苯环上含三个支链的芳香烃。 含两个苯环的芳香烃不仅在1 600 cm-1处有稳定的拉曼双峰, 而且在2 800～3 300 cm-1范围内具有一稳定的最强拉曼峰（3 060 cm-1）。 本次总结的规律可以用于识别烃类包裹体中的链烷烃和芳香烃, 而分析结果表明短波长光源（蓝光到紫外光）的拉曼光谱仪分析烃类包裹体可以有效避免荧光干扰。

本文通过研究RRUFF数据库中12件石榴石样品的拉曼光谱,发现随着金属离子相对含量的变化,特征峰的拉曼位移有规律地偏移,并据此建立了镁铝榴石-铁铝榴石系列中样品的二价阳离子铁镁含量比率与硅氧四面体旋转振动和Si-O伸缩振动拉曼位移的线性关系模型,相关系数分别为0.979和0.986,并用交叉验证法检验了线性模型的可靠性。本文提出的利用拉曼位移进行相对定量分析的方法,可以为拉曼光谱的定量分析提供新的研究思路。

目的: 分析研究胃正常和癌变粘膜组织的拉曼光谱特征, 为拉曼光谱应用于胃癌的临床检测诊断奠定基础。方法: 收集胃镜检查中活检的19例正常和12例癌变胃粘膜组织标本, 采用785 nm激发光拉曼光谱仪进行拉曼光谱采集。比较分析胃正常和癌变粘膜组织的拉曼光谱特征差异并研究其区分正常和癌变组织的价值。结果: 1)特征峰1 098 cm-1、1 444 cm-1、1 555 cm-1、1 660 cm-1等在胃癌组织中发生了移位, 平均位移(2.57±1.28)cm-1, 以红移为主; 2)癌变组织中相对峰强比I1087 cm-1/I1207 cm-1≥1.87, 其区别胃癌和正常胃粘膜组织的准确率、灵敏度和特异度分别为87.1%、83.3%、89.5%; 3)癌组织中增加了表征蛋白质的特征峰1 262 cm-1、1 586 cm-1, 但同时减少了表征蛋白质和脂质特征峰1 172 cm-1。结论: 拉曼光谱不仅可以准确区分正常和癌变, 而且可以探索癌变相关的分子生化改变。拉曼光谱在胃癌的跟踪发现和检测诊断中具有良好前景。

应用金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了方解石-Ⅰ在静水高压作用下相转变为方解石-Ⅲ的过程。 结果表明, 压力增大的过程中, 方解石-Ⅰ晶体的三个拉曼特征峰均向高频移动； 在1 103 MPa条件下, 体系中的水介质结冰, 冰点处方解石-Ⅰ晶体性质没有变化； 继续加压至1 752 MPa时矿物的拉曼特征峰发生了突变, 表明晶体由方解石-Ⅰ相转变为方解石-Ⅲ相中的的A型方解石； 相变后矿物的拉曼特征峰显示了从矿物内部向边缘的过渡中, 相变程度逐渐增大的趋势； 该研究也体现了金刚石压腔结合拉曼光谱技术在定性分析矿物结构相变过程中原位测试的优势。

应用金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了重水在291 K, 0.1～800 MPa条件下的拉曼谱图。 结果表明： 压力增大的过程中, 重水的拉曼伸缩振动光谱向低频方向移动, 并且频移和压力基本呈线性相关。 频移没有突变, 没有发生相的转变。 将重水的拉曼谱峰分解为代表分子内O—D振动的高频峰和代表分子间氢键振动的低频峰。 研究这两种不同类型谱峰的性质, 发现代表分子间氢键的低频峰峰面积在不同的压力范围内呈现出不同的变化特征, 压力对分子间氢键的影响并不是持续不变的。 拉曼峰的峰面积反映的是产生这种拉曼峰的振动的数目, 峰面积的变化反映了特征振动数目的变化。 由于分子间氢键的强相互作用, 水分子总是倾向于形成对称的空间五分子四面体结构, 因此最大峰面积代表了最稳定的五分子团簇结构。