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。

以焦炉上升管内壁结焦炭层块为研究对象, 采用X射线荧光光谱仪(XRF)、 X射线衍射仪(XRD)、 傅里叶红外光谱仪(FTIR)和激光共聚焦拉曼光谱仪(Raman)对结焦炭层的元素组成, 以及各结焦炭层的矿物组成、 组成结构和分子结构进行测试。 分析从结焦炭层块外表面向内表面过渡的各结焦炭层的差异性, 揭示焦炉上升管内壁结焦机理。 结果表明焦炉上升管内粉尘中Fe, S和Cr极易催化荒煤气中蒽、 萘等稠环芳烃化合物成炭, 在焦炉上升管内壁形成炭颗粒沉积, 为焦油凝结挂壁提供载体, 在荒煤气温度降至结焦温度时易结焦积碳。 结焦炭层均含有芳香层结构, 随着结焦炭层从外表面向内表面过渡, 各结焦炭层的面层间距(d002)逐渐降低、 层片直径(La)先降低后增加、 层片堆砌高度(Lc)和芳香层数(N)先稳定后增加。 结焦炭层石墨化过程是由结焦炭层内表面向外表面进行, 主要包括其片层外缘的羧基和部分C—O结构的降解剥离, 从而形成高度规整的共轭结构。 结焦炭层块中C元素是以结晶碳与无定型碳的混合物形式存在。 以上研究为解决焦炉上升管内壁结焦及腐蚀问题, 提高换热器换热效率, 有效回收焦炉荒煤气显热, 降低焦化企业能耗提供实验基础和理论依据。

三苯基锡（TPhT）是目前已知的内分泌干扰物中唯一的两种金属化合物之一, 被广泛应用于工业、 农业和交通领域, 其大量使用会对土壤、 海洋和内陆淡水环境造成不同程度的影响。 本实验采用激光共聚焦拉曼光谱采集固体TPhT的拉曼光谱信号, 尝试将该方法用于TPhT检测, 探索该方法的可行性, 并进行检测参数的优化选择。 将拉曼光谱分析检测方法与TPhT的物性研究相结合, 根据TPhT分子中不同官能团振动模式的不同, 将拉曼谱图分为高、 中、 低3个波数区(1 500～3 200, 900～1 500和100～900 cm-1)进行拉曼谱峰的归属与分析, 得到了TPhT的特征振动模式和拉曼特征峰, 并建立一套TPhT的标准拉曼图谱库, 光谱范围在100～3 200 cm-1之间。 结果表明, 当激光功率选择为衰减到原激光功率(500 mW)的0.5%、 曝光10 s、 累积2次时, 得到的拉曼谱图信噪比高且检测时间短。 在212, 332, 657, 997和1 577 cm-1处出现的信号强度较高的拉曼峰, 可作为固体TPhT拉曼检测的特征峰, 657和997 cm-1处拉曼特征峰的同时出现即可认为复杂的环境样品中存在TPhT。 实验结果给出了辨别TPhT存在的标志, 这些结果将为拉曼光谱用于实际环境样品中TPhT的残留检测提供理论依据和数据基础。

作为一种常规光谱测量技术, 拉曼光谱仪应用广泛并具有特定的校准方法。 主要面向激光共聚焦显微拉曼光谱仪, 概括介绍了激光共聚焦显微拉曼光谱仪的测量原理、 结构及主要组成部分, 重点介绍了激光共聚焦显微拉曼光谱仪的校准项目和校准过程, 重点是分光计(摄谱仪)校准和激光器激发波长校准。 在传统校准方法的基础上提出了一种更准确、 新的获得实际激发波长的方法, 即在Δν=0处校准的方法。 根据此新的激发波长校准方法测量单质硫的拉曼频移, 并将硫的拉曼频移值与美国材料与试验协会(ASTM)值比较。 结果表明此校准步骤正确, 从而进一步提出了一种更为合理的激光共聚焦显微拉曼光谱仪的校准程序。