便携拉曼光谱快速无损定量检测酱料中山梨酸钾一、研究背景目前市场多数酱料调味产品是固液混合的黏稠状态, 其水分含量高、基质成分复杂, 生产过程中也容易引入环境中的生物污染物,  因此为防止酱料产品被微生物污染变质, 企业往往会添加防腐剂。市场上酱料品牌众多, 准入门槛较低, 生产企业技术和管理水平不高导致产品良莠不齐, 部分不法商贩添加防腐剂的量已超过国家标准, 对消费者的身体健康构成了威胁。酱料中最常用的防腐剂是山梨酸钾, 是山梨酸的钾盐, 可以通过与微生物酶系统的巯基结合, 同时抑制微生物中脱氢酶的活性, 破坏微生物的酶系统从而实现防腐效果。山梨酸钾的添加不会影响食物的原本味道、颜色和气味, 并且可以保护食物免受分解, 从而增加了其在食品工业中的使用量, 市场中也开始出现食品中山梨酸钾含量超标的问题。因此, 酱料中污染物和产品质量的检测一直受到生产商和消费者的关注。图1 酱料及山梨酸钾图片此研究对两种常见的酱料调味品中的主要防腐剂山梨酸钾含量进行测定, 通过如海光电便携式拉曼光谱仪Portman1064结合化学计量学建立最优的山梨酸钾定量回归模型, 以期实现对胶体酱料的快速无损检测。二、研究内容1. 甜辣酱和香辣酱的拉曼谱图分析甜辣酱和香辣酱样品的拉曼谱图测试结果如图2所示，从图中可以观察到同类别样品之间的拉曼光谱的趋势基本相似, 但是由于酱料中特定成分含量的差异, 样品的拉曼散射效应也有明显的区别, 各个甜辣酱样品在不同的位移范围内有明显的差异, 如1164cm‒1、1389 cm‒1位移为山梨酸钾的典型拉曼特征位移。观察原始谱图, 在1200~1500 cm‒1范围内的光谱信息比较丰富, 以此拉曼位移范围进行甜辣酱的建模。而香辣酱样品在1100 cm‒1和1500 cm‒1 处有明显的峰, 各个香辣酱样品在不同的波段范围内有明显的差异, 在1100~1500 cm‒1范围内的光谱信息比较丰富, 以此波段进行建模来分析香辣酱中的山梨酸钾含量。图2 甜辣酱（a）和香辣酱（b）的拉曼光谱原始图经过S-G(5,2)卷积平滑预处理后的甜辣酱的拉曼光谱谱图如图 3a 所示, 处理后谱图更加平滑, 谱带的峰形更为明显, 在1200 cm‒1和1500 cm‒1 附近的光谱峰更为清晰, 解决了原始光谱的谱带重叠的影响。经过3点1项式卷积平滑和一阶导数预处理后的香辣酱的拉曼光谱谱图如图3b所示, 处理后特征变量的信息更加明显, 在1100 cm‒1附近和1500 cm‒1附近的特征信号更加清晰, 解决了谱带重叠对建模的不利影响。图3 测试S-G(5,2)处理后的甜辣酱拉曼光谱图(a)与 S-G(3,1)+1D 处理后的香辣酱拉曼光谱图(b) 2. 甜辣酱中山梨酸钾的PLSR模型采用不同的光谱信号预处理方法对拉曼数据进行建模比对, 结果如表1所示,经不同预处理方法建立的甜辣酱中山梨酸钾的 PLSR 模型中, S-G(5,2)卷积平滑的效果最好, 移动平滑5点加标准正态变换处理的结果最差, S-G(5,2)预处理建立的山梨酸钾含量的模型校正相关系数为0.9670, 预测相关系数为0.9616,模型的RMSEC值、RMSECV值和RMSEP值分别为 0.0188、0.0212和0.0209, 相对预测偏差 RPDc 值和 RPDp 值分别可以达到5.5957和5.0335, 均大于阈值3。经过 S-G(5,2)处理后的甜辣酱中山梨酸钾的 PLSR 回归模型结果如图4a所示。此外, 由可解释方差图结合得分图(图4b、c)表明, 采用前2 个主成分数时累计贡献率可以达到97%, 可以用来代表原变量, 因此选择 2 个主成分数为最佳因子数。从载荷图(图 4d)和载荷权重图(图4e)可以看出, 在每个主成分下各波长点的载荷和载荷权重的曲线走势相同, 证明该模型具有较好的预测能力。总体结果说明采用 S-G(5,2)处理方式得到的拉曼光谱定量模型效果较好, 可进一步用于在甜辣酱中防腐剂实际检测中的定量分析。图4  S-G(5,2)处理后的甜辣酱拉曼光谱山梨酸钾含量 PLSR 模型(a)、模型可解释方差(b)、主成分得分(c)、载荷(d)、载荷权重(e) 3. 香辣酱中山梨酸钾的 PLSR 模型类似地, 采用不同的光谱信号预处理方法对香辣酱的拉曼数据进行建模比对, 结果如表2 所示。根据表2可看出, 不同预处理方法的建模结果中S-G(3,1)+1D的结果最好, 校正相关系数为 0.9766, 预测相关系数为0.9432。模型的 RPDc 值和 RPDp 值分别可以达到 6.6727和4.1143, 均远大于阈值3, 模型的回归效果最佳。经过 S-G(3,1)+1D 最优化处理后的甜辣酱中山梨酸钾的PLSR模型如图 5a所示。可解释方差如图5b所示, 可以发现采用4个主成分数时贡献率可以达到97.66%。此外, 从载荷图(图 5d)和载荷权重图(图 5e)可以看出, 在4个主成分下各拉曼位移点的载荷和载荷权重的曲线走势和变化基本相同, 整体结果反映, 采用S-G(3,1)+1D处理方式得到的香辣酱光谱定量模型效果较好, 本方法可以扩展用于在其他香辣酱中对防腐剂等安全关切成分进行实际便捷检测。图5.S-G(3,1)+1D 处理后的拉曼光谱香辣酱中山梨酸钾含量 PLSR 模型(a)、模型可解释方差(b)、主成分得分(c)、载荷(d)、载荷权重(e) 三、结论采用便携式拉曼光谱检测酱料调味品中的防腐剂成分山梨酸钾, 通过不同的变量预处理方法建立山梨酸钾的PLSR模型, 实现了对山梨酸钾含量的定量分析。由于多数酱料处于固液混合状态, 不易进行快速检测, 因此采用便携式拉曼光谱技术研究其质量或安全成分具有较好的实际应用效果。四、文献来源五、产品推荐Portman1064便携式拉曼光谱仪1、产品简介Portman是一款便携式高灵敏度高信噪比制冷的拉曼光谱仪，其内部采用色散型的光学设计，提高了探测器的灵敏度，让仪器具备了捕捉微弱拉曼信号的能力。相比于785 nm、532 nm拉曼光谱仪，1064 nm对于组织等生物样品的破坏性更小，避开了玻璃、生物组织等很多物质的荧光发射区域，对于很多被测物质具备低荧光背景优势。1064 nm相对于可见段的532 nm、785 nm具备更好的穿透性，可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包装以及纸等包装材料。适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景；使用方便，操作简单。检测结果客观准确。2、产品特点Ø 高稳定性：峰值波动RMS @2hrs；Ø 良好的穿透性：可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包装纸；Ø 高分辨：相对于同类产品，优化的光路设计和512pixels可以提供15-18cm-1的分辨率。 如海光电，光谱仪器一站式解决方案专家。光谱仪器无损检测，快速分析， 多元应用，欢迎点击了解国产光纤光谱仪-手持显微拉曼光谱仪-便携拉曼光谱仪厂家-上海如海光电 (oceanhood.com)

研究背景拉曼光谱技术由于其快速、无创、无污染的优势，已经广泛应用于生活中各个领域的检测。在水产养殖领域，由于一些不法养殖户为了牟利，通常会在养殖过程中加入一些化学试剂达到除害杀虫等效果，其中结晶紫是一种三苯基甲烷染料，具有较好的杀菌和防治寄生虫的作用，就常常被添加，造成环境水和水产品中可能存在结晶紫残留，严重危害环境和人体健康。目前，很多国家已经将结晶紫列为不得检出的禁用药物。因此，对于养殖水环境中结晶紫的现场检测非常重要，有利于对健康养殖水环境的监控，也有利于消费者权益的维护。图8 Au@Ag NPs聚集体对环境水中结晶紫的加标检测结果图1 水产养殖（图片来源于网络）传统的检测结晶紫的方法是高效液相色谱法，虽然检测结果较为精确，但是前处理复杂，仪器昂贵，检测步骤繁琐，检测时间长，难以实现现场快速检测。表面增强拉曼光谱技术检测方便，检测速度快，灵敏度高，结合手持拉曼光谱仪，可以实现结晶紫的高效检测。本文合成了双金属银包金纳米粒子（Au@Ag NPs），结合如海光电自主研发的手持式拉曼光谱仪RMS1000，研究了Na Cl诱导的Au@Ag NPs聚集体对环境水中结晶紫的检测性能。研究内容首先制备了Au@Ag NPs，然后对纳米粒子进行了表征，并以4-MBA作为探针分子，研究了所制备的Au@Ag NPs的均一性和储藏稳定性。接着在Au@Ag NPs聚集体进行了时域有限差分法（FDTD）电场仿真。然后配置了不同浓度的结晶紫标准溶液，使用手持拉曼光谱仪进行检测。最后以河水和湖水作为实际样本，进行加标实验。分别向河水、湖水中添加不同浓度的结晶紫，获得加标实验样本。取100µL加标环境水溶液进行拉曼光谱检测。 2.1 Au NPs和Au@Ag NPs粒径表征本研究首先以柠檬酸盐还原法合成了Au NPs作为金种子，然后通过种子生长法合成了具有一定银壳厚度的Au@Ag NPs。纳米粒子的TEM表征结果如图2所示。图3为制备的Au NPs和Au@Ag NPs的UV-VIS光谱。图2 (a) Au NPs和（b) Au@Ag NPs的TEM图图3 Au NPs和Au@Ag NPs的UV-VIS光谱图2.2 SERS的均一性和稳定性采用手持拉曼光谱仪对Au@Ag NPs聚集体的增强性能进行检测，结果如图4所示。图4a为随机选择的10个区域所测得的4-MBA的SERS光谱图，显示其最强的2个拉曼峰位于1078和1581 cm-1,10个光谱曲线的一致性较好，无明显的信号波动。对1078 cm-1的峰进行统计，结果如图4b所示。可以发现，10个区域的SERS信号相对标准偏差（RSD）为5.3%，说明Au@Ag NPs聚集体进行SERS检测显示出良好的信号均一性。‍图4 (a）不同检测区域4-MBA的SERS光谱图；（b) 4-MBA位于1078 cm-1处的峰强度进一步对Au@Ag NPs的储藏稳定性进行研究。将制得的Au@Ag NPs胶体保存在EP管中，在室温下储藏一定时间后，对其SERS性能进行检测。结果如图5所示，在第21 d时，所制备的Au@Ag NPs聚集体仍保持80%以上的SERS活性，说明Au@Ag NPs稳定性较好。图5 不同储藏时间下4-MBA在1078 cm-1处的峰强度2.3 Au@Ag NPs聚集体电场模拟分析在使用Au@Ag NPs进行SERS分析时，通常需要在体系中加入盐离子，以促使纳米粒子形成聚集体，获得更强的SERS增强效果。如图6a所示，加入Na Cl后，Au@Ag NPs发生聚集，聚集体之间形成大量的SERS“热点”。为了验证所制备的Au@Ag NPs聚集体作为SERS基底的检测性能，采用FDTD数值仿真对其电场分布进行模拟。选取金核粒径30 nm、银壳厚度6 nm的Au@Au NPs构建FDTD数值仿真模型，该模型由数个Au@Ag NPs聚集在一起，设定纳米粒子之间的距离为1 nm。yz和xz截面处的电场分布如图6b和6c所示。结果显示理论上可以证明所制备的Au@Ag NPs聚集体具有良好的SERS活性，这归因于相邻金属纳米粒子之间强烈的局域表面等离子体共振，在金属纳米结构附近产生巨大的局域电磁场，从而可以增强拉曼散射。因此，基于Au@Ag NPs聚集体优良的SERS活性，其具有用于检测微量化学污染物的潜力。(a)Na Cl诱导的Au@Ag NPs聚集体的TEM图；FDTD模拟的Au@Ag NPs聚集体在（b)yz截面和（c)xy截面的电场|E|2的分布（颜色标尺代表|E|2的对数）2.4 标准溶液中结晶紫的检测采用Au@Ag NPs对溶解在超纯水中的不同浓度（0.025～2.50 mg/L）的结晶紫进行SERS检测，结果如图7所示。可以看出，Au@Ag NPs聚集体可以检测到结晶紫的多个拉曼特征峰。随着结晶紫浓度的降低，SERS特征峰的信号强度随之降低，当浓度低至0.025 mg/L时结晶紫的特征峰仍可明显分辨。分别以1176和1621 cm-1处的特征峰对结晶紫浓度进行定量分析，结果表明在0.025～1.00 mg/L范围内，结晶紫浓度的对数（X）与1176 cm-1特征峰及1621 cm-1特征峰的SERS强度的对数（Y）呈线性关系。采用拟合的方程进行计算，1176和1621 cm-1处的特征峰对结晶紫的LOD分别为9.80和8.20µg/L。结果显示，手持式拉曼光谱仪结合Au@Ag NPs聚集体具有对微量结晶紫检测的能力。图7 不同浓度结晶紫标准液的SERS光谱2.5 环境水中结晶紫的检测将所构建的Au@Ag NPs聚集体用于实际样品中结晶紫的检测。结果表明，对河水和湖水中结晶紫的加标回收率在71.0%～128.4%之间，说明方法准确性较高。将Au@Ag NPs聚集体与手持拉曼光谱仪相结合，无需对样品进行复杂的前处理，即可实现环境水中结晶紫的快速检测，为环境中有机污染物的现场快速筛查提供了一种新的方法。‍‍图8 Au@Ag NPs聚集体对环境水中结晶紫的加标检测结果为了评价所建立的SERS方法在实际样品分析中的选择性，分别对河水中巯基苯甲酸、氯霉素、福美双以及结晶紫进行检测并对比分析，结果如图9所示。可以发现，结晶紫在1176和1621 cm-1处有较为明显的特征峰，因此以该特征峰对结晶紫进行分析是可行的。但是如果体系中存在与目标物结构相似的其他药物，可能会对目标物的定量检测造成一定的影响。为了降低干扰，后续可选取多个特征峰进行分析，采用多变量数据处理的方法对结晶紫含量进行预测。然而，通过优化前处理方式虽然可以达到更准确的定量分析，但是也会大大降低SERS快检的优势。因此，本研究所建立的SERS方法可作为结晶紫或其类似物的一种快速筛查技术，用于初步判断是否可能存在目标物，然后可通过大型仪器的方法进一步进行精确的检测。图9 Au@Ag NPs聚集体对环境水中不同药物的检测结果2.6 小结以Au NPs作为种子，在其表面生长银纳米，合成了一种金核粒径约30 nm、银壳粒径约6 nm的Au@Ag NPs。以Na Cl作为聚集剂，诱导Au@Ag NPs发生聚集，产生大量SERS“热点”，以此作为结晶紫检测的SERS基底。结合手持式拉曼光谱仪，以1176和1621 cm-1处的特征峰对结晶紫进行定量分析，检出限分别为9.80和8.20µg/L。该方法可实现环境水中结晶紫的快速检测，对河水和湖水中结晶紫加标检测回收率为71.0%～128.4%。本方法无需对环境水样品进行复杂的前处理，可快速实现样品的检测，为环境中的有机污染物的现场、快速筛查提供了一种策略。  文献来源‍[1]董锦汝,冯紫临,沈雪怡,等.手持式拉曼光谱仪结合双金属Au@AgNPs聚集体检测环境水中结晶紫[J].分析试验室,2024,43(03):364-370.DOI:10.13595/j.cnki.issn1000-0720.2022.121701.  仪器推荐本文中用到的如海光电RMS1000微型共焦拉曼光谱仪，现已升级为RMS3000。产品简介RMS3000是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。 产品特点Ø 体积小巧，重量轻，只有103×83×26 mm和305 g；Ø 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30 μm；Ø 高分辨率（~6 cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；Ø 高灵敏度，500 ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；Ø 可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；Ø 可配置外触发手柄，方便工业现场数据采集；Ø 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；Ø 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；Ø 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；Ø 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。 规格参数

在科学分析仪器领域中，随着技术的进步和用户需求的变化，越来越多的设备趋向于小型化、便携化和高效化。今天我们要向您推荐的是“如海光电”2024年新款的RMS系列——RMS3000拉曼光谱仪，它以其精巧的体积、卓越的性能和广泛的适用场景，成为科研工作者、质检人员以及现场应急响应团队的理想选择。RMS系列的定位我们知道在拉曼光谱仪的世界中一直都是大型共聚焦拉曼占据领导地位或享有最高声誉的“王者”。而便携式或者说小型化的拉曼光谱仪被不少研究者所看不上，甚至认为只有经费不够研究者的选项。而他们似乎忘记了，一切的研究都是向着实际应用场景和产业化。“RMS系列”的出现不是为了成为拉曼光谱仪界的王者，而是为了扮演着更为基础、核心的角色，奠定拉曼应用前景的核心。众所周知，拉曼光谱的主要的特点是快速检测、无损和指纹谱。小型拉曼光谱仪在表面增强拉曼、现场检测、原位测量、过程监控等一些非常重要的检测环境起的决定性的作用，同时这些也是大型共聚焦拉曼所做不到的。“RMS系列”的出现是只为广袤大地中还在努力为拉曼应用前景而努力的你们。以更小的体积，更多的功能，更多的用途，更高的性比价而设计研发。“RMS系列”不仅是一个最小拉曼光谱仪的核心，同时也是你们在一些应用场景下重要的拉曼信号检测核心，更是你们打破传统实验理念的核心。RMS3000微型共焦拉曼光谱仪一、极致小巧，轻便易携RMS3000以其紧凑的结构设计实现了拉曼光谱分析系统的微型化。整机尺寸仅相当于一部智能手机，尺寸大小：103×83×26 mm、重量：305克，无论是实验室间转移、户外现场作业还是出差携带，都能轻松放入口袋或背包，极大提升了使用的便捷性和灵活性。二、高性能核心组件尽管体积小巧，RMS3000并未牺牲其核心性能。该仪器搭载了先进的高灵敏度探测器，结合优化的激光光源和精密光学元件，采用微型共焦的空间光设计，确保了对样品拉曼散射信号的精准捕捉。同时进一步提高了信噪比，确保在低浓度、弱信号条件下仍能获得高质量的拉曼光谱数据。积分时间500 ms即可实现常规化学品的拉曼光谱测量，最低可以检测0.3%的分析纯酒精。针对易燃烧物质可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度。 三、智能化操作与数据分析一台相当于三台拉曼光谱仪：接手机可以做手持拉曼用，接电脑可以用电脑采集数据，处理数据，进行分析。插入显微镜又可以实现显微拉曼的所有功能。RMS3000支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量，界面友好直观，操作简单易懂，无需专业培训即可快速上手。内置的智能识别算法能够自动校准、扣除暗电流，并进行基本的数据预处理。可配置外触发手柄，方便工业现场数据采集。更高的AD位数，更优质的光谱信号。手机端APP和电脑端软件均可将采集数据实时传输至配套的云端分析平台，实现远程监控与高级数据分析，包括峰位检索，深度学习神经网络等算法、定量分析、数据库比对等功能。四、广泛的应用领域尽管身为小型化的拉曼光谱仪，RMS3000的应用范围并不受限。其无损、快速的特性使其在以下领域展现出显著优势：• 材料科学：对新型化合物、复合材料、纳米材料等进行快速表征与鉴定。• 药物检测：现场鉴别假药、核查药品纯度，支持制药过程的质量控制。• 食品安全：快速筛查食品添加剂、污染物、假冒伪劣产品，保障消费者权益。• 环境监测：现场检测土壤、水质中的污染物，支持环境污染突发事件的应急响应。• 艺术品鉴定：无损分析古董、艺术品的成分，辅助真伪判断与文物保护。• 法医物证：现场采集与初步分析爆炸物等微量物证。五、RMS系列应用参考RMS系列拉曼光谱仪自2020年面世以来广受各大研究者好评，不少研究者多次购买。其中使用RMS系列产品已有不少期刊文献参考（顺序随机）：《表面增强拉曼光谱法快速检测茶叶中百草枯与敌百虫农药残留》《基于光谱技术的茶叶产地/镉/氟/联苯菊酯检测方法的研究》《基于SELEX和SERS技术的茶叶中大肠杆菌的快速检测方法研究》《Human ACE2-Functionalized Gold "Virus-Trap" Nanostructures for Accurate Capture of SARS-CoV-2 and Single-Virus SERS Detection》《基于表面增强拉曼散射光谱的茶叶痕量农药残留检测机理和方法研究》《Raman spectrum classification based on transfer learning by a convolutional neural network: Application to pesticide detection》《Raman spectrum classification based on transfer learning by a convolutional neural network: Application to pesticide detection》《Flexible and Transparent SERS Substrates Composed of Au@Ag Nanorod Arrays for In Situ Detection of Pesticide Residues on Fruit and Vegetables》《High-sensitivity and point-of-care detection of SARS-CoV-2 from nasal and throat swabs by magnetic SERS biosensor》《An acousto-assisted liquid-marble-based microreactor for quantitative SERS detection of alkaline phosphatase》《Mussel-inspired hydrogels for fast fabrication of flexible SERS tape for point-of-care testing of β-blockers》《手持式拉曼光谱仪结合双金属Au@AgNPs聚集体检测环境水中结晶紫》 《透明质酸对南美白对虾虾糜理化性质和凝胶特性的影响》 《近红外与表面增强拉曼光谱融合技术快速检测花生油中黄曲霉毒素B1》《拉曼光谱结合光谱特征区间筛选算法快速定量鉴别植物调和油品质》《基于检出概率模型的牛奶中恩诺沙星和环丙沙星总量的拉曼光谱现场快速检测的研究》《A novel AgNPs/MOF substrate-based SERS sensor for high-sensitive on-site detection of wheat gluten》总结RMS3000迷你拉曼光谱仪凭借其小巧身形、强大性能、智能化操作以及广泛的应用适应性，为用户提供了前所未有的便携式光谱分析解决方案。无论是在实验室常规检测、现场快速筛查，还是在科研探索、教学演示等场合，这款小型化曼光谱仪都能展现出卓越的价值，是现代科技力量与人性化设计完美融合的典范之作。‍上海如海光电科技有限公司，注重产品研发的光谱仪生产厂家。欢迎联系我们：国产光纤光谱仪-手持显微拉曼光谱仪-便携拉曼光谱仪厂家-上海如海光电 (oceanhood.com)

文献分享 | 快速鉴别肠炎沙门氏菌的四种血清型: 大拉曼和手持式拉曼光谱仪的性能对比1、 文献出处2、 研究内容在当今社会，应对食源性疾病成为了公共卫生领域的一项紧迫挑战，尤其是由肠炎沙门氏菌引起的疾病。及时准确地鉴定肠炎沙门氏菌的血清型对于临床诊断至关重要，有助于了解其传播途径和确定疫情爆发源。然而，传统的血清分型方法存在诸多局限性，例如劳动强度大、耗时长等问题。因此，临床医学急需开发新的诊断技术。在这一背景下，表面增强拉曼光谱（SERS）技术应运而生。SERS技术是一种非侵入性的诊断技术，通过产生拉曼光谱来快速准确地分辨细菌病原体。与传统方法相比，SERS技术具有使用方便、成本效益高、无创伤等优点，在临床环境中具有巨大潜力。图1 实验设计流程图本次研究使用了来自如海光电的RMS1000微型共焦拉曼光谱仪。专家通过比较研究了手持式拉曼光谱仪与价格较高的大拉曼拉曼光谱仪在病原体鉴定方面的性能。①手持与大拉曼的平均SERS光谱与反卷积在本研究中，收集了四种密切相关的肠道沙门氏菌血清型的SERS光谱，以比较大拉曼和手持式拉曼光谱仪之间的差异。首先，比较了两种拉曼光谱仪中沙门氏菌血清型的平均SERS光谱。两种光谱仪产生的SERS光谱的重现性均在可接受的范围，但大拉曼因其更高的分辨率和更敏感的探测器，展示出更高的分子成分检测能力，提供了更丰富的光谱信息（图2A-B）。反卷积处理后的SERS光谱放大了四种细菌之间的差异，并且显示了两种类型光谱仪之间的变化（图2C-D）。通过对反卷积SERS光谱的分析，大拉曼展示了更多的特征峰，而手持式光谱仪由于功率、灵敏度和分辨率的限制导致特征峰较少。这些发现不仅显示了两种类型光谱仪在性能上的差异，还突出了手持式光谱仪在灵敏度、功率和分辨率方面的局限性。尽管如此，手持式设备在实际应用中仍具有其独特的优势，例如在现场快速筛查中的应用潜力。图2 两种拉曼光谱仪收集的四种沙门氏菌血清型的SERS平均和反卷积SERS光谱。(A) 四种沙门氏菌在大拉曼拉曼光谱仪下的平均SERS光谱。(B) 四种沙门氏菌在手持式拉曼光谱仪下的平均SERS光谱。(C) 四种沙门氏菌在大拉曼拉曼光谱仪下的反卷积SERS光谱。(D) 四种沙门氏菌在手持式拉曼光谱仪下的反卷积SERS光谱。②手持与大拉曼SERS光谱聚类分析本研究使用OPLS-DA聚类算法来分析和识别不同拉曼光谱仪生成的SERS光谱之间的差异以及不同肠炎沙门氏菌血清型间的变化（图3）。研究中主要通过R2和Q2两个参数来评估模型性能，其中R2反映了拟合的优度，Q2则反映了模型的预测能力。研究结果表明，在数据归一化之前，两种光谱仪在OPLS-DA聚类分析中均表现出良好的结果。与手持式光谱仪的 SERS 光谱相比，大拉曼在组内显示出相对较小的差异。标准化处理后的数据使得光谱之间的区分更为明显，提高了聚类分析的准确性和预测能力。综上所述，光谱数据经过标准化处理后，大拉曼和手持式光谱仪均能有效对光谱数据进行聚类分析，均可以较好的区分出四种肠炎沙门氏菌血清型。图3两种光谱仪沙门氏菌SERS光谱的OPLS-DA分析。(A) 大拉曼测量的原始数据的OPLS-DA聚类分析。(B) 大拉曼测量的标准化数据的OPLS-DA聚类分析。(C) 手持式光谱仪测量的原始数据的OPLS-DA聚类分析。(D) 手持式光谱仪测量的标准化数据的OPLS-DA聚类分析。③手持与大拉曼SERS光谱的机器学习分析本研究构建并比较了六种有监督的机器学习方法来区分四种沙门氏菌血清型SERS光谱。该研究首先分析了基于大拉曼拉曼光谱仪的光谱数据（表1），SVM模型的预测准确率最高，为99.38%。其他三个评价指标的精度、召回率和F1-Score值分别为99.38%、99.44%和99.38%，5倍交叉验证评分为99.98%，AUC值为99.98%。这表明SVM模型的稳定性和鲁棒性优于其他机器学习算法。除SVM模型外，RF、XGBoost、AdaBoost和DT模型的准确率超过95%，说明这些模型可以有效地预测大拉曼测量的沙门氏菌SERS光谱。表1 6种机器学习算法对大拉曼肠道沙门氏菌血清型SERS光谱数据的预测能力对比分析。AlgorithmAccuracyPrecisionRecallF1-score5-Fold CVAUCSVM99.38%99.38%99.44%99.38%99.98%99.98%RF98.13%98.13%98.33%98.12%97.97%98.97%XGBoost97.50%97.50%97.55%97.50%98.28%98.17%AdaBoost97.50%97.50%97.55%97.50%97.03%98.00%DT96.25%96.25%96.44%96.23%97.19%97.12%QDA88.75%88.75%88.99%88.97%86.40%90.43%接下来，同样使用六种机器学习算法评估手持拉曼光谱仪收集SERS光谱在预测四种沙门氏菌血清型的能力（表2）。结果表明，SVM模型的准确率最高，达到99.97%。精密度评分为99.97%，召回率为99.98%，f1-评分为99.97%，AUC为100%，5倍交叉验证评分模型达到100%，是本研究中使用的所有其他机器学习模型中最稳健的模型。另一方面，QDA和AdaBoost算法的准确率低于70%，表明根据手持拉曼光谱仪获得的SERS光谱分析，这两种算法对肠道沙门氏菌血清型的预测性能相对较差。表2 6种机器学习算法对手持式光谱仪肠道沙门氏菌血清型SERS光谱数据的预测能力对比分析。AlgorithmAccuracyPrecisionRecallF1-score5-Fold CVAUCSVM99.97%99.97%99.98%99.97%99.05%100%RF95.11%95.11%95.21%95.15%90.90%95.67%XGBoost94.02%94.02%94.23%94.01%90.22%95.50%DT84.24%84.24%84.71%84.24%86.97%85.64%QDA64.67%64.67%60.21%63.05%60.74%68.62%AdaBoost51.63%51.63%57.93%57.05%61.56%57.94%通过对不同拉曼光谱仪的SERS光谱分析发现，SVM模型在两种仪器中始终提供了最好的预测结果，手持光谱仪的预测结果甚至优于大拉曼。这一优势可以归因于SVM算法对噪声和异常值的鲁棒性，以及它在处理类别间的非线性和复杂边界方面的有效性。由于该算法增强了捕获非线性关系和潜在结构的能力，因此它可以更准确地区分真实的信号和噪声。这种能力显著提高了模型对手持拉曼光谱仪数据的预测精度，有效地解决了与手持拉曼光谱仪的低数据质量问题。综上所述，研究结果表明手持式拉曼光谱仪与机器学习模型相结合时，可以达到与大拉曼相似的预测精度，为快速、准确和经济有效地鉴定密切相关的沙门氏菌不同血清型提供了有效的解决方案。SERS技术与机器学习算法的结合为公共卫生安全领域提供了一种新的技术方法。手持式拉曼光谱仪作为一种便携性强、成本效益高的仪器，具有广阔的应用前景，有望在食品安全控制和监测等领域发挥更大作用，为应对食源性疾病提供更加可靠的支持。3、 仪器推荐本文中用到的如海光电RMS1000微型共焦拉曼光谱仪，现已升级为RMS3000。产品简介RMS3000是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。产品特点• 体积小巧，重量轻，只有103×83×26 mm和305 g；• 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30 μm；• 高分辨率（~6 cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；• 高灵敏度，500 ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；• 可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；• 可配置外触发手柄，方便工业现场数据采集；• 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；• 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；• 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；• 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。规格参数

拉曼光谱技术在文物宝玉石珠饰中应用一、文献出处二、研究内容中国科学院上海光学精密机械研究所考古中心采用拉曼光谱法对合浦汉墓出土的典型宝玉石珠饰进行物相组成分析，研究表明珠饰样品主要分为宝玉石和有机宝石两类,宝玉石包括石英质、绿柱石、石榴子石、绿松石等,有机宝石以琥珀为主。1、石英质珠饰样品合浦汉墓群出土的石英质珠饰样品典型的拉曼光谱测试结果图2显示,其拉曼光谱表征基本一致,最强拉曼特征峰位于460~465cm- 1附近,归因于Si-O键的弯曲振动所致;位于124~126cm-1、203~265cm- 1、351~396cm-1以及689~ 1161cm-1范围的中-低强度拉曼特征峰分别归属于Si-O-Si键的弯曲和摇摆振动、O-Si-O键的弯曲和伸缩振动以及Si-O键的伸缩振动模式所致。图1 部分典型石英质珠饰样品的拉曼光谱(a)蝉形水晶饰件(土00108),西汉,合浦县望牛岭1号墓出土,广西壮族自治区博物馆藏;(b)六方双锥形紫水晶串饰(000875),新莽时期,合浦县环城乡黄泥岗 M1出土;(c)黄水晶(000598),汉,合浦县环城乡红岭头M3出土;(d)玛瑙珠(000536),汉,合浦县第二麻纺厂南M(土坑)出土 2、 绿柱石珠饰图2为合浦汉墓群出土的典型绿柱石珠饰样品±11816-9的拉曼光谱测试结果。最强拉曼特征峰位于686cm-1,以及1068、324、397cm-1等附近较强的拉曼特征峰, 与标准的绿柱石拉曼特征峰相一致。其中, 686cm-1附近的拉曼特征峰归属于ν(Be-O) 键的伸缩振动所致,324cm-1和397cm-1等处的拉曼特征峰归因于Si-O键的对称环变形振动引起,1068cm-1附近的拉曼特征峰则归属于Si-O键的振动所致。图2 绿柱石珠饰样品(±11816-9)的拉曼光谱 3、石榴子石珠饰合浦汉墓群出土典型石榴子石珠饰样品拉曼光谱如图5所示,合浦汉墓群出土的石榴子石珠饰样品以铁铝榴石亚种为主。铁铝榴石的最强拉曼特征峰位于919cm-1附近,归属于Si-O对称伸缩振动所致,次强峰位于347cm-1附近,归属于(SiO4)4-四面体的旋转振动所致。图3 铁铝榴石珠饰样品000205(a)和样品000456(b)的拉曼光谱 4、绿松石珠饰合浦汉墓出土绿松石珠饰样品以动物微雕为主,典型器物如图4所示。由于绿松石颜色、激光光源波长、表面状态等因素,所获取的拉曼特征峰谱通常会有较强的荧光背景,有时可以观测到由PO3-4 的伸缩振动引起的1040cm-1 附近的拉曼特征峰(图5),但是在低波数范围内的拉曼特征峰不容易观测到。图4 合浦汉墓出土典型绿松石珠饰样品(a)绿松石羊形饰(000153),西汉,合浦县环城公社北插江盐堆M1出土;(b)绿松石鸽形饰(000367),汉,合浦县环城公社文昌塔生资仓M1出土图5 绿松石珠饰样品的拉曼光谱三、仪器推荐本文中用到的如海光电EVA3000Plus型手持式拉曼光谱仪，现已升级为EVA6000。EVA6000手持拉曼光谱仪产品特点EVA6000手持拉曼光谱仪采用高性能科研级别拉曼系统，将光谱仪功能精简化，专业化。基于手机，它可以实现云-网-端的物联网拉曼监测和信息检索。新一代的手持拉曼光谱仪具备超高的高灵敏度及高光学分辨率等特点，被广泛应用于医药、医疗、公共安全、化学品检测、食品安全、珠宝检测等多个领域和行业。产品特点Ø 性能优异：可达科研级光谱性能，具有高分辨率、高灵敏度、高信噪比等优点；指纹特异性好，更容易提取特征峰，准确给出被测物质的海关编码，类别和化学成分等；Ø 一键采集、快速无损检测：无需直接接触样品，可透过玻璃、塑封袋、饮料瓶等透明、半透明容器检测；Ø 操作简单：软件界面友好，人机对话，操作简单；Ø 精简化：产品高度集成；Ø 激光功率可调，可根据物质信号响应灵敏度自动调节功率；Ø 多种测量模式，快检模式和精检模式等；Ø 优化的自动混合分析算法，对混合物进行更有效识别；Ø 云端架构，可实现实时数据互联，支持云端检索和云端数据管理；Ø 系统内置WIFI、蓝牙、GPS等多种通讯方式。规格参数产品型号EVA6000尺寸183×89×36 mm重量500 g输入接口Type-c接口光谱范围200-3100 cm -1波长分辨率6 cm-1@25 μm激发波长785±0.5 nm，线宽＜0.08 nm激光器寿命10,000.00 hrs电源电压5V/2A输出功率0-500 mW软件可调积分时间1 ms-65 s工作距离7.5 mm摄像头1600万像素防护等级IP66封装工业等级和1.2米6面防跌落触摸屏5.72寸工业级电容触控屏，支持湿手指及手套操作网络WIFI/Bluetooth/GPS/NFC工作温度0-45℃工作湿度5-80%

文献分享-基于荧光-拉曼光谱联用的AI协同增强乳腺癌相关的 miRNAs 的精准快检一、文献出处原文链接：ACS Nano  ( IF 17.1 ) Pub Date : 2024-01-22 , DOI: 10.1021/acsnano.3c10543 二、研究内容东南大学的刘磊教授课题组采用GNPs和FNDs双纳米粒子检测系统嵌入到LFA平台中，将癌症相关的miRNA和相应的FND GNP系统固定在LFA的T线上，可视化和荧光获得的信号可以互相放大。荧光和颜色的相互增强可与AI协同增强，从而提高早期诊断的检测灵敏度。在此系统中，可实现五分钟内精准检测，miRNA的检测限达到飞摩尔级别，R2 值可达到0.9916。miRNA-21和miRNA-96是乳腺癌的早期标志物，在此实验中，将其捕获探针标记在不同的T线区域，都可精准检测到。本研究中采用的miRNA检测方法有望在未来应用于乳腺癌的早期检测，加快早期诊断的时间及精确度。图1.Schematic diagram of AI synergistically enhanced sensing based on dual-nanoparticle LFAs for early disease diagnosis. The process for detection of early breast cancer markers using LFAs, the mechanism of FND@GNP dual-nanoparticle system mutually enhancing color rendering and fluorescence, and the concept of AI enhancement based on SVR/GPR collaborative analysis of color band and spectral signals of LFAs.三、仪器推荐本文中用到的便携式拉曼光谱仪，是上海如海光电研发的Portman 532nm便携式拉曼光谱仪。                        产品简介Portman便携式拉曼光谱仪是面向实验室和现场检测等多种场景的小型拉曼光谱仪。设备主机可以根据客户需求和应用配置不同的激发波长、光谱范围和分辨率。最低可达-25°C的高性能面阵背照式检测器为客户提供高品质的拉曼光谱信号。符合IIIB激光安全等级要求的激光器可由软件控制和设定，为客户提供一键式的数据采集体验。多样化的采样附件满足客户对于固体、液体、粉末等不同形状的样品测量要求。针对性的微区采样附件、浸入式探头可以实现SERS、二维材料、珠宝、在线化工、生物医药和制药等多种复杂场景。软件配置拉曼光谱去荧光、信号提取、识别以及数据库管理等功能。Portman已经被广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。产品特点• 便携快速，搭建简单：可以快速根据场景搭建适合应用的产品组合；• 丰富采样配件：可以满足微区成像和在线反应监控等多种复杂场景；• 稳定性和重复性高：适合长时间检测和监控；• 软件功能丰富：配置丰富光谱处理分析算法，可选择云端光谱数据管理。应用领域• 科学研究• 原辅料最小包装• 生物制药反应• 化工合成反应• 珠宝考古• 半导体微纳制程• 食品安全• 口岸违禁品• 癌症诊断• SERS增强技术• 低微材料• 药物晶型• 电化学反应

前言黄芪是中药中最常用的草药之一(如肾虚化瘀方)。现代药理研究和临床报道表明，黄芪具有免疫调节、抗糖尿病、抗肿瘤、抗病毒等生理活性。然而，它的临床应用受到许多因素的影响，如收获时间、气候和土壤。由于生长地点的温度、湿度和营养供应，地理来源也是影响草药治疗效力的关键因素，虽然黄芪的地理来源可以由经验丰富的农民和专家辨别，但这种方法耗时，费力，有时不可靠，因此，找到一种快速分析黄芪的方法是非常必要的。图1 黄芪图片 上海中医药大学的研究人员制备了产地不同的经认证及伪造的黄芪样本使用如海拉曼设备实现了黄芪的认证和假冒分类以及地理来源的确定。实验方法从甘肃、山西、四川、陕西、吉林、云南、广东等省和内蒙古自治区8个不同地理位置采集黄芪已切片样品100份。每个样品的厚度约为3mm。由于切片方法不同，每个位置的黄芪形状略有不同。商品规格根据宏观特性和根的不同部位进行分级。图2 黄芪样本采用最大输出功率为500mW的1064nmNd:YVO4固体激光器作为激发源，采用电荷耦合装置，热电冷却温度为25℃。此外，还使用上海如海光电科技有限公司便携式785nm拉曼光谱仪进行验证实验。图3 1064nm激发下的拉曼测量原理图设计实验结果为了确定分析黄芪最合适的波长，在785nm和1064nm的激发下采集了一些样品的拉曼信号。便携式785nm拉曼光谱仪的荧光干扰非常严重。使用1064nm激发时，样品的荧光光谱在拉曼光谱中产生平坦的背景和可识别的黄芪特征峰。主特征峰集中在1074cm-1和1268cm-1附近，它们被分配给纤维素C=C和C=O拉伸，木质素芳香骨架振动和甲氧基振动。结果表明，在1064nm激发下，黄芪样品具有低背景的拉曼光谱。与拉曼成像显微镜相比，1064nm便携式拉曼分光光度计的成本效益和便利性使其在实验室以外的现场检测中更具通用性。图4 785 nm和1064 nm激发下的拉曼光谱采用基于模型的分类算法来说明1064nm拉曼光谱仪在测定草药样品时的区分能力。PCA和PLS-DA是通用的算法，PLS-DA分类方法可以提取出pc，部分消除共线性的影响。它通过将原始变量投影到新的正交变量(称为pc)中，这些正交变量可以进一步用于样本的定性识别和聚类。红芪、苦参等是与黄芪相似的主要药材，因此在商业市场上被用作黄芪的仿冒品，牟取非法利润。在赝品中检测到的“指纹”拉曼峰(1147cm-1，1460cm-1)，以及它们与正品黄祁共有的峰。详细地说，仿冒品在770cm-1和1353cm-1处表现出额外的峰。这意味着认证和假冒草药样品中所有成分的分布和含量有很大不同。伪造样品(760-820cm-1)中各种成分的含量可能高于认证样品，这与PCA分类的结果几乎一致。图5 认证黄芪和假冒黄芪采用定性鉴定、主成分分析、PLS-DA等方法构建分类模型，对黄芪药材产地进行分类。利用主成分分析法形成评分图像，初步进行定性识别。显示了使用具有主要木质素和纤维素峰的光谱区域并使用所有光谱的PCA分析示例，结果显示，不同产地的黄芪由于其主要化学成分相似，具有较高的相似性，尽管在波段类型、波段位置和峰强度上存在一些小差异，乍一看几乎无法分辨。图6 不同产地黄芪由于不同地区药材与正宗山西药材在成分上存在明显的相似性，其PCA评分图往往呈混合聚类。因此，需要进一步的建模和研究来支持这一初步结论。采用PLS-DA法测定各样品中各组分的含量。通过对黄芪的光谱集进行比较，便于对黄芪的地理来源进行识别，预测准确率从67.2%到86.6%不等。不同地理来源样品之间的光谱差异可能是由环境因素、收获条件和加工行为造成的。如果市场行为没有标准化，它将继续造成对草药样品质量的混淆。因此，利用拉曼光谱鉴定黄芪的地理来源可以为药品管理部门的监管提供一种补充的监管手段，以规范药品生产活动。图7 数据融合前PLS-DA分类图 总结地理来源是黄芪质量控制的一个重要方面，传统的显微检查和基于色谱的指纹图谱技术不能很好地解决这一问题。1064nm激发的拉曼光谱具有较低的光谱背景噪声，逐点光谱扫描模式提供了草药样品的全景原位表征。此后，通过PCA和PLS-DA实现了黄芪认证和假冒的分类和地理来源的确定，并通过数据融合策略进一步改进。本研究验证了所提出的快速分析方法的优越性，为其他药用植物和中草药样品的相关研究提供了实用参考。文献来源产品推荐Portman1064便携式拉曼光谱仪1. 产品简介Portman1064是一款便携式高灵敏度高信噪比制冷的拉曼光谱仪，其内部采用色散型的光学设计，提高了探测器的灵敏度，让仪器具备了捕捉微弱拉曼信号的能力。相比于785 nm、532 nm拉曼光谱仪，1064 nm对于组织等生物样品的破坏性更小，避开了玻璃、生物组织等很多物质的荧光发射区域，对于很多被测物质具备低荧光背景优势。1064 nm相对于可见段的532 nm、785 nm具备更好的穿透性，可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包装以及纸等包装材料。适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景；使用方便，操作简单。检测结果客观准确。2. 产品特点高稳定性：峰值波动RMS良好的穿透性：可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包装纸；高分辨：相对于同类产品，优化的光路设计和512pixels可以提供15-18cm-1 的分辨率。3. 规格参数

近期国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，其中实施设备更新行动指出，要“提升教育文旅医疗设备水平，推动符合条件的高校、职业院校（含技工院校）更新置换先进教学及科研技术设备，提升教学科研水平。严格落实学科教学装备配置标准，保质保量配置并及时更新教学仪器设备”。推动大规模设备更新和消费品以旧换新是加快构建新发展格局、推动高质量发展的重要举措，将有力促进投资和消费，既利当前、更利长远。如海光电积极响应号召，为各级科研院所、实验室提供多元化的设备换新方案，助力客户突破科研边界，实现科研高质量建设。您更新的不仅是设备，更是技术和效率的提升！如海光电致力自主研发、科技创新，并以专业、快速、诚信的态度服务用户。我们一直积极响应各项政策，此次为各级科研院所提供了性能更优的光谱仪器，新的技术支持和配置方案，在补充现有实验室科研能力的同时，充分考虑未来前瞻性研究的拓展性，帮助实验室提质增效，协助政策落地实施。设备换新/迭代升级/产品更换，任意解锁新产品！朋友圈转发该文章任享以下任意福利：活动福利一：“旧物换新”：任意如海光电（OCEANHOOD）旗下光谱仪产品，补折旧费即可更换一台新设备。活动福利二：“产品升级”：任意如海光电（OCEANHOOD）旗下光谱仪产品，补对应差价即可升级成该系列更高性能任意款式（质保期内与质保期外差价比例不同）。活动福利三：“研究变更”：因研究方向转变需要完全更换光谱仪，可用任意厂家光谱仪产品（与如海同类型产品）按比例抵扣，更换为如海光电（OCEANHOOD）旗下任意系列光谱仪（抵扣比例根据厂家品牌与使用年限核算，抵扣比例如海品牌＞进口品牌＞其他国产品牌）活动福利四：“软件免费升级”：转发该文章，凭产品型号和对应序列号可获得全功能解锁版软件。RMS系列产品用户可额外获得手机端APP。超高性价比产品升级推荐清单RMS1000用户：推荐升级为RMS3000，更小的体积，一样的功能，同时灵敏度提升一倍，乙醇检测限从1%提升至0.3%。RMS2000用户：如果有MAPPING需求的，可以升级成SPIDER2000+或者MR系列。XS11639，XSM11369，MS11639等该系列光谱仪用户：推荐升级成新款制冷型光谱仪，仅需要少量的差价即可拥有制冷的效果。Seed3000和Portman用户：对性能有要求的可以升级成PORTMAN-D系列，有MAPPING需求现在仅需增购显微MR模组或SPIDER模组即享工程师上门安装。其他升级详情请致电400-820-7939或咨询相关工作人员。DQProDQPro是一款深度制冷微型光纤光谱仪，制冷温度可以达到-25℃；设备结构设计小巧，光谱范围可配置；分辨率高，最佳可达0.1 nm；杂散光低至0.5‰。具备良好的光谱响应稳定性和重现性，适应于激光测量、等离子体发射光谱测量、颜色测量、吸光度测量、辐照度测试、量子效率测试等多个工业现场测量。是一款科研级的高性能光纤光谱仪。产品特点结构小巧；杂散光低~0.5‰；具备极低的读出暗噪声；良好的光谱响应稳定性和重现性。NIRProNIRPro是一款制冷型近红外光纤光谱仪，结构设计小巧；光谱范围可配置，分辨率高，最佳可达0.3 nm；杂散光低低至0.5‰。光谱范围可调，支持900-2500 nm内多种配置。制冷温度可以达到-25℃。具备良好的光谱响应稳定性和重现性，适用于激光测量、近红外测量、膜厚测量，在药厂、纺织品、石油化工和材料制备等领域广泛应用，是一款科研级的高性能光纤光谱仪。产品特点具备极低的读出暗噪声；动态范围宽、信噪比高、稳定性好；体积小巧，灵敏度高；高速、高分辨率，最佳可达0.3 nm。RMS3000RMS3000（Raman Minimal System）是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。产品特点体积小巧，重量轻；空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30 μm；高灵敏度，高分辨率（~6 cm-1），高抑制荧光能力；可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；可配置浸入式拉曼探头，用于过程分析检测；支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。Spider2000+Spider2000+便携式显微拉曼成像光谱仪采用如海光电自主研发的科研级微型共焦拉曼光谱仪，具有高灵敏度、高分辨率、强穿透能力以及较好的抑制荧光干扰能力。优化的光路设计可使得拉曼激光光束在通过长焦显微物镜后最小光斑可达到微米级别，可精确采集微米级样品的拉曼光谱。此外，仪器采用高精度二维自动化移动平台，可实现自动扫描mapping成像功能。便携显微拉曼主要用于高校科研院所等场景。产品特点高灵敏度：最低可检测到0.3%浓度无水乙醇特征峰；高分辨率：6 cm-1 @ 25 μm狭缝；高品质物镜，光斑可达微米级；高精度二维自动化平台；强大软件功能：支持mapping自动扫描、数据库识别等功能。MR系列微区显微拉曼光谱仪（MR系列）是由拉曼模块、LED光源、金相显微镜等部分构成，支持多种激发波长，模块中配置光路切换系统，可以通过软件进行不同波长激发的快速切换。操作简单，采集速度快，在短时间内观察到样品的微观结构与拉曼光谱信息，能够快速帮助用户对样品进行检测与分析。并且支持拓展Mapping平台（即拉曼光谱成像功能），可以对样品微区进行拉曼光谱成像，用图像的方式直观显示样品的化学成分分布、表面物理化学性质等更多信息。高精度移动平台，最小步进1 μm，可精确探测到样品的拉曼信号。在生物医疗、光致发光、微塑料、二维材料石墨烯等科研领域中广泛应用。产品特点三通道激发：多种激发波长快速切换；检测速度块：能够快速得到样品的微观结构与拉曼光谱信息；软件功能全面：自动聚焦、谱图叠加，明场图像拼接以及mapping图像显示；光谱性能优异：仪器的重现性、灵敏度、分辨率等性能优异；支持定制拉曼三通道模块，适配已有显微镜；灵活便携：即插即用，可根据样品状态调整。

近红外与表面增强拉曼光谱融合技术快速检测花生油中黄曲霉毒素B1一、研究背景在黄曲霉毒素B1(aflatoxinB1，AFB1)是一种典型的真菌毒素，它是二氢呋喃氧杂萘邻酮的衍生物。AFB1是目前已知的化学物质中致癌性最强的一种，主要对肝脏功能造成严重损伤，故AFB1是国家市场监督管理总局指定的食品安全必检指标之一。油料作物(如花生、玉米等)由于其含水率高，在储存与加工过程中容易发生霉变，从而受到AFB1的污染。因此，相关部门需要加大对粮油食品中AFB1的检测力度，防止食品安全事件的发生。目前，在食品真菌毒素的光谱快速、无损检测应用中仍采用NIR或SERS单一技术手段。从理论角度来看，NIR反映的是电偶极矩变化引起的振动，SERS反映的是分子极化引起的振动，两种光谱信息在分子信息表达上具有互补性。因此，有必要将两种光谱信息进行融合，实现信息互补，以提高检测精度。本研究以花生油中AFB1为检测指标，分别采集其NIR和SERS光谱，使用上海如海光电光谱仪进行测试。2、 研究内容2.1光谱数据分析结果以含有不同浓度AFB1的5条代表性的花生油待测样本的SERS光谱如图1A所示。图1A中主要的SERS特征谱带及其归属为:597cm‒1(C-O伸缩振动)、742cm‒1(C-H面外弯曲振动)、835cm‒1(C-H伸缩振动)、1249cm‒1(C-H面内弯曲振动)、1343cm‒1(CH3变形振动)、1486cm‒1(C=C伸缩振动)和1557cm‒1(C-C伸缩振动)。由于SERS光谱区域(500~1800cm‒1)信噪比高且包含了主要的特征谱带，故本研究中将此区域用于AFB1的定量分析。含有不同质量浓度AFB1的5条代表性的花生油待测样本的NIR光谱如图1C所示。图1C中NIR特征谱带及其归属为:930~970nm(CH2与CH3一阶倍频伸缩振动)、1090~1130nm(C-H伸缩振动)、1210~1240nm(CH2二阶倍频伸缩振动)和1270~1300nm(C=O二阶倍频伸缩振动、C=O合频振动及N-H伸缩振动)。AFB1与NIR特征谱带有着密切关系，这是由于花生油中的蛋白质、碳水化合物以及脂肪酸易受到AFB1的影响，从而影响分子的振动。无论是NIR还是SERS光谱，在光谱采集过程中带入干扰信息往往是无法避免的，故需要对光谱数据进行预处理。经AIRPLS基线校正、MSC光散射校正、S-G平滑以及Min-Max归一化处理之后的SERS与NIR光谱分别如图1B与1D所示，与原始光谱(图1A与1C)对比发现，预处理后的SERS和NIR光谱的基线漂移得到了抑制，光谱信号更加平滑，为后续的定量分析起到了积极的作用。图1.含有不同质量浓度AFB1的花生油待测样本的SERS与NIR光谱2.2HSIC-VSIO算法参数设置合理性验证对HSIC-VSIO算法参数设置合理性进行验证:在设置不同的参数情况下，分别对NIR和SERS光谱数据筛选特征变量，并将每次筛选的特征变量进行融合建立PLSR模型，记录RMSEC、RMSEP、和RPD值进行对比分析。（1） WBMS中二值矩阵的行的数量M首先，将σ的值分别设置为10%;然后，将M的值分别设置为1000、1500、2000和2500进行对比分析。由表1中的运行结果可知，模型的性能受M的影响并不大。但是，如果M的值越大，模型的计算量将显著增大，综合考虑模型精度与计算量，将M设置为1000是合理的。（2）从所有模型中挑选出具有较小RMSECV值的模型的比例σ首先，将M的值设置为1000;然后，将σ的值分别设置为10%、20%、30%和40%进行对比分析。由表2中的运行结果可知，当σ=10%时，模型的性能最优。具体表现为，RMSEC和RMSEP值较小，R2C、R2P和RPD值较大，故将σ设置为10%是合理的。2.3各方法检测结果将NIR光谱数据、SERS光谱数据、NIR与SERS光谱直接融合数据以及NIR与SERS光谱特征层融合数据分别构建PLSR多元校正模型检测花生油中AFB1含量。PLSR建模过程中，最佳隐变量数(latentvariables，LVs)由5折交互验证产生的RMSECV值所确定。各方法的检测结果如表3所示。由表3可知，基于NIR光谱数据定量检测结果如下:LVs=10，RMSEC=0.2812，=0.9533，RMSEP=0.3447，=0.9211，RPD=3.5601，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2A所示。基于SERS光谱数据定量检测结果如下:LVs=8，RMSEC=0.2105，R2c=0.9726，RMSEP=0.2349，R2p=0.9689，RPD=5.6705，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2B所示。基于NIR与SERS光谱直接融合数据定量检测结果如下:LVs=10，RMSEC=0.1923，R2c=0.9836，RMSEP=0.2117，R2p=0.9703，RPD=5.8026，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2C所示。基于NIR与SERS光谱特征层融合数据定量检测结果如下:LVs=9，RMSEC=0.1569，R2c=0.9908，RMSEP=0.1827，R2p=0.9854，RPD=8.2761，花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系如图2D所示。由HSIC-VSIO筛选的NIR光谱特征变量如图2E所示，其中部分特征变量覆盖了NIR特征谱带930~970、1090~1130、1210~1240和1270~1300nm。由HSIC-VSIO筛选的SERS光谱特征变量如图2F所示，其中部分特征变量覆盖SERS特征谱带597、742、835、1249、1486和1557cm‒1。图2.含花生油中AFB1含量PLSR预测值与真实值之间的关系及HSIC-VSIO筛选的光谱特征变量2.4各方法检测结果对比分析各方法所建PLSR模型评价指标的变化趋势如图3所示，显然，由NIR光谱数据构建的PLSR模型预测性能最差，主要在于花生油中AFB1含量低，分子量小，内部含氢基团振动在近红外区域吸收的能量低，对应的光谱信号弱，影响了其检测精度。相较于NIR光谱数据构建的PLSR模型，由SERS光谱数据NIR与SERS光谱直接融合数据以及NIR与SERS光谱特征层融合数据所构建的PLSR模型的预测性能均获得了提高。以NIR光谱数据构建的PLSR模型的预测性能作为基准，SERS光谱数据、NIR与SERS光谱直接融合数据以及NIR与SERS光谱特征层融合数据所构建的PLSR模型的RMSEC分别降低了25.14%、31.61%和44.20%;分别提高了2.02%、3.18%和3.93%;RMSEP分别降低了31.85%、38.58%和47.01%;分别提高了5.19%、5.34%和6.98%;RPD分别提高了59.28%、62.99%和132.47%。综上所述，由SERS光谱数据构建的PLSR模型的预测性能明显提高，主要在于SERS技术通过增强基底Q-SERS获得拉曼增强效应使得花生油中痕量AFB1的信号获得了放大，从而提高了其检测精度。相较于采用NIR或SERS光谱单一检测技术，将NIR光谱与SERS光谱直接融合后，实现了光谱信息的互补，有助于检测精度的进一步提高。然而，光谱直接融合数据中包含大量的冗余甚至干扰变量，采HSIC-VSIO分别对NIR与SERS光谱筛选特征变量，然后将筛选得到的特征变量进行融合并构建PLSR模型，其检测精度获得了较大的提高。图3.各方法所建PLSR模型评价指标变化趋势2.5真实样本检测分析结果从青岛普瑞邦生物工程有限公司购买一批含有AFB1的花生油样本(AFB1含量范围为:1.0×10‒5~1.0×10‒3μg/mL)。每个样本分别采用NIR与SERS光谱特征层融合数据构建的PLSR模型(以下简称光谱特征融合方法)以及标准方法(HPLC)检测AFB1含量，检测结果如表4所示。将两种方法的检测结果做双侧配对t检验，结果表明两者无显著性差异(P=0.84>0.05)。根据检出限的计算公式3S0/K(S0为多个空白样本响应值标准差，K为校正曲线的斜率)，可估算得到光谱特征融合方法对AFB1含量的检出限为5.27×10‒6μg/mL。欧盟与中国设置的花生油中AFB1最大残留限量分别为2.0μg/kg和20μg/kg。为了与上述标准进行对比，可将溶液(花生油+AFB1)密度设为1g/mL，从而实现将5.27×10‒6μg/mL粗略地转换为5.27×10‒3μg/kg。故本研究提出的光谱特征融合方法可满足对花生油中AFB1含量是否超标的定量检测。3、 结论本研究提出了一种基于NIR与SERS光谱特征层融合数据构建PLSR模型实现花生油中AFB1快速、高精度检测的方法。与NIR光谱数据、SERS光谱数据以及NIR与SERS光谱直接融合数据构建的PLSR模型相比，NIR与SERS光谱特征层融合数据构建的PLSR模型具有最佳的预测性能:RMSEC=0.1569，R2c=0.9908， RMSEP=0.1827，R2p=0.9854，RPD=8.2761。同时，将本研究方法与标准方法分别检测真实的花生油样本中AFB1含量，结果表明两者的检测性能无显著性差异(P=0.84>0.05)，本研究方法的检出限可换算为5.27×10‒3μg/kg，远远低于欧盟与中国设置的花生油中AFB1最大残留限量2.0μg/kg和20μg/kg。综上，实验结果表明本研究方法可实现花生油中AFB1含量的快速、高精度定量检测，验证了NIR与SERS光谱融合的可行性与有效性，尤其是经特征变量筛选后，NIR与SERS光谱数据在特征层的融合能够最大限度地提高模型的检测精度。文献来源四、产品推荐RMS2000微型拉曼光谱仪1、产品简介RMS2000（RamanMinimalSystem）是一款微型的785nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。配置超短焦、线扫描、浸入式探头，支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。2、产品特点• 体积小巧，重量轻，只有100×80×26mm和280g；• 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30μm；• 高分辨率（~6cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；• 高灵敏度，500ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；• 可配置线扫式探头，可以采集4.5mm*1mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；• 可配置浸入式拉曼探头，用于过程分析检测；• 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；• 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；• 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；• 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。NIRPro近红外光纤光谱仪1、产品简介   NIRPro是一款制冷型近红外光纤光谱仪，结构设计小巧，光谱范围可配置；分辨率高，最佳可达0.3 nm；杂散光低，~0.5％。光谱范围依据选择不同可以覆盖950-1700 nm、950-2200 nm和950-2500 nm多种配置。制冷温度可以达到-20℃。具备良好的光谱响应稳定性和重现性，适用于激光测量、近红外测量，是一款科研级的高性能光纤光谱仪。2、产品特点• 分辨率高，最佳可达0.3 nm；• 可适配如海带销的多芯密排集束光纤，光纤插拔强度一致性≦7%；• 动态范围宽、信噪比高、稳定性好；• 背景噪声≦3RMS（10 ms积分时间）；• 配置USB、串口多种通讯接口，配置24PIN交互接口，配置专有DAC和ADC，可实现配套光源的使能、强度控制和功率反馈。

一、研究背景光子晶体是一种在光学尺度上具有周期性介电结构的材料，可以产生被称为光子带隙的“禁止”频率。通过对材料内部结构进行设计和制备，可以实现不同的禁止频率，使人们操纵和控制光子成为可能。基于这种特性，光子晶体被广泛应用于新型光电器件集成、光通信及传感检测等领域。飞秒激光由于超短的脉冲宽度和超高的峰值功率，理论上可以对任意材料进行加工，精度高、热影响小，使其成为一种极具潜力的微结构制备手段。目前，已有许多研究团队成功利用飞秒激光在铌酸锂晶体的表面及内部进行沟槽、波导等微结构的制备，但是受限于传统飞秒高斯光束极短的瑞利长度，以飞秒激光直写获得铌酸锂晶体高深径比微孔结构仍是一个挑战。a使用如海光光电的光纤光谱仪对微孔阵列的透射光谱进行测量，分析机制原理并提高了加工工艺，成功实现了大面积、高深径比微孔阵列的一步制备,对未来铌酸锂光子晶体器件的制备具有重要的指导意义过性。                 二、实验过程：图1是飞秒贝塞尔光束光子晶体结构直写装置架构。激光器输出的原始高斯光束通过扩束镜后平行入射至底角为2°的锥透镜产生第一区贝塞尔光束。通过聚焦镜对光束进行空间尺度压缩，整形后最终输出的贝塞尔光束直径约为2 μm。图1飞秒贝塞尔光束直写装置架构图(LN :铌酸锂)如图2所示，通过控制激光重复频率及平台移动速度，在无间歇动态扫描过程中实现飞秒激光单脉冲连续加工,一步完成微孔阵列的制备。图2微孔阵列制备示意图三、研究内容随着激光平均功率的增加，微孔的入口径向尺寸、平均直径及深度均增大，这说明了激光工艺参数对微孔形貌的可控性。如图3所示，通过调节飞秒贝塞尔光束与样品的相对位置（从0μm至200μm）可以有效延长微孔深度，并有选择地调控微孔形成区域。值得注意的是，光束和样品相对位置的改变并不会对微孔孔径造成影响，展现出贝塞尔光束对微孔孔径与孔深具有强大的解耦能力，有利于实现材料内部各种形貌、尺寸微孔结构的制备。图3贝塞尔光束焦点区域和材料的相对位置对微孔形貌的影响图4 (a)、(b)是在铌酸锂晶体内部制备了间隔为4 μm，孔径为715 nm，深径比约为700∶1的微通孔阵列。如图4 (c)所示，采用波长范围为400~1100 nm的线偏振光分别从原始铌酸锂晶体端面和已制备微孔阵列的光子晶体端面沿垂直于微孔阵列的方向入射，使用光学显微镜从不同样品的另一端面观察出光情况。图4(d)所示为显微镜观察到的出光现象。图4(e)为测量得到的晶体样品的透射光谱，可见，制备有光子晶体微孔阵列的样品呈现出明亮的蓝绿色(光谱测量显示该波段范围为450~510 nm )，而没有制备微孔结构的原始样品则呈现出与入射光相近但较暗的颜色。光子晶体样品所呈现的蓝绿色则说明微孔阵列对450~510 nm波段范围内的光具有选择透过性,证实了所制备光子晶体的良好滤波特性。图4飞秒贝塞尔光束直写周期性微孔阵列。(a)基于微孔阵列的光子晶体器件实物图; (b) 微孔横截面的偏光显微镜照片以及对应的SEM图片; (c)光子晶体滤波性能测试示意图(图中双箭头表示光束偏振方向); (d)光子晶体滤波性能测试结果; (e)光子晶体样品的透射光谱四、结论通对飞秒激光贝塞尔光束制备了大面积铌酸锂微孔阵列。使用光谱仪进行透射测试，发现该光子晶体结构具有很好的波长选择透过性。这种高效可靠结构加工方式为更多铌酸锂光子晶体器件的制备提供了新途径。文献来源产品推荐1、产品简介现如今飞秒激光加工已应用于众多固体材料，范围涵盖金属，半导体，电介质以及聚合物等。可以通过光谱仪对激光的光谱进行测量与分析，做相应的光谱展宽，更宽的光谱与更好的光谱形状往往意味着更短的脉冲压缩极限，目前我们有不同谱宽的光谱仪产品可供选择。产品型号XS11639HS2048Area2000波长范围850-1100nm650-1200nm750-1300nm分辨率~0.8nm@25μm~0.7nm@25μm~0.6nm@25μm像元通道数2048 pixels2048 pixels2048×64 pixels杂散光~ 1%~2%~2%信噪比380：1600：1550：1尺寸大小75*63.5*35 mm98*80*24 mm100*85*28.5 mm检测器积分时间50 µs-65 s50 µs-65 s50 µs-65 s光纤插拔一致性≤7%≤7%≤7%响应线性度≥98%≥98%≥98%数据接口USB2.0、RS232USB2.0、RS232USB2.0、RS232光纤接口Key-SMA905Key-SMA905Key-SMA905AD采样16 bit16 bit16 bit扩展功能接口24PIN24PIN24PIN2、产品特点可适配如海带销多芯密排集束光纤，光纤插拔强度一致性≦7%；紫外光谱响应强；CCD量化背景噪声≦30RMS（100ms积分时间）；配置USB、串口多种通讯接口，配置24PIN交互接口，配置专有DAC和ADC，可实现配套光源的使能、强度控制和功率反馈。

一、研究背景当前，急性中毒事件屡屡发生，给毒物的安全管控的带来严峻挑战。安眠药是自杀的首选毒物，它进入人体后会产生毒性作用，从而引起疾病甚至死亡。药物中毒最常见的是苯二氮卓类及苯巴比妥类安眠药，苯巴比妥是长效苯巴比妥类药物的典型代表，是一类中枢神经类药物，主要的药理作用有镇静、催眠、抗惊厥，抗癫痫等。但是滥用会损害神经系统，严重时会导致死亡。现代社会生活节奏过快、心理压力过大，这就造成一些人选择吞服大量安眠药自杀。图1 （来自网络）研究表明，口服安眠药后，会对人的肾脏造成损伤，导致肾小球滤过率下降，严重时会造成休克导致死亡。另一方面，过量的苯巴比妥还可能使胎儿畸形。毒物鉴定率越高，越有利于临床科学诊断与治疗，但目前中毒物的鉴定率比较低。因此面对突发急性中毒事件，亟需建立一种高效的急性中毒物的快速分析方法，提高检测的效率，达到及时、准确救治的目的。本研究利用制备好的银线滤纸基底检测卡，结合如海光电便捷式拉曼光谱仪，利用SERS技术，检测急性中毒物-苯巴比妥，操作简单，耗时短，检测速度快，能够实现现场实时检测样品，在医学治疗和法医鉴定急性中毒物等领域具有广阔的应用前景。二、研究内容2.1 苯巴比妥的常规拉曼检测SERS检测图2-1 A是苯巴比妥的球棍分子结构模型，图2-1 B是使用如海光电便捷式拉曼仪所测的常规拉曼光谱图，可在图中观察到苯巴比妥在1002 cm-1和1036 cm-1的拉曼特征位移。图 2-1 （A）苯巴比妥的三维分子结构图；（B）苯巴比妥的常规拉曼光谱图苯巴比妥在1002 cm-1处的拉曼特征峰是由苯环的C-C振动引起的，1036 cm-1来自于骨架嘧啶环振动，如表2-3所示。表2-3 苯巴比妥的拉曼特征峰归属2.2 苯巴比妥的SERS检测条件选择图2-2 A为在激光功率分别为25 mW、50 mW、75 mW、100 mW、150 mW 时SERS光谱图，其他检测条件均相同。图2-2 B为积分时间分别为1 s、3 s、5 s、8 s、10 s时的SERS光谱图，其他检测条件均相同。由图2-2B可见，随着积分时间的增加，苯巴比妥特征峰的强度也在增加，为节约时间成本，最终选取激光功率为100 mW，积分时间为8 s的测试条件。图2-2（A）不同功率下苯巴比妥的SERS光谱图；（B）不同积分时间的苯巴比妥的SERS光谱图2.3 泪液中苯巴比妥的SERS检测图2-3 A为银线滤纸基底检测卡对泪液中不同浓度的苯巴比妥检测的SERS光谱图，如图2-3 A所示，在1002 cm-1和1036 cm-1处出现了苯巴比妥的特征峰。图2-3（A）泪液中不同浓度苯巴比妥SERS光谱图；（B）在1002 cm-1拉曼位移处各浓度与拉曼强度散点图结果表明，在0.1 µg/mL ~ 10 µg/mL范围内，SERS强度随浓度的增加而增加(图2-3 A)。使用Oringin软件对其进行线性拟合，线性方程为 y=461.82 2x+1368.8，相关系数R2为0.987，表明线性关系良好。由此可见，银线滤纸基底SERS检测卡可用于急性中毒物苯巴比妥的快速检测。文献来源三、RMS2000微型拉曼光谱仪1、产品简介RMS2000（Raman Minimal System）是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。配置超短焦、线扫描、浸入式探头，支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。2、产品特点• 体积小巧，重量轻，只有100×80×26 mm和280 g；• 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30 μm；• 高分辨率（~6 cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；• 高灵敏度，500 ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；• 可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；• 可配置浸入式拉曼探头，用于过程分析检测；• 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；• 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；• 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；• 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。

一、研究背景近十年来，“三聚氰胺毒奶粉”事件使乳制品的质量安全成为消费者和科学研究关注的焦点，并促使相关部门建立对乳制品质量进行更加严格的监管措施。乳制品的进口量呈现出快速增长的趋势。2010年~2019年间，乳制品年均复合增长率达16.5%，其中2020年散装奶粉进口量达131.0万吨，同比增长10.2%。而进口奶粉中的蛋白掺假事件近期也屡有发生，如2013年新西兰进口奶粉中检出双氰胺污染。面对乳制品质量安全的严格管控以及大批次散装奶粉的进口通关，口岸现场监管只能采用随机抽样后送实验室检验的方式，监管流程长效率低，缺乏现场快速实时评价的技术手段。图1 （来自网络）近年来，由于拉曼光谱成像技术可同时获得样品的光谱特征和图像信息，具备无损、 快速、 可视化等优点，被广泛应用于食品质量安全领域如非法添加物的检测、 营养成分的鉴定、 掺伪物质的筛查等领域。本工作采用上海如海光电科技有限公司开发的便携式点扫描二维拉曼高光谱成像仪器对不同浓度梯度(0.005%～2.000%)的硫脲奶粉混合物进行检测，结合如海预处理算法，对硫脲进行在线实时的定性、定量和污染物分布分析，并进一步预测奶粉中硫脲的浓度。实验方法本文采用上海如海光电科技有限公司开发的便携式点扫描二维拉曼高光谱成像仪器（spider2000+）进行光谱数据采集，如海光电Uspectral-PLUS软件进行光谱预处理。研究内容3.1 点扫描拉曼高光谱成像仪器的采集参数确定分别以固态标准品硫脲和奶粉为样品，研究激光功率和积分时间对测试结果的影响，结果图2所示。由图可知，随着激光功率和积分时间的增加，硫脲标准品和奶粉的拉曼特征峰不断增强，但功率在400和500 mW时，硫脲部分特征峰强度会趋于饱和。因此，综合考虑后，选择300 mW、积分时间1 000 ms条件进行测试。图2 不同积分时间、 激光功率下硫脲和奶粉的拉曼光谱图3.2 奶粉中硫脲的定性分析以硫脲标准品为添加剂，分别制备添加浓度(W/W)为0.005%，0.010%，0.050%，0.250%，0.500%，0.750%，1.000%，1.250%，1.500%，1.750%和2.000%的硫脲奶粉混合样本，采集混合样本24 mm×24 mm区域内100个像素点的拉曼高光谱信息，经过阈值处理后的二值热图如图3所示。由图可知，在感兴趣区域内，随着添加物浓度的增加，硫脲检测点数目增多。当添加浓度为0.050%时，感兴趣区域内可检测到1个硫脲检测点，说明基于该实验参数，硫脲在奶粉中的最低检出浓度为0.050%，比已有研究中的检出限(0.1%)更低，采集时间(20 min)更短。图3 硫脲奶粉混合样本的二值热图(n=6)3.3奶粉中硫脲的定量分析研究将感兴趣区域内硫脲像素点数目与添加浓度进行线性拟合，结果如图4所示。由图可知，线性拟合的决定系数(R2)为0.991 3，具有很好的线性关系。实验中的样本厚度为1 mm，系统能完全采集到底部样本信息，不存在样本信息遗漏，且平行多次混合后采样能让表层和亚表层样本信息全部采集到，减少样本信息覆盖的误差，因此随着添加浓度的增加，样本中硫脲检测点的数目呈线性增长，可以根据感兴趣区域内硫脲检测点数目预测奶粉中硫脲的添加浓度。图5 硫脲浓度与像素点数目的线性拟合图3.4 方法的验证为了验证该方法的准确性，以三种不同品牌奶粉为基质，制备4个不同浓度的硫脲奶粉混合样本，分别为0.25%，0.60%，1.20%和1.50%，重复制样6次，采集拉曼高光谱信息并进行二值化处理，记录硫脲检测点的数目并利用图7的线性关系预测硫脲的浓度，结果如表1所示。 由表1可知，在0.25%，0.60%，1.20%和1.50%的添加水平下，预测浓度的相对误差范围为-9.41%～4.01%，相对标准偏差(RSD)小于7%，说明该方法具有较高的准确性和稳定性，可以用于检测奶粉中添加物的浓度。文献来源Spider2000+便携式显微拉曼成像光谱仪Spider2000+便携式显微拉曼成像光谱仪采用如海光电自主研发的科研级微型共焦拉曼光谱仪RMS2000作为拉曼内芯，使其具有高灵敏度、高分辨率、强穿透能力以及较好的抑制荧光干扰能力。优化的光路设计可使得拉曼激光光束在通过长焦显微物镜后最小光斑可达到微米级别，可精确采集微米级样品的拉曼光谱。此外，仪器采用高精度二维自动化移动平台，可实现自动扫描mapping成像功能。Spider2000+便携式二维显微拉曼成像光谱仪配备长焦显微物镜，增加了光源反射式照明成像，可通过CCD相机获得样品清晰的显微明场成像。激光经过物镜后光斑接近衍射极限，克服了普通拉曼系统中收集拉曼信号的焦面稍高于或稍低于实际最佳焦面的问题，并且独特的共焦式设计使得样品荧光信号被有效抑制，从而提高拉曼光谱质量。产品特点高灵敏度：最低可检测到0.3%浓度无水乙醇特征峰；高分辨率：6 cm-1 @ 25 μm狭缝；高品质物镜，光斑可达微米级；高精度二维自动化平台；强大软件功能：支持mapping自动扫描、数据库识别等功能。

一、研究背景福美双作为一种高效的硫磺杀菌剂，在农业生产中有着广泛的应用。福美双由于溶解性差，很容易残留在农作物上并在人体内蓄积。福美双一旦被吸收，很难从人体中消除，对人体健康构成严重威胁。福美双无色无味，普通消费者很难检测到产品中的福美双。检测福美双的几种常用方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、气相色谱-质谱仪(GC-MS/LC-MS)和薄层色谱(TLC)。这些方法操作复杂，重复性差，检测仪器昂贵，普通消费者在没有专业知识的情况下很难使用上述方法[3]。基于这些需求，研究人员提出了一种方二、研究内容1. 样品制备及表征基于在硅衬底上自组装的六方密排纳米球阵列，制备了由二氧化硅隔离的含银颗粒膜的核桃状纳米结构，具体过程如图1所示。首先，在硅基片上自组装尺寸为500 nm的阵列，形成二维紧密致密的结构。其次，采用磁控溅射法在PS球阵列上共溅射不同厚度的Ag和SiO2薄膜。第三，采用氧离子刻蚀不同时间制得具有Ag-SiO2薄膜的PS阵列，得到核桃状纳米结构。图1.SERS衬底示意图图2显示了10 nm银-二氧化硅纳米颗粒薄膜随刻蚀时间的SEM和AFM图像。刻蚀时间不同时，所形成的纳米颗粒形貌不同。图3a显示了经30s刻蚀后的样品10 nm Ag-SiO2薄膜的TEM图像。详细的分析表明，柱状结构由许多较小的结构组成，横向尺寸为10 nm，与银纳米颗粒的尺寸一致，如图3b所示。元素映射图像证实了样品中银、硅和氧的存在(图3d-f)。高分辨电子显微镜图像显示，银纳米粒子被无定形二氧化硅包围，形成了银@二氧化硅核壳结构。图3g显示晶格面为0.234 nm，晶格与Ag(111)晶面一致，这表明由于SiO2的保护，Ag没有被氧化。1. 拉曼性能表征图4显示了样品在10−3 M的4-mBA溶液中浸泡1h后在785 nm激光激发下的表面增强拉曼散射表征。浸泡后，样品用无水乙醇漂洗，以去除结构表面的自由或物理吸附的多余探针分子，样品用氮气干燥并放入干燥的无尘环境中供以后使用。在1073 cm−1和1575 cm−1处观察到两个明显的拉曼峰。在1073 cm−1处的峰是由芳环呼吸、对称的C-H面内弯曲和C-S伸展所致。1575 cm−1处的峰值属于环状C-C拉伸和非对称C-H面内弯曲。719 cm-1处的峰属于γ(CCC)离面环。振动，在846 cm−1处的峰值属于δ(COO−)弯曲振动。选择60 S刻蚀后的核桃形样品作为表面增强拉曼散射衬底，对不同浓度的福美双进行检测。图5显示了不同浓度福美双的拉曼光谱。福美双在浓度为10−8M时仍能检测到最强峰，在1380 cm−1处出现最强峰，在560 cm−1处出现次强峰。1380 cm−1峰属于CN伸缩和CH3对称性，560 cm−1峰属于C-S-S不对称伸缩振动。930 cm−1峰属于C=S伸展和CH3N，1138 cm−1峰属于CN伸展和CH3摇摆模式。SERS衬底成功检测到福美双的浓度为10−8M，远低于美国环保局规定的最低浓度。计算了1380 cm−1特征峰强度与萃取物浓度的对数之间的函数关系，得到了拉曼峰强度与福美双浓度的关系，如图5b所示。x和y的关系符合拟合方程y=10486logx+30215，R2=0.976。表明福美双浓度的对数与1380ccm−1SERS峰强度的变化呈良好的线性关系。图5. 福美双的拉曼表征分析图三、总结通过共溅射银和二氧化硅的方法制备了一种由银纳米颗粒组成的基于PS阵列的SERS衬底。使用Portman进行拉曼测试，SERS衬底对福美双的检测具有很高的灵敏度和极好的可靠性，检测下限低至10-8M。文献来源四、产品推荐Portman便携式拉曼光谱仪1、产品简介Portman便携式拉曼光谱仪配置了一款适用于拉曼光谱检测的光纤光谱仪，相比传统的785 nm拉曼光谱仪，Portman的灵敏度得到很大的提升，能够检测到细胞级别的微弱拉曼信号。适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景；使用方便，操作简单。检测结果客观准确。客户可根据应用需求选择最适合的产品。2、产品特点Ø 检测范围广：200-3000 cm-1；Ø 信号灵敏度高，可分辨硅片的二阶峰；Ø 能测出鸡肉脂肪细胞信号；Ø 高度集成，轻巧便捷；Ø 高稳定性。

文献分享-基于表面增强拉曼光谱的便携式双层过滤装置对多种水源性病原体同时测定一、研究背景近些年来，由感染食源性致病菌所引发的重大安全事件时有发生，不断报道的食品中致病菌的残留问题使得人们对食品中致病菌的检测越发关注，各类致病菌的检测方法也层出不穷。该研究设计了一款带有SERS-Tag作为拉曼信号报告装置的便携式双层过滤设备可以快速识别、分离、浓缩和鉴定湖水中大肠杆菌0157:H7、金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌等多种水生病原体。每个SERS-Tag(与抗体结合的AuTag @ Ag)均由Au @ Ag纳米颗粒作为拉曼增强底物，吸附的拉曼报告染料(CVa, R6G和MB)产生特征性SERS信号以及特异性的抗体针对目标细菌。该过滤装置对注射器进行了一定的改造，使得其具有上孔过滤膜(孔径为30μm)(拦截膜)和下层过滤膜(孔径为200 nm(浓缩膜)。使用时推动受污染的湖水样品流通过双层过滤设备。在此过程中，沙粒，浮游生物和植物叶片等大物体被截留膜截留，而三种目标病原体可以被浓缩膜捕获并浓缩。从便携式设备上卸下浓缩膜后，通过上海如海光电便携式拉曼光谱仪可以同时对多个目标病原体进行测试。实验方法本文采用上海如海光电生产的SEED3000便携式拉曼光谱仪进行数据采集，通过上海如海光电提供的预处理算法进行光谱预处理。研究内容3.1 研究拉曼光谱和拉曼增强效应要检测多个目标，必须选择一组没有光谱间干扰的拉曼报告分子。由图4.2可知，AuCVa@Ag、AuR6G@Ag、AuMB@Ag信号强度分别比CVa、R6G、MB强的多，表明SERS-Tag具有强大的拉曼增强效果。3.2 浓缩膜的SEM表征为了验证浓缩膜的富集能力，在图4.4中通过SEM对湖水处理前后的浓缩膜进行了表征。在图4.4D中可以看到，许多小型SERS-TagCVa通过抗原抗体识别紧密紧密地分布在大肠杆菌0157:H7的表面上。该表征是有力证据证明该过滤装置可用于分离和浓缩目标病原体。3.3对单种细菌的测定性能调查经过以上研究和表征，我们首先用三种目标病原菌中的一种来测试过滤装置的细菌检测能力。测试结果表明，随着湖水中细菌浓度的增大，被吸附在浓缩上的细菌也越来越多，呈现明显的线性关系，结果如图4.6所示。随着大肠杆菌0157:H7浓度增加，在特征拉曼峰586cm-1、1501cm-1和1614cm-1处，定量检测1×101至1×106cfu的大肠杆菌0157:H7、金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌呈现较好线性关系，R2分别为0.9929、0.9942、0.9854，表明可以将被污染湖水与空白样品区分开来的最低浓度为1×101 cfu/mL，这足以检测实际生活时水中的水生细菌。3.4 对三种细菌的测定性能调查使用三种细菌共同污染了湖水样品，对污染后样品测试结果如图4.8所示，我们发现仍然可以检测到对应于三种目标细菌的特征性SERS峰。通过跟踪586cm-1、 1501cm-1和1613cm-1处的峰值强度，拉曼响应与已知的三种细菌的浓度成正比，表4.4中推导的细菌浓度与已知浓度的加标浓度进行比较得出的回收率也在可接受的范围内。同时也使用经典的基于MNPs的方法进行对比验证，电泳结果也验证了大肠杆菌0157:H7 (101 bp)，金黄色葡萄球菌(132 by)和单增李斯特氏菌(261 by)的PCR扩增，证明拉曼信号确实是由结合的纳米颗粒产生的在三种细菌的表面上。表明该设备可以耐受湖水环境，并同时进行多种水生病原体检测的SERS解码测定。文献来源SEED3000便携式拉曼光谱仪SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。产品特点◆ 高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；◆ 可适配光谱范围在200cm-1～3000cm-1;◆ 高稳定性，光谱响应稳定性◆ 高分辨率，分辨率最佳可达4 cm-1。

文献分享-上转换荧光传感在鲜肉品质检测中的应用一、研究背景随着人们生活质量的不断提高，对肉类的需求逐渐由量向质转变，肉品质越来越受到重视。其中，冷藏是最常见的保鲜手段。鲜肉从屠宰到冷藏过程中，经历了僵直、解僵和成熟，具有鲜嫩多汁、易咀嚼、易消化等特点。在此期间，由于动物体内携带的微生物以及运输过程中滋生细菌，从而发生的鲜肉安全问题就会严重危害消费者权益，也严重影响我国鲜肉产业的健康绿色发展以及出口贸易。图1 冷藏肉致病微生物非常容易污染鲜肉食品，并且在养殖、屠宰、加工、运输、贮藏和销售等任何环节中都有可能发生食源性致病菌的“二次污染”问题，甚至通过繁殖或产生毒素进一步扩大致病菌的危害，导致集体中毒事件。在细菌性食物中毒事故中，有四分之一都是由金黄色葡萄球菌所引起的，因此，对于鲜肉中金黄色葡萄球菌的检测尤为重要。食品中微生物的检测方法主要有培养法、免疫分析技术、分子生物学方法以及生物传感器方法。本文使用如海光电自主研发的荧光光谱仪对猪肉和牛肉中的金黄色葡萄球菌进行测试。二、研究内容实验以鲜牛肉、鲜猪肉为测试对象，利用如海上转换荧光光谱仪进行测试。2.1 上转换纳米材料的制备及修饰方法研究中所使用的上转换荧光纳米颗粒采用高温热分解法制备。经过超声、搅拌、加热、冷却、离心后得到白色固体沉淀，即油溶性上转换纳米颗粒（UCNPs-OA）。最后将其置于60℃烘箱中，真空干燥12 h真空干燥后。为了UCNPs-OA能够具有良好的水溶性，同时又能够填充信号分子，因此，在上转换纳米材料表面包覆一层介孔二氧化硅。2.2 检测体系的构建研究基于上转换荧光技术的金黄色葡萄球菌检测方法的基本原理如图2所示。检测体系由Fe2+填充的介孔上转换纳米材料和适配体组成，适配体通过静电吸附结合在UCNPs-m SiO2表面，使Fe2+被隔绝在UCNPs-m SiO2介孔中，无法与体系中H2O2反应产生Fe3+，所以UCNPs荧光不会猝灭；但是当体系中加入金黄色葡萄球菌时，适配体优先与金黄色葡萄球菌结合，并从UCNPs-m SiO2表面上脱离，从而释放出介孔中的Fe2+，并与H2O2反应生成Fe3+，Fe3+与UCNPs之间通过配位作用形成UCNPs/Fe3+络合物，导致UCNPs的荧光被猝灭。因此可以通过荧光淬灭程度实现定量检测金黄色葡萄球菌。图2 检测金黄色葡萄球菌的试验原理2.3 制备材料的表征结果图3 上转换荧光纳米材料的TEM图（A），X-射线衍射光谱图（B），上转换纳米颗粒能谱图（C）和荧光光谱图（D）图3（A）为制备的上转换纳米材料的TEM图，可以看出，合成的纳米材料为典型的六边形，大小一致且分散均匀，直径约45 nm左右。图3（B）为UCNPs的XRD图，可以看出，制备的UCNPs的衍射峰与标准卡JCPDS No. 16-0334完全吻合，表明所制备的材料从晶型上分析具有纯晶相的结构。图3（C）为UCNPs的能谱图，可以清晰的看出，制备的UCNPs由元素钇、镱、铒、钠、氟组成，符合应有的元素组成。图3（D）为制备的UCNPs在980 nm激光激发下的完整的荧光光谱图（380-800 nm），观察到在410、524、544和658 nm处有四个特征发射峰，表明制备的UCNPs具有良好的发光特性。2.4 检测标准曲线的建立制备梯度浓度的金黄色葡萄球菌悬浮液，在优化的最佳实验条件下用所构建的生物传感器进行检测并采集上转换荧光光谱，结果如图4所示。图4 不同浓度金黄色葡萄球菌检测的上转换荧光光谱（A）和标准曲线（B）2.5 小结研究构建了一种基于三价铁离子猝灭上转换荧光的检测方法，并将其应用于鲜肉食品中金黄色葡萄球菌的定量检测。所构建的检测体系主要由介孔二氧化硅包覆的上转换纳米材料和适配体组成，优化结合比例以及孵育时间后，利用荧光强度的猝灭程度，实现了对金黄色葡萄球菌的定量检测且具有较好的特异性和抗干扰性。结果表明构建的体系设计的上转换荧光检测体系灵敏、可靠，与传统平板方法无显著性差异，可以快速检测鲜肉中的金黄色葡萄球菌。文献来源[1]杨永存.鲜肉中金黄色葡萄球菌的上转换荧光传感检测方法研究[D].江苏大学,2021.三、产品推荐Lifs980上转换荧光光谱仪1、产品简介LIFS980激光诱导荧光光谱仪是一款适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景；使用方便，操作简单。检测结果客观准确。客户可根据应用需求选择最适合的产品。2、产品特点◆ 自带光谱工作站，可随时采集；◆ 内置电池，可方便携带；◆ 高度集成，轻巧便捷；◆ 高稳定性；◆ 探头可取出采集，不受样品形态和检测样品池限制；◆ 快速、无损检测。

532拉曼在碳材料检测中的应用一、研究背景碳是世界上含量最广的一种元素。它具有多样的电子轨道特性，再加之SP2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性，因此以碳元素为唯一构成元素的的碳材料，具有各种各样的性质。在历史的发展中，传统的碳材料包括：木炭、竹炭、活性炭、炭黑、焦炭、天然石墨、石墨电极、炭刷、炭棒、铅笔等。而随着社会的发展人们不断地对碳元素的研究又发明了许多新型炭材料：金刚石、碳纤维、石墨层间化合物、柔性石墨、核石墨、储能型碳材料、玻璃碳等。其中新型纳米碳材料：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。图1 碳材料（来自网络）拉曼光谱是一种重要的分析和研究工具，拉曼散射是由C.V. Raman于1928年确认的一种光散射技术。在这一过程中，入射光子和样品间相互作用产生了与入射光子不同波长的散射光子，拉曼测试就是通过收集这些散射光子并研究其波长分布特点，实现化学品鉴别、分子结构表征、成键效果、样品所处环境以及内部应力分布等研究目标。碳材料是由对称的碳-碳共价键构成，由于组成单一但结构多样，其有效表征是一个难题。拉曼光谱可以对碳材料结构间的微小变化进行表征，是一种强大的表征工具，是当前表征碳材料的最有效手段之一，可以对碳材料分子结构、成键效果、载荷以及内部应力分布做全面的研究。二、石墨烯测试2.1测试设备如海光电532显微拉曼光谱仪图2测试场景图2.2测试结果分别使用如海532显微拉曼对三个石墨烯样品（SiO2/Si基底）进行测试，三个样品分别对应单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯。图3为三个石墨烯样品的显微成像结果。   图3 (a)单层石墨烯;(b)双层石墨烯;(c)少层石墨烯石墨烯样品的拉曼测试结果如图4所示，图中可观察到明显的碳材料G峰和2D峰。此外从图中可以看出，单层石墨烯的G'（2D）峰强度大于G峰，并具有完美的单洛伦兹峰型，随着层数的增加，G'（2D）峰半峰宽增大且向高波数位移 ，这是因为G'（2D）峰产生于一个双声子双共振过程，与石墨烯的能带结构紧密相关，与此同时G峰、G'（2D）峰的强度比随着层数的增加而发生变化，为石墨烯层数的判断提供依据。图4 不同石墨烯样品拉曼测试结果3、 金刚石测试3.1测试设备如海光电便携式拉曼光谱仪Portman532图5 测试场景图3.2测试结果图6为不同人造金刚石磨料测试结果，其中1332cm-1附近是金刚石的一阶拉曼谱线，代表金刚石微粉的有效成分，3140cm-1处与晶体杂质成分及含量以及晶体内部缺陷相关。图6 不同人造金刚石磨料拉曼测试结果金刚石NV色心溶液测试结果见图7，图中1435cm-1，3149cm-1特征峰，分别对应NV色心的NV0的零声子线与NV-的零声子线，可通过这两处特征峰反映金刚石中NV色心的含量，测试结果与文献报道相吻合。图7 金刚石NV色心溶液测试结果四、碳化硅4.1测试设备如海光电532显微拉曼光谱仪图8测试场景图4.2测试结果SiC拉曼测试结果见图9，从图中可观察到明显的SiC 特征位移（775cm-1），与文献报道一致。图9 SiC拉曼测试结果4、 实验结论实验结果表明，可以通过如海光电532拉曼光谱仪对石墨烯、金刚、碳化硅等碳材料进行表征。参考文献[1]费拉里罗伯逊谭平恒李峰成会明.碳材料的拉曼光谱:从纳米管到金刚石[M].化学工业出版社,2007.[2] 王生毅. 金刚石NV色心系综制备与表征技术研究[D].中北大学, 2018.[3]辛伍红.碳材料拉曼测试中激发光能量的选择[J].化工时刊, 2020, 34(6):4.五、Portman532便携式拉曼光谱仪1、产品简介Portman532便携式拉曼光谱仪配置了一款适用于拉曼光谱检测的面阵式光纤光谱仪，相比传统的532nm拉曼光谱仪，Portman532的灵敏度得到很大的提升，能够检测到细胞级别的微弱拉曼信号。适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景；使用方便，操作简单。检测结果客观准确。客户可根据应用需求选择最适合的产品。2、产品特点• 检测范围广：200-4000cm-1；• 信号灵敏度高，可分辨硅片的二阶峰；• 能测出鸡肉脂肪细胞信号；• 高度集成，轻巧便捷；• 高稳定性。六、产品推荐• MR532显微拉曼光谱仪1、产品简介MR532显微拉曼光谱仪是由LED光源、金相显微镜等部分构成。操作简单，采集速度快，在短时间内观察到样品的微观结构与拉曼光谱信息，能够快速帮助用户对样品进行检测与分析。在生物医疗、光致发光、微塑料、二维材料石墨烯等科研领域中广泛应用。可支持拓展Mapping平台（即拉曼光谱成像功能），可以对样品微区进行拉曼光谱成像。用图像的方式直观显示样品的化学成分分布、表面物理化学性质等更多信息。高精度移动平台，最小步进1 μm，可精确探测到样品的拉曼信号。软件功能完善，可实现自动聚焦功能、明场图像拼接以及mapping图像显示。2、产品特点• 检测速度快：能够快速得到样品的微观结构与拉曼光谱信息；• 软件功能全面：自动聚焦、谱图叠加，明场图像拼接以及mapping图像显示；• 光谱性能优异：仪器的重现性、灵敏度、分辨率等性能优异；• 灵活便携：即插即用，可根据样品状态调整。

薄膜科学上的解释为：由原子，分子或离子沉积在基片表面形成的2维材料。例如光学薄膜、复合薄膜、超导薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、塑料薄膜等等。薄膜被广泛用于半导体、电子电器，机械，印刷等行业。在薄膜的所有性能指标中，薄膜的厚度是衡量其质量的主要指标。薄膜厚度是否达到标准对薄膜表面特性、光学特性、阻隔性以及拉伸强度等都有很大影响，将薄膜厚度偏差控制在生产要求范围以内是保证薄膜其它特性的重要前提条件。随着薄膜的种类越来越多，厚度范围越来越广。有厚度为几十微米以下的小厚度薄膜，也有厚度为几百到几千微米的大厚度薄膜。现有的薄膜厚度测量技术中，光纤光谱仪因其快速、无损、原位测量、高精度的特点，在半导体材料、高分子材料、光伏、液晶面板和光学行业以及科研高校都得到广泛的应用。如海光电针对薄膜检测提供核心光谱仪和光源模组。光谱仪具备强紫外响应、高信噪比、宽动态范围、宽波段、稳定传输等特性，可被用于反射光谱测膜厚、透射光谱测膜厚等场景下的光谱探测。复合光源具有宽波段范围、长寿命、强稳定性、高性价比、强度可调节等特点，被广泛用于测试分析。光纤光谱仪测膜厚的优势与特点采样速度快，适用于工业在线实时测量。非接触式光学无损测量。灵活、体积小，重量轻，USB连接方式即插即用。可根据需求，定制不同波段的光谱仪。可测多层膜厚配置推荐反射光谱测量透射光谱测量设备      190-1100nm(紫外-可见检测波段)          900-1700nm（近红外检测波段）光谱仪如海DQPro/NIRPro高灵敏光纤光谱仪,可根据客户样品特性、膜层厚度定制波长范围光源DH2000氘钨灯光源（钨灯强度可调）光纤反射光纤/单芯光纤附件Stage-C反射支架/Stage-RT透反射支架附件反射标准白板技术参数产品型号DQProNIRPro光学参数光纤接口Key-SMA905狭缝10 μm、25 μm、50 μm、100 μm、200 μm（可根据客户要求定制）波长范围190-1100nm（支持定制）900-1700nm（支持定制）分辨率2nm@25slit（支持定制）4nm@25slit（支持定制）检测器深制冷检测器检测器像元数1024×58 pixels512 pixels杂散光~5‰~5‰功能参数AD采样16 bit数据接口USB2.0、RS232扩展功能接口24PIN采集模式单次、连续、软件触发、同步外触发、异步复位外触发检测器积分时间8 ms-30 min100us-5minCCD读出噪声≦3counts≦8counts动态范围22000：115000:1信噪比1000：12000:1响应线性度≥98%其他参数重量1.24 kg1.25 kg尺寸181*111.5*55 mm189*115*54.5 mm工作温度0℃~40℃工作湿度20%-85%

一、研究背景生物组织由细胞构成，而细胞由蛋白质、核酸、脂肪等拉曼信号较强的基本物质构成。疾病的产生往往伴随组织和细胞的恶变，最早体现在蛋白质、核酸、脂肪等基本构成物分子结构构象或数量上的变化，但疾病初期这些变化的临床症状和医学影像表现往往并不明显，因此对于初期症状不太明显的病症检测仍需要寻求一些其他的技术手段和方法来实现早期诊断。激光拉曼光谱技术能够提供物质分子振动、转动方面的信息，是一种灵敏的分子水平的检测方法。拉曼光谱图中含有丰富的分子指纹信息，可以通过拉曼峰频移的位置分析物质的生化组成特性。通过对比正常与病变组织的拉曼光谱信息，在如实反映组织生化组成的基础上，不但可以用于探讨疾病发生与治疗机制，而且更易实现临床重大恶性疾病的早期量化诊断。选择合适波长的激光用于活体生物组织光谱激发，对于临床光谱分析测量尤其重要。紫外光照射会引起组织光化学损伤，可见光照射会激发强烈的组织自体荧光，因此，临床拉曼光谱分析装置常使用近红外光作为激发光。相比于紫外光与可见光，近红外光具有更为优越的组织穿透性，从而可实现更大区域内组织光谱的激发。而且，低功率近红外光能产生较少的组织光化学损伤与自体荧光。二、测试样品及实验仪器搭建样品采用如海光电Protman1064便携式微型拉曼光谱仪搭配一维可调测量支架进行检测。测试材料来自某医院随机抽取的结石样品。图1 实验样品图图2 拉曼光谱采集三、实验结果3.1结石测试图3 结石拉曼光谱（14例）图4 结石拉曼光谱（3例）图5 结石拉曼光谱（3例）采集20例结石样品的拉曼光谱，通过与标准谱库对比，可知14例（图3）结石是草酸钙，3例（图4）结石是磷酸钙，3例（图5）结石是尿酸。说明通过拉曼光谱测试，可达到鉴别诊断的目的，为临床尿液结晶的筛选、诊断创造出一种新方法。3.2皮肤测试图6皮肤组织拉曼光谱图6为皮肤拉曼测试结果，可以从图中观察到多个皮肤特征峰，其中1453cm-1，它所代表的是蛋白质和脂质分子中亚甲基(CH2)的振动信息；1667cm-1是Ⅰ型酰胺分子中的羰基(>C=O)的伸缩振动，来源于蛋白质分子。4、 实验结论实验结果表明，可以通过如海光电1064nm便携式拉曼光谱仪对结石和皮肤样本进行测试，测试得到的拉曼谱峰信息可以为后续拉曼光谱在生物组织测试中的应用可提供参考意义。参考文献[1]林漫漫,常静,张朋,等.激光拉曼光谱技术在生物活体研究中的应用进展[J].广西科学, 2021, 28(6):557-567.[2]Ball D W Theory of Raman spectroscopy [J]. Spectroscopy, 2001, 16(11)：32-34.[3]Patit C A,Pence I J, Lieber C A,et al.1064 nm dispersive Raman spectroscopy of tissues with strong near-infrared autofluorescence [J].Optics Letters, 2014 , 39(2): 303-306.五、Portman1064便携式拉曼光谱仪1、产品简介Portman1064是一款便携式高灵敏度、高信噪比制冷的拉曼光谱仪，具备捕捉微弱拉曼信号的能力。相比于785nm、532nm拉曼光谱仪，1064nm对于组织等生物样品的破坏性更小，避开了玻璃、生物组织等很多物质的荧光发射区域，对于很多被测物质具备低荧光背景优势。1064nm相对于可见段的532nm、785nm具备更好的穿透性，可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包装以及纸等包装材料。2、产品特点• 宽积分时间：积分时间可以从8ms~30min设定；• 高稳定性：峰值波动RMS• 良好的穿透性：可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包装纸；• 高分辨：相对于同类产品，可提供15-18cm-1 的分辨率。

一、测试背景谷物类是中国人的传统饮食，是人类生存不可缺少的重要食品。近年来，主要粮食作物及其农作物的品质问题备受关注，近红外光谱技术（ＮＩRＳ）不仅已经广泛应用于水稻、小麦、玉米等主要粮食作物品质的快速、准确、高通量的检测与分析，还应用于别的农作物（例如油菜、花生、大豆等）及其相关农副产品品质的检测与分析领域之中[1]，并取得了重要进展和一系列研究成果[2]。例如，在花生品质研究中，将近红外光谱检测技术和神经网络的识别方法相结合，针对不同含水率的花生样本进行了含水率的检测与分析，其最后的识别率均达到较高水平[3]．将 ＮＩＲＳ分析技术与主成分分析技术相结合，分析并评价了花生种质资源的氨基酸含量、脂肪酸含量、粗脂肪含量和蛋白质含量等多项花生的品质性状指标[4]。如海光电为满足客户对谷物、土壤、矿石、遥感、海洋、内陆水质、林业与生态等的测量与研究，自主研发并生产了宽光谱OFS系列地物检测系统。光谱仪采用先进处理器，使用节电设计，并缩小了设备体积，客户不必送检操作，工作人员可以到工地等现场抽检，从而能够对现场样品进行便携测量。二、测试样品及仪器设备测试样品大米粉、花生粉、糯米粉、绿豆粉、黄豆粉、红豆粉图1 测试样品仪器设备图2 OFS地物光谱仪设备搭建及样品测试过程测试结果图3 谷物样品反射率图谱表1 仪器稳定性、重复性分析测试结果显示，如海OFS地物光谱仪采样稳定性小于0.15%，仪器采样重复性小于1.5%。仪器推荐OFS地物光谱仪产品特点对于用户而言，地物光谱仪提供的更高质量的数据，有助于准确评估低浓度和低反射率物质。可广泛应用于精准农业：植被情况、养分检测、长势研究、水分胁迫、病虫害；环境气象：藻类、冰雪覆盖率、大气光谱、光合作用、水土污染度、辐照度等。其优点包括：性能优异，即具有优异的光路设计光谱检测模块，具有高分辨率、高灵敏度；增强的光学配置可提供更准确的光谱结果，从而实现高光谱清晰度；拥有高性能，确保提供蚀变矿物识别；标准加固包钢光缆可确保稳定的光谱质量；无需样品制备，意味着可以在野外快速进行扫描；软件强大，可以进行数据采集、分析、比对等工作；可适配光谱范围在350-2500 nm（其他波长范围可定制）；配备45/0反射式探头；具有高信噪比，动态范围大。产品参数型号OFS1100OFS1700OFS2500波长范围350-1100 nm（其他波长范围可定制）350-1700 nm（其他波长范围可定制）350-2500 nm（其他波长范围可定制）分辨率2.5 nm @ 350-1100 nm（其他分辨率可定制）2.5 nm @ 350-950 nm; 8.0 nm @950-1700 nm（其他分辨率可定制）2.5 nm @ 350-950 nm; 8.0 nm @ 950-2500 nm（其他分辨率可定制）积分时间1 ms-65 s1 ms-65 s1 ms-65 s @ 350-950 nm；100 μs-200 ms @ 950-2500 nm尺寸33.0×25.0×34 cm重量~5.44 kg杂散光≤0.05%波长重复性0.2 nm波长精度0.5 nm通信蓝牙，USB，WIFI，GPS工作温度0-40℃（32-104℉）存放温度-15-45℃（5-113℉）五、参考文献[1]  ILAME S A,SINGH S V.Application of membrane separation in fruit and vegetable juice processing:a review [J].Critical Reviews inFood Science and Nutrition ,2015 .55(7) :964-987.[2]  FAN S,GUO Z,ZHANG B.et al.Using vis/N1R diffuse transmittance spectroscopy and multivariate analysis to predicate soluble solids content of apple [J].Food Analytical Methods ,2016 ,9(5):1333-1343.[3]  JIN H,MA Y,Ll L,et al.Rapid and nordestructive determination of oil content of peanut (Arachis hypogaea L) using hyperspectral imaging analysis [J].Food Analytical Methods,2016 , 9( 7):2060-2067.[4]  RAMACHANDRAN S,SINGH S K,LARROCHE C,et al.Oil cakes and their biotechnological applications a review [J].Bioresource Technology,2007,98(10):2000-2009.

一、研究背景阿胶始于秦汉，至今已有2000多年的历史，为传统的滋补、补血上品，是以驴皮为主要原料，放阿井之水而制成。阿胶原产山东省古东阿县（今天的阳谷县阿城镇古阿井），佳者带琥珀色，透明，无臭味。阿胶与人参、鹿茸并称为中药三宝，是我国第一批“药食同源”中药材，作为传统滋补类中药，阿胶越来越受到人们的追捧，阿胶市场规模也不断扩大。图1 阿胶（来自网络）阿胶具有补血滋阴、润燥、止血等功效。可改善血虚萎黄、眩晕心悸、心烦不眠、肺燥咳嗽等症状。拉曼光谱是一种分子散射光谱，能快速实现物质的定性分析，目前在中药材品质分析中也得到了广泛应用。阿胶具有较高的经济价值，生产厂商也比较多，不同厂家之间的生产工艺和加工方法可能略有不同，所得阿胶品质也不同。可以通过拉曼光谱法对其成品或半成品进行分析，进而指导其生产工艺获得较高品质的阿胶产品。本文利用如海光电自研1064便携式拉曼光谱仪对两种市售阿胶进行测试，探究拉曼光谱法在不同阿胶产品分辨中的应用前景。二、测试样品及实验仪器搭建本次检测使用如海光电Protman1064便携式微型拉曼光谱仪，搭配一维可调测量支架进行检测。1. 测试样品图2 阿胶样品2.仪器搭建    图3 设备搭建图三、实验结果两种阿胶的拉曼测试结果如图4所示，从图上可以明显区分出两种阿胶产品。其中太极阿胶的主要特征峰在855cm-1、1258cm-1、1449cm-1、1667cm-1附近处；东阿阿胶拉曼特征峰位于1258cm-1、1449cm-1、1667cm-1附近处；对比发现，东阿阿胶在855cm-1附近无特征峰，可通过该位点实现两种阿胶产品的辨别。图4 两种阿胶拉曼测试谱图4、 实验结论实验结果表明，可以通过如海光电1064nm便携式拉曼光谱仪分辨太极牌阿胶与东阿牌阿胶，为后续拉曼光谱法在中药分析方面提供了参考意义。5、 产品推荐Portman1064便携式拉曼光谱仪1、产品简介Portman1064是一款便携式高灵敏度高信噪比制冷的拉曼光谱仪，其内部采用InGaAs阵列探测器，并采用色散型的光学设计，提高了探测器的灵敏度，让仪器具备了捕捉微弱拉曼信号的能力。相比于785nm、532nm拉曼光谱仪，1064nm对于组织等生物样品的破坏性更小， 避开了玻璃、生物组织等很多物质的荧光发射区域，对于很多被测物质具备低荧光背景优势。1064nm相对于可见段的532nm、785nm具备更好的穿透性， 可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包装以及纸等包装材料。2、产品特点• 宽积分时间： 积分时间可以从8ms30min设定；• 高稳定性： 峰值波动RMS• 良好的穿透性： 可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包装纸；• 高分辨： 相对于同类产品， 优化的光路设计和512pixels可以提供15-18cm-1 的分辨率。

一、研究背景橄榄油是将新鲜的油橄榄果实直接冷榨而成，富含不饱和脂肪酸、维生素、β-谷甾醇、类胡萝卜素、角鲨烯等天然营养成分，被誉为“液体黄金”是迄今所发现的油脂中最适合人体营养的油脂。橄榄油可以分为初榨橄榄油、特级初榨橄榄油、优质初榨橄榄油、普通橄榄油，不同橄榄油价格差异巨大，橄榄油中最高级别的特级初榨橄榄油，其在国内市场的价格是其他普通植物油的几倍甚至数十倍，即使是精炼橄榄油，其价格也比一般食用油高出不少。受经济利益的驱使，不少不法商人往橄榄油中掺兑橄榄果渣油、种子油甚至化学添加剂进行牟利。为了保护消费者的相关利益，除了制定与施行各种标准法规以外，有效的橄榄油掺伪检测手段也尤为重要。图1 橄榄与橄榄油（来自网络）酸价、过氧化值、亚麻酸等指标是橄榄油氧化产生的一级氧化产物和二级氧化产物，可以直观快速的反映出油脂的氧化程度，是评价油脂品质优劣的重要指标。传统方式是通过氧化还原滴定法、气相色谱法、电极法等方法对散装橄榄油的酸价、过氧化值、不饱和脂肪酸等进行检测，这些方法样品前处理过程复杂，操作繁琐且耗时长，会产生较高的现场仓储成本及监管成本。近年来，拉曼光谱技术发展迅速，具有前处理过程简单，分析速度快等优点，已被广泛应用于物质鉴定领域。本研究针对进口大宗散装橄榄油不同分仓内因仓储环境差异及储存时间过长而导致品质变化等问题，采用上海如海光电生产的SEED3000拉曼光谱仪结合基于偏最小二乘法的角度度量化学计量学算法，对橄榄油的酸值、过氧化值、亚麻酸三个关键品质指标进行建模分析，旨在提供一种可在口岸现场使用的橄榄油品质快速检测方法。二、测试样品及实验仪器搭建本文采用上海如海光电生产的SEED3000拉曼光谱仪进行数据采集，每份采集3次，取平均。拉曼采集参数：激光光源波长785 nm， 功率200 mW，积分时间300 ms。三、实验结果3.1 样本拉曼光谱分析选取未加热的橄榄油及分别在220、240和260℃下加热4 h的油样进行拉曼光谱图分析对比，如图2所示。由图2可知，油样特征峰集中在800～1800和2800～3000 cm-1波段范围内，随着加热温度的升高，在800～1800 cm-1的特征峰响应强度明显增大，而2800～3000 cm-1处特征峰强度基本没有变化。3.2 建立品质指标分析模型3.2.1 建模样本确定在全部样本中指标范围内随机分散选取10个样本作为验证集， 剩余样本作为校正集样本。3.2.2 橄榄油品质指标模型的建立分别采用偏最小二乘法(PLS)、角度度量法(VAPLS)建立橄榄油酸价、过氧化值、亚麻酸等三个品质指标的分析模型。由图2可知，橄榄油样品的特征峰集中在800～1800cm-1和2800～3000cm-1波段范围内，截取样本光谱该特征波段作为建模数据，分别通过一阶导(D1)、 二阶导(D2)、多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)等方法对已截取的光谱进行预处理，分别建立模型，其中经过一阶导处理后的光谱建立模型效果最佳，结果如表2所示。由表2可看出，经过预处理后的光谱建立的模型稳定性大幅提升，酸价、过氧化值、亚麻酸等PLS方法校正集模型的相关系数分别达到0.9988、0.9954和0.9982，亚麻酸的相对误差在-9.92～9.34范围内，第一种方法建模更优，而酸价及过氧化值模型的均方根误差均降低、效果更好；VAPLS建立的校正集的相关系数分别为0.9957、 0.9986和0.9929，相对误差范围在-5.43%～4.60%之间，效果优于PLS方法，建立的模型更稳定，预测能力更佳。两种方法模型的预测值和实际值的散点关系图如图3所示，可以看出，模型数据稳定的分布在回归线上。3.2.3 模型准确性评价在进口散装橄榄油中随机抽取7份样本，分别采集其拉曼光谱，  将光谱数据作为验证集带入模型计算其酸价、过氧化值、亚麻酸的预测值，各结果如表3-表5所示。由表3-表5可以看出，两种方法建立模型的预测结果对比下， VAPLS法酸价、过氧化值、亚麻酸预测值和实测值非常接近，模型的均方根误差分别为0.0258，0.2228和17.0641，相对误差误差范围分别在-4.71%～5.34%，-4.24%～3.17%，-1.28%～5.98%之间，表明此模型预测精度高、稳定性好，相比PLS方法更稳定，预测结果更准确。四、实验结论结果表明，可通过如海光电SEED3000拉曼光谱仪结合VAPLS法，在无需配制溶液，耗时短、操作难度低，在无损的前提下，实现进口散装橄榄油酸价、过氧化值、亚麻酸等品质的现场快速无损鉴别。五、文献来源参考文献[1]马金鸽,杨巧玲,邓晓军,等.基于便携式拉曼光谱的进口散装橄榄油品质现场快速无损鉴别方法[J].光谱学与光谱分析, 2021, 41(9):2789-2794.五、SEED3000便携式拉曼光谱仪1、产品简介SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。2、产品特点◆ 高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；◆ 可适配光谱范围在200cm-1～3000cm-1;◆ 高稳定性，光谱响应稳定性◆ 高分辨率，分辨率最佳可达4 cm-1。

1研究背景免疫球蛋白(Immunoglubin, Ig)，主要存在于血浆中，是指具有抗体活性的动物蛋白，可根据重链和抗原性的不同分为IgA、IgD、IgE、IgG、IgM。其中IgG是血清中含量最高的免疫球蛋白，也是唯一可以通过胎盘的免疫球蛋白[2]，在机体免疫中发挥免疫调节、抗感染及细胞毒等作用。IgG分为4个亚类，分别是IgG1、IgG2、IgG3、IgG4，它们的空间结构相似，但二硫键的位置和数目不同，血清浓度差异较大，在免疫调节中也发挥着不同的作用[3]。一般病毒感染和Rh血型系统引起的新生儿溶血病均会导致IgG1和IgG3的水平变化[4]，监测患儿血浆IgG1、IgG3抗体的变化对新生儿溶血病的辅助诊断有一定的价值[5]。此外，IgG1和IgG3水平已被证明与疟疾免疫调节及儿童炎症性多系统综合征有关[6]。图1 免疫球蛋白（来自网络）目前常用的 IgG 亚型的定量检测方法有放射免疫扩散法（RID）、酶联免疫法（ELISA）、免疫散射比浊法。RID是最早用于IgG亚型定量检测的方法，需要大量抗血清，测试时间长且灵敏度较低；ELISA 方法可定性、定量检测 IgG 亚型，成本较低，但是 IgG 各亚型只能单独测定，无法联合检测；目前多采用免疫散射比浊法，自动化程度高，重复性好，但也需单独测定IgG各亚型。本研究基于表面增强拉曼光谱法(Surface enhanced raman scattering, SERS)结合免疫分析及磁分离技术，同时测定血清中IgG1和IgG3亚型水平。2测试样品及实验仪器搭建本文采用上海如海光电生产的SEED3000 型拉曼光谱仪进行数据采集，通过如海Uspectral-PLUS软件进行光谱预处理。3实验结果3.1 抗体的偶联及拉曼微球免疫探针拉曼光谱的测定分别对2种拉曼微球进行标记检测抗体，标记后使用如海SEED3000拉曼光谱仪对2种拉曼微球免疫探针进行扫描，结果显示，2种拉曼微球标记检测抗体后，特征拉曼峰未发生变化，用于定量的特征峰不受其他峰干扰，表明这2种拉曼微球免疫探针可用于同一反应体系中不同物质的检测，测试结果见图2。图2 2种拉曼微球免疫探针的拉曼光重叠图谱3.2 IgG1和IgG3含量的测定分别取IgG1和IgG3抗原标准物质，混合，用含 2% BSA 的 PBS 溶液稀释，配制成IgG1浓度分别为 75、150、300、500、1500 ng/mL，IgG3浓度分别为 4.4、8.8、17.7、29.6、88.7 ng/mL 的系列标准溶液。结果显示，在待测样品溶液中，拉曼微球 1-IgG1 抗体、拉曼微球 3-IgG3 抗体、Biotin-IgG 抗体分别与 IgG1 待测抗原和IgG3 待测抗原特异性结合形成双抗夹心复合物，混合溶液未改变拉曼微球的特征拉曼峰，表明该双抗夹心复合物较稳定，可用于 IgG1 和 IgG3 亚型的定性检测，混合液测试结果见图3。图3 IgG亚型系列浓度拉曼图谱IgG1 浓度在75~1 500 ng/mL、IgG3 浓度在 4.4~88.7 ng/mL 范围内与拉曼信号响应值呈良好的相关性，见图4。图4 lgG1和lgG3亚型的标准曲线3.3 特异性实验血清中4种IgG亚型水平的变化常与感染有关，因此考察炎症因子降钙素原（PCT）、白介素 6（IL-6）及试验中所用封闭剂牛血清白蛋白（BSA）对 IgG1 和 IgG3 检测的影响。结果表明，表明同时检测 IgG1、IgG3 时，20 ng/mL 的 PCT、1 ng/mL的 IL-6 和10% BSA均不影响测定结果，该方法具有良好的特异性，测试结果见图5。图5 特异性实验结果3.4 临床样品测定及对比实验取 25 例 IgG 临床样本，分别采用散射比浊法定值与SERS法进行检测，检测结果采用SPSS 22.0软件对这两种方法的测定结果进行 t 检验分析，验证本方法的准确性。结果显示，IgG1 测定结果 t 检验分析得出 t=-1.073，P=0.294>0.05，表明两种方法测得的结果无统计学差异，相关系数 r=0.9631，表明两种方法相关性良好；IgG3 测定结果 t检验分析得出t=-0.129，P=0.898>0.05，表明两种方法测得的结果无统计学差异，相关系数r=0.9517，表明两种方法相关性良好，结果见图6。图6 SERS 和散射比浊法测定IgG亚型的相关性4实验结论结果表明，可通过如海光电SEED3000拉曼光谱仪与SERS技术结合联合免疫分析法同步测定血清中IgG1和IgG3两种免疫球蛋白亚型的水平。5文献来源6参考文献[1] 宋百灵,王磊,赵慧雪,等.SERS联合免疫分析同步测定血清中IgG1和IgG3两种免疫球蛋白亚型的水平[J].新疆医科大学学报, 2022, 45(7):764-769.[2]范列英.关注免疫球蛋白IgG亚类检测的临床应用[J].中华检验医学杂志,2020,43(9):870-873.[3] LEE H Y, KOVACS C, MATTMAN A, et al. The impact of IgG sub-class deficiency on the risk of mortality in hospitalized patients with COPD[J]. Respiratory Res,2022,23(1):141-145.[4] 庞新丰,乔静,范贞,等. 新生儿溶血病与母体血型抗体IgG免疫球蛋白分型相关性分析[J]. 中国优生与遗传杂志,2020,28(12):1489-1490.[5] 杨劲,储节华,曹明鹏,等. ABO新生儿溶血患儿血浆游离及红细胞放散抗体 IgG 亚型与溶血程度的相关性分析[J]. 中国输血杂志,2021,34(6):624-627.[6] PEREZ T M, FAUSTINI S E, JOSSI S E, et al. SARS-CoV-2-specific IgG1/IgG3 but not IgM in children with Pediatric Inflammatory Multi-System Syndrome[J]. PAI, 2021,32(5):1125-1129.5SEED3000便携拉曼光谱仪1、产品简介SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信，方便多功能系统集成。SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信，方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。2、产品特点高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；可适配光谱范围在200cm-1～3000cm-1;高稳定性，光谱响应稳定性高分辨率，分辨率最佳可达4cm-1。

1研究背景免疫球蛋白(Immunoglubin, Ig)，主要存在于血浆中，是指具有抗体活性的动物蛋白，可根据重链和抗原性的不同分为IgA、IgD、IgE、IgG、IgM。其中IgG是血清中含量最高的免疫球蛋白，也是唯一可以通过胎盘的免疫球蛋白[2]，在机体免疫中发挥免疫调节、抗感染及细胞毒等作用。IgG分为4个亚类，分别是IgG1、IgG2、IgG3、IgG4，它们的空间结构相似，但二硫键的位置和数目不同，血清浓度差异较大，在免疫调节中也发挥着不同的作用[3]。一般病毒感染和Rh血型系统引起的新生儿溶血病均会导致IgG1和IgG3的水平变化[4]，监测患儿血浆IgG1、IgG3抗体的变化对新生儿溶血病的辅助诊断有一定的价值[5]。此外，IgG1和IgG3水平已被证明与疟疾免疫调节及儿童炎症性多系统综合征有关[6]。图1 免疫球蛋白（来自网络）目前常用的 IgG 亚型的定量检测方法有放射免疫扩散法（RID）、酶联免疫法（ELISA）、免疫散射比浊法。RID是最早用于IgG亚型定量检测的方法，需要大量抗血清，测试时间长且灵敏度较低；ELISA 方法可定性、定量检测 IgG 亚型，成本较低，但是 IgG 各亚型只能单独测定，无法联合检测；目前多采用免疫散射比浊法，自动化程度高，重复性好，但也需单独测定IgG各亚型。本研究基于表面增强拉曼光谱法(Surface enhanced raman scattering, SERS)结合免疫分析及磁分离技术，同时测定血清中IgG1和IgG3亚型水平。2测试样品及实验仪器搭建本文采用上海如海光电生产的SEED3000 型拉曼光谱仪进行数据采集，通过如海Uspectral-PLUS软件进行光谱预处理。3实验结果3.1 抗体的偶联及拉曼微球免疫探针拉曼光谱的测定分别对2种拉曼微球进行标记检测抗体，标记后使用如海SEED3000拉曼光谱仪对2种拉曼微球免疫探针进行扫描，结果显示，2种拉曼微球标记检测抗体后，特征拉曼峰未发生变化，用于定量的特征峰不受其他峰干扰，表明这2种拉曼微球免疫探针可用于同一反应体系中不同物质的检测，测试结果见图2。图2 2种拉曼微球免疫探针的拉曼光重叠图谱3.2 IgG1和IgG3含量的测定分别取IgG1和IgG3抗原标准物质，混合，用含 2% BSA 的 PBS 溶液稀释，配制成IgG1浓度分别为 75、150、300、500、1500 ng/mL，IgG3浓度分别为 4.4、8.8、17.7、29.6、88.7 ng/mL 的系列标准溶液。结果显示，在待测样品溶液中，拉曼微球 1-IgG1 抗体、拉曼微球 3-IgG3 抗体、Biotin-IgG 抗体分别与 IgG1 待测抗原和IgG3 待测抗原特异性结合形成双抗夹心复合物，混合溶液未改变拉曼微球的特征拉曼峰，表明该双抗夹心复合物较稳定，可用于 IgG1 和 IgG3 亚型的定性检测，混合液测试结果见图3。图3 IgG亚型系列浓度拉曼图谱IgG1 浓度在75~1 500 ng/mL、IgG3 浓度在 4.4~88.7 ng/mL 范围内与拉曼信号响应值呈良好的相关性，见图4。图4 lgG1和lgG3亚型的标准曲线3.3 特异性实验血清中4种IgG亚型水平的变化常与感染有关，因此考察炎症因子降钙素原（PCT）、白介素 6（IL-6）及试验中所用封闭剂牛血清白蛋白（BSA）对 IgG1 和 IgG3 检测的影响。结果表明，表明同时检测 IgG1、IgG3 时，20 ng/mL 的 PCT、1 ng/mL的 IL-6 和10% BSA均不影响测定结果，该方法具有良好的特异性，测试结果见图5。图5 特异性实验结果3.4 临床样品测定及对比实验取 25 例 IgG 临床样本，分别采用散射比浊法定值与SERS法进行检测，检测结果采用SPSS 22.0软件对这两种方法的测定结果进行 t 检验分析，验证本方法的准确性。结果显示，IgG1 测定结果 t 检验分析得出 t=-1.073，P=0.294>0.05，表明两种方法测得的结果无统计学差异，相关系数 r=0.9631，表明两种方法相关性良好；IgG3 测定结果 t检验分析得出t=-0.129，P=0.898>0.05，表明两种方法测得的结果无统计学差异，相关系数r=0.9517，表明两种方法相关性良好，结果见图6。图6 SERS 和散射比浊法测定IgG亚型的相关性4实验结论结果表明，可通过如海光电SEED3000拉曼光谱仪与SERS技术结合联合免疫分析法同步测定血清中IgG1和IgG3两种免疫球蛋白亚型的水平。5文献来源6参考文献[1] 宋百灵,王磊,赵慧雪,等.SERS联合免疫分析同步测定血清中IgG1和IgG3两种免疫球蛋白亚型的水平[J].新疆医科大学学报, 2022, 45(7):764-769.[2]范列英.关注免疫球蛋白IgG亚类检测的临床应用[J].中华检验医学杂志,2020,43(9):870-873.[3] LEE H Y, KOVACS C, MATTMAN A, et al. The impact of IgG sub-class deficiency on the risk of mortality in hospitalized patients with COPD[J]. Respiratory Res,2022,23(1):141-145.[4] 庞新丰,乔静,范贞,等. 新生儿溶血病与母体血型抗体IgG免疫球蛋白分型相关性分析[J]. 中国优生与遗传杂志,2020,28(12):1489-1490.[5] 杨劲,储节华,曹明鹏,等. ABO新生儿溶血患儿血浆游离及红细胞放散抗体 IgG 亚型与溶血程度的相关性分析[J]. 中国输血杂志,2021,34(6):624-627.[6] PEREZ T M, FAUSTINI S E, JOSSI S E, et al. SARS-CoV-2-specific IgG1/IgG3 but not IgM in children with Pediatric Inflammatory Multi-System Syndrome[J]. PAI, 2021,32(5):1125-1129.5SEED3000便携拉曼光谱仪1、产品简介SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信，方便多功能系统集成。SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信，方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。2、产品特点高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；可适配光谱范围在200cm-1～3000cm-1;高稳定性，光谱响应稳定性高分辨率，分辨率最佳可达4cm-1。

NIRPro近红外光谱仪在塑料鉴别中的应用一、研究背景塑料因其重量轻、成本低等优越性能是目前应用最广泛的材料之一，但塑料在自然环境下难以降解，其降解周期需要100~200年，因此随着塑料的广泛使用，塑料垃圾也在持续增加。大量的塑料垃圾充斥在陆地和海洋环境中，不仅破坏了环境也给人类和动物生存带来了极大威胁。一种高效、合理的塑料处理方式十分关键，但塑料种类较多，不同种类的塑料性质不同，混杂在一起给塑料回收处理工作带来了阻碍，因此塑料回收处理前的分类工作也是尤为重要。图1 塑料（来自网络）近红外光谱是一种分子光谱技术，可以通过其红外光谱图确定待测无分子结构信息实现对不同材质物品进行分类，具有无损、无污染、稳定、准确率高等优点。针对塑料分选问题，上海如海光电通过自研近红外光谱设备结合自主开发智能识别模型，实现了聚苯乙烯、聚双酚A、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚己内酰胺粉、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚氯乙烯、高密度聚乙烯粉、低密度聚乙烯粉等12种塑料的鉴别分选。二、测试样品及实验仪器搭建本次实验使用如海光电NIRPro近红外光谱仪进行检测，积分时间10ms，像素平滑。1. 测试样品图2 测试样品2.仪器搭建图3 测试系统搭建图三、实验结果12种热塑性塑料的近红外测试结果如图4。图4 12种塑性塑料近红外测试谱图利用上述测试结果建立近红外光谱库，使用支持向量机（SVM）对塑料近红外光谱进行分类建模。建模的过程可以分为数据准备、特征提取、模型训练和预测等步骤。数据采集：为了使模型准确率更高，需要收集采集环境等条件相近但不同的状态下相同样本的数据若干条。图5 所有训练样本数据谱图数据预处理：对采集的数据进行各种不同的预处理算法，并进行后续训练对比选出在本次分类任务中效果最好最适宜的预处理算法。表1 预处理算法效果汇总表序号预处理算法 测试集准确率1无预处理0.4912SG0.4913SNV0.7174SNV+SG0.7275DT+SG0.7826DC0.933从数据可以看出趋势校正（Detrend correction）最适用于本次分类任务，故先对采集的的光谱数据进行趋势校正。趋势校正是光谱数据预处理中常用的一种技术，用于消除光谱中的趋势或基线漂移，以便更好地突出样本之间的化学差异。这有助于后续训练的SVM分类模型更好地收敛。数据划分：将数据集划分为训练集和测试集，以便用于模型训练和评估。通常，大约70-80%的数据用于训练，其余用于测试。SVM模型训练：使用训练集来训练SVM分类器。选择适当的核函数（如线性核、多项式核、径向基函数核等），并调整超参数，如惩罚参数C，以优化模型的分类性能。通过对光谱数据进行特征提取和模型训练，该模型实现了93%的分类准确率。这个高准确率表明SVM算法能够有效地将不同类型的塑料进行区分，为实际应用中的塑料分选等领域提供了有力的支持。这个成果进一步证明了机器学习在光谱分析中的重要性，同时也为光谱技术在工业和科学研究中的应用开辟了新的可能性。四、实验结论实验结果表明可以通过如海光电近红外设备结合自主研发识别算法实现不同种类塑料的识别鉴定。      五、产品推荐NIRPro近红外光谱仪1、产品简介NIRPro是一款基于对称CT光路设计的制冷型近红外光纤光谱仪，结构设计小巧，光谱范围可配置，采用N.A0.11，分辨率高，最佳可达0.3nm；杂散光低，~0.5%。配置了背照式、制冷型InGaAs检测器，光谱范围依据选择不同可以覆盖950nm-1700nm、950-2200nm和950-2500nm多种制式。制冷温度可以达到-20℃。具备良好的光谱响应稳定性和重现性，适应于激光测量、近红外测量。是一款科研级的高性能光纤光谱仪。 2、产品特点• 采用NA.0.11数值孔径，分辨率高，最佳可达0.3 nm；• 平台化设计，可以配置300 g/l-2400 g/l多种规格光栅；• key-SMA905设计，光纤插拔强度一致性≦7%；• 配置制冷型背照式InGaAs检测器，动态范围宽、信噪比高、稳定性好；• 高性能AD量化采样电路，背景噪声≦3RMS（10 ms积分时间）；• 配置USB、串口多种通讯接口，配置24PIN交互接口，配置专有DAC和ADC，可实现配套光源的使能、强度控制和功率反馈。

在线拉曼在生物制药领域中的应用——免疫球蛋白一、研究背景  免疫球蛋白，也被称为抗体，是机体免疫系统中的重要组成部分。免疫球蛋白的研究起源于19世纪末20世纪初，当时科学家们开始探索生物体对疾病的免疫反应机制。法国科学家Emil von Behring于1901年首次获得诺贝尔生理学或医学奖，他成功地分离出破伤风抗毒素，开创了免疫疗法的先河。随后，科学家对不同免疫球蛋白的种类和功能进行了更深入的研究，揭示了它们在抵御感染、清除病原体、调节免疫应答等方面的关键作用。随着生物技术和分子生物学的发展，研究人员得以深入了解免疫球蛋白的结构和功能。监测免疫球蛋白具有深远的临床和研究意义。通过定期监测免疫球蛋白水平，医生能够准确评估患者免疫系统的健康状态，从而及早发现和诊断免疫相关疾病。这不仅有助于制定个体化的治疗计划，确保治疗效果最大化，还能指导医生预防感染风险和处理治疗过程中的并发症。此外，免疫球蛋白的监测为科研人员提供了珍贵的数据，推动了对免疫系统功能的更深入理解，为新药开发和创新医疗策略的制定奠定了基础。综上所述，免疫球蛋白的在线监测在促进个体健康、推动医学进步方面具有不可或缺的作用。二、测量原理目前主流的免疫球蛋白的监测方法为酶促化学发光法，该方法由于鲁米诺发光比较微弱，需要增强剂，无法在线监测，且只能得到光强与蛋白浓度的大致比例关系。针对该问题，上海如海光电结合自主研发的在线拉曼设备，实现了对免疫球蛋白的在线监测。在线拉曼是一种应用于实时、非侵入性分析的技术，通过测量样品中的拉曼散射光谱来获取关于样品化学成分、结构和状态的信息。它在许多领域都有广泛的应用，包括化学、制药、食品加工、材料科学和环境监测等。图1 PATRaman在线拉曼光谱仪三、测量结果本应用利用PATRaman在线拉曼光谱仪搭配浸入式探头对不同浓度的免疫球蛋白进行了测量，并建立了定量分析模型，模型显示预测值和实际值相关性良好，R2为0.979以上，预测效果良好。 图2 免疫球蛋白样品的拉曼光谱 图3 免疫球蛋白样品的定量模型PATRaman在线拉曼光谱仪产品简介    PATRaman在线拉曼光谱仪是面向工业应用的拉曼光谱仪。设备主机可以根据客户需求和应用配置不同的光谱范围和分辨率。最低可达-25°C的高性能面阵背照式检测器为客户提供高品质的拉曼光谱信号。符合IIIB激光安全等级要求的激光器可由软件控制和设定，为客户提供一键式的数据采集体验。多样化的采样附件满足客户对于固体、液体、粉末等不同形状的样品测量要求。针对性的微区采样附件、浸入式探头可以实现在线化工、生物医药和制药等多种复杂场景。软件配置拉曼光谱去荧光、信号提取、识别以及数据库管理等功能。产品特点◆ 平台化设计，适用于连续在线测量，可以根据客户需求进行定制；◆ 高分辨率：最小2.5 cm-1；◆ 光纤探头设计，浸入式探头可以满足多种测量场景；◆ 制冷检测器，具备良好的稳定性和高信噪比，适合长时间检测和监控；◆ 软件功能丰富：配置丰富光谱处理分析算法，可选择云端光谱数据管理。

文献分享-拉曼光谱在宫颈癌转移前哨淋巴结活检中的应用一、研究背景宫颈癌是全球范围内女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，广泛性全子宫切除加盆腔淋巴结清扫术仍为宫颈癌的常规术式。然而此类手术可能会导致神经损伤、淋巴水肿等并发症的发生，同时也明显降低了患者的生活质量。前哨淋巴结是恶性肿瘤发生淋巴转移的第一站淋巴结，对恶性肿瘤区域淋巴结的转移情况及指导淋巴结清扫具有重要意义，通过前哨淋巴结活检可以判断区域淋巴结的转移状态。目前，前哨淋巴结示踪技术仅能做到对前哨淋巴结的定位，尚无法在术中直接评估淋巴结的转移状态。因此，能在术中示踪前哨淋巴结的同时实现对宫颈癌前哨淋巴结转移状态的评估，将具有非常重大的临床意义。（图片来源于网络）目前临床中应用的前哨淋巴结示踪技术包括染料法、放射性核素法和近红外荧光成像法，但均有其局限性，没有任何一种技术具有绝对优势。表面增强拉曼光谱（SERS）纳米探针因其特有的指纹图谱具有非常高的灵敏性和特异性，使其在生物医学成像方面有明显优势。SERS纳米探针作为肿瘤成像技术已得到了极大关注，但其在示踪前哨淋巴结中的研究几乎空白。本文分享了上海交通大学团队使用如海便携式拉曼光谱仪（SEED3000）在前哨淋巴结拉曼成像中的应用案例。老师通过在活体内探索介孔硅包被的缝隙增强拉曼探针（GERTs）进入前哨淋巴结的动态过程，明确其示踪前哨淋巴结的时间窗口；并利用便携式拉曼光谱仪在活体动物体内进行前哨淋巴结示踪实验，实现术中实时探测的目的。二、研究内容2.1测试方法实验以BALB/c小鼠为实验样本。取小鼠4只，分别于左侧后足爪垫皮下注射1 nM MS-GERTs探针生理盐水溶液25μL，自由活动24h。1%戊巴比妥钠腹腔注射，麻醉小鼠。麻醉成功后，小鼠仰卧位固定，分离暴露左侧后足腘窝淋巴结，用如海光电的SEED3000便携式拉曼探测仪对前哨淋巴结部位进行拉曼信号探测。检测参数设置为：使用激光为785 nm激发波长，激光功率密度为2.4×103 W/cm2，积分时间5 s，每个淋巴结检测5个单点（上、下、中、左、右），收集拉曼光谱。2.2测试结果小鼠麻醉后，用手持式拉曼探测仪对前哨淋巴结区域进行定点检测，每个淋巴结检测5个部位（图1）。结果发现淋巴结任何一个部位都能探测到非常明显的探针拉曼信号，表明使用如海便携式拉曼光谱仪SEED3000可以对前哨淋巴结进行实时定位。图1 手持式拉曼探测仪示踪前哨淋巴结。（a）活体内拉曼探测，图中比例尺为1 cm；（b）前哨淋巴结检测的5个部位（7上，8右，9下，10左，11中），图中比例尺为400 μm；（c）b中5个部位7-11相对应的拉曼光谱文献来源参考文献[1]包州州. 缝隙增强拉曼探针在宫颈癌转移前哨淋巴结中的成像研究[D]. 上海交通大学, 2020.四、SEED3000便携式拉曼光谱仪SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785 nm小型拉曼光谱仪；结构简单，检测快速，预留USB和串口通信，方便多功能系统集成，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。已被广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。产品特点◆ 高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；◆ 可适配光谱范围在200 cm-1～3200 cm-1;◆ 高稳定性，光谱响应稳定性 2hrs;◆ 高分辨率，分辨率最佳可达4 cm-1。

MS2000光纤光谱仪在玻璃透射率检测中的应用一、研究背景当光线入射玻璃时，表现有反射、吸收和透射三种性质。当光线透过玻璃时，一部分光在玻璃表面产生反射，一部分光与玻璃中的原子和分子等所含的能量以各种方式作用产生吸收效应，除去反射和吸收损失掉的光能，其余部分的光则通过玻璃，这种通过玻璃前后光能的变化称为玻璃的透光性能，以透射率表示。透射率与玻璃的品质密切相关，用于遮光和隔热的热反射玻璃，要求反射率高；用于隔热、防眩作用的吸热玻璃，要求既能吸收大量红外线辐射能，同时又能保持良好的透射性。因此，通过对玻璃透射率的研究可以区分不同玻璃品质，确定其使用价值，对高性能光学玻璃研究有着重要意义。二、实验仪器搭建及样品本次实验使用如海光电MS2000光纤光谱仪，搭配如海DH2000MINI光源和透射支架进行光谱采集。1、 实验样品图1 实验样品2、测试平台图2 设备搭建三、实验结果通过如海光电MS2000光纤光谱仪通过4种玻璃样品进行测试，结果表明，BF33HT、BF33、AF35G、D263TECO在320-800nm波段透射率较高，其中AF35G与D263TECO之间区别不大，BF33HT与BF33透射率则明显小于前两种样品，但整体而言4种待测样品在320-800nm波段透射率区分度较小。在240-320nm波段，4种样品透射率有明显区别，其中BF33HT最大，透过率小于60%；D263TECO最小，透过率小于5%；BF33大于AF35G，BF33透过率小于20%，AF35G，透过率小于15%。图3 四种玻璃的透射谱图四、实验结论本实验通过如海光电MS2000光纤光谱仪对玻璃样品的透射率进行测试。结果表明，四个样品在240nm-300nm范围内透射率有明显区别，可以通过该范围内透射率对四种样品进行区分。五、产品推荐MS2000光纤光谱仪产品介绍MS2000是一款基于对称CT光路设计的工业级别微型光纤光谱仪，结构设计小巧，光谱范围可配置，分辨率高，最佳可达0.07nm；杂散光低~0.2%。温度漂移小，适应于激光测量、等离子体发射光谱测量、颜色测量、吸光度测量和拉曼测量等多个工业现场测量，是一款高性价的工业级光纤光谱仪。产品特点• 基于传统CT光路设计，专业的杂散光吸收结构和高性能平面反射光栅，光路杂散光~0.2‰。• 分辨率高，最佳可达0.07nm。平台化设计，可以配置300g/l-2400g/l多种规格光栅。• 专利和独有的低温漂设计，波长温漂~0.1pixel/℃。• key-SMA905设计。• 配置紫外增强线阵CMOS检测器，紫外光谱响应强。• 高性能AD量化采样电路，CCD量化背景噪声≤30RMS（100ms积分时间）。• 配置USB、串口多种通讯接口，配置24PIN交互接口，配置专有DAC和ADC，可实现配套光源的性能、强度控制和功率反馈。

980近红外二区荧光测量系统在量子点检测中的应用一、研究背景目前的荧光成像主要集中在可见光（400-650 nm）和近红外光（NIR-I，700-900 nm）区域，然而这些区域内的光存在着相对较大的光散射和组织的自体荧光现象，会对成像质量产生影响。幸运地是，基于近红外第二窗口（NIR-II，1000-1700 nm）的荧光成像技术近年来飞速发展。NIR-II 荧光成像具有低光散射损耗和高穿透组织深度以及高成像分辨率和高信噪比的优点，在生物分析和医学诊断领域展示出广阔的应用前景。量子点是直径2.0~10.0 nm的半导体纳米晶体，与传统有机荧光染料相比，具有PLQY高、抗光漂白强、发射光谱集中和可调性强等优点，是一种优异的荧光材料。量子点因此成了广泛研究的 NIR-II 荧光材料。如海980近红外二区荧光测量系统是为科研老师进行纳米材料的荧光光谱分析研究而设计和开发的一套光谱系统。该系统重现性好，测量速度快，具有良好的采集效率和可靠性,可广泛应用于通讯、化工生物医疗、材料分析等领域。二、测试样品及实验仪器搭建测试样品不同浓度SbS量子点样品，SbS母液、20%SbS母液、5%SbS母液仪器搭建实验结果测试参数：激光功率：500mw   积分时间：100ms图1 不同浓度SbS量子点发射光谱结论980近红外二区荧光测量系统能够快速、有效对SbS量子点样品进行发射光谱检测，实验检测出SbS量子点发射信号在1300-1700nm，且检测灵敏度较高。产品推荐980近红外二区荧光测量系统1、产品特点荧光光谱范围：1000-1700nm高稳定性高灵敏度，相对于传统90°荧光测量方式检测灵敏度提高100倍。2、产品参数产品型号LIFS980-Ⅱ光谱范围1000~1700nm波长分辨率~4nm@25μm slit激发波长976±1nm，线宽≤0.2nm激光功率稳定性≤3% P-P(@2hrs)激光器寿命10000hrs输出功率0-500mW 可调滤光片激光截止深度OD8探头工作距离7.5mm探头尾纤长度~1.5m工作温度~0~40℃工作湿度5~80%

基于可见近红外光谱的孔雀石含量快速检测研究一、研究背景矿物含量是衡量矿石品质的重要指标之一，对于实现矿产资源的合理利用具有重要意义。在选矿厂中，快速准确地检测矿物含量是一个关键问题。传统的矿物含量检测方法步骤繁琐，分析周期长，还会破坏样本内部结构。此外，这些方法对测量人员的实验操作能力要求较高，而且成本昂贵、存在环境污染等缺陷，已经不适合现代数字化工业的快速发展需求。近几十年来，近红外光谱分析技术由于其易操作、快速、无损等优点，已在医疗、食品、矿物勘探等领域获得了广泛的应用和发展。本文使用微型光纤光谱仪，以氧化铜矿表面的光学特性为背景，探究孔雀石含量与样本表面反射光谱之间的关系，旨在创建一种快速且环保的矿物含量检测模型。二、测试样品及实验仪器搭建本文测试数据及数据处理方法由福州大学资源与环境学院占锦玉提供，测试系统采用如海光电光谱仪、卤素光源、Y 型光纤、校准白板等进行搭建，如图1所示。此外，为了避免外界光对实验的干扰，将探头和样品置于暗箱当中。图1 光谱数据采集装置示意图其中光谱仪和卤素光源的主要参数为：(a)光谱仪：光谱范围：180~1100nm，探测器：背照式制冷线阵CCD，有效像素2048pixels。(b) 卤素光源：工作功率：8.04w，发射光范围：350~2500nm，供电电流：12V/1.2A 以上，输出接口：SMA905。三、实验结果3.1孔雀石和脉石矿物样品反射率测试同一孔雀石和脉石矿物样品的 32 条反射率光谱曲线，分别如图2、图3所示。图2 孔雀石样品的反射光谱图（32次）图3 次脉石矿物反射率光谱图（32次）根据上图，将精矿和脉石矿物的光谱曲线分为 340~400nm，400~1000nm，1000~1165nm 三个波段，在三个波长范围内探究光谱数据采集装置的重复性，分别计算两组样品的峰值标准差、最大值以及最小值。由表1可知，两端波段范围内的峰值偏差均比中间波段大，两端反射光谱的重复性稍差，因此选择400~1000nm波段进行分析。表1 孔雀石和脉石矿物不同波段的峰值参数3.2 矿物种类识别模型的建立采用 SVM 算法来建立矿物种类识别模型。建模之前，将孔雀石、石英、赤铁矿三种矿物设置标签值，数字1表示孔雀石，数字2表示石英，数字3表示赤铁矿。将两个主成分的得分值作为新的自变量X代替原始光谱数据，标签值作为因变量Y建立SVM模型。为了防止模型过拟合，选择五折交叉验证的方式的来建模。模型的训练集结果如图4所示，第一类样本中，有一个样本被错误地预测成第二类，为预测错误。第二、三类样本的真实类别与预测类别完全一致，无错误预测。训练集模型总体的识别准确率达 98.88%，表明建立的模型效果较好。图4 模型训练集结果为了检验模型的预测能力，对预测集的30个样本进行测试。模型的测试集结果如图5所示，第一类和第三类样本的预测值和真实值完全一致，第二类样本中有一个被错误识别成第一类，其余全部识别正确。PCA-SVM分类模型的总体预测准确率约为96.67%，模型预测效果较好，表明此模型用于矿物的聚类分析是可行的。图5 PCA-SVM模型预测结果3.3 基于BP神经网络的孔雀石含量检测模型建立经过竞争自适应算法挑选特征后的光谱数据样本按照4:1划分，其中训练集样本93个，测试集样本23个。根据上述设置的神经网络结构参数，将训练集光谱数据X和实际的孔雀石含量值Y作为输入来建立BP神经网络模型，模型训练的结果如图6。图6 BP模型校正集结果由图6可知，相关系数R=0.9908，模型均方根误差 RMSE=0.04983，表明模型的真实值和预测值较接近，模型内部结构稳定性好。为了检验模型的预测能力，将另外的16个矿物样本的光谱作为测试集输入到建立的模型中，并与真实的孔雀石含量值相比较，如表2所示，模型的预测结果如图7所示。图7 BP模型预测结果表2 BP模型预测值与真实值对比由表2的预测结果可知，预测相对误差的最大值为0.238，最小值为0.004，误差均在可接受的范围内。模型的相关系数R=0.9832，均方根误差RMSE=0.6936，表明BP模型的预测值和真实值之间相关性高，预测误差较小，建立的模型具备较高的可行性，可用于模型数据分析。四、实验结论结果表明，可通过如海光电XS13256光谱仪、HL10000卤素光源等设备可搭建矿石分选系统，结合PCA-SVM和BP神经网络算法可实现矿物的聚类分析以及矿石中孔雀石含量检测。感谢福州大学资源与环境学院占锦玉提供文章素材。五、产品推荐XS13256光纤光谱仪1、产品简介XS13256采用背照式线阵CCD传感器，该传感器采用电阻栅结构，可实现高速传输。另外，内置TE冷却器，在运行时可以保持恒定的元件温度（最低-2°C），使得光谱仪暗噪声可以控制在±10counts@100ms。其内部采用 C-T 式光路设计，通过光路的优化设计与光学元器件的严格选型，使得 XS13256能够获得更高的光谱分辨率，消除光谱仪内部的杂散光干扰。XS13256拥有稳定的光谱信号探测能力，可用于拉曼光谱检测、透反辐测量、荧光光谱测量等功能。2、产品特点TE制冷设计，制冷温度能达到-2℃；低暗噪声，能够控制在±10Counts@100ms；高动态范围，收集到更丰富的光谱信息；开放外部接口协议，可嵌入设备中，可支持Windows、Linux、Andorid系统开发；支持长积分，可以支持0.1ms-180S积分；SMA905可更换，方便客户自行更换狭缝

1064nm便携式拉曼光谱仪在中药检测领域中的应用一、研究背景1.1中药的成分检测发展现状 与西药相比，由于中药的副作用小，因此中药仍然有许多拥护者；随着生活水平的提高，大家也更关注健康，中药仍被广泛的使用。但是中药的药效与药材的制作、储存和年份等都有关系，同一种中药由于产地、制作等原因，他们的成分也会有所不同，其治疗效果自然也就不同。因此对中药的成分进行分析和研究从而对其真伪进行鉴定是非常重要的，具有很高的实用价值。 随着国际社会对中药越来越认可，这很大程度地促进了中药事业的发展。中药市场良好发展形势，促使中药事业的发展也逐步形成了法制化、规范化、标准化的良性循环模式，但是中药事业仍然还有许多有需要改进和提高的方面。对中药成分进行量化以及对其质量进行控制是其中一个重要的方面，它们也是中药现代化的重要组成部分；从1950年到现在，科技的进步促使了新的分析技术的产生，这些技术用于中药分析方面，使得中药分析获得很大的进步。中药分析方法主要有: 质谱分析法、色谱分析法、光谱法等，其中光谱法具有很多优点，推动了中药分析的发展。 1.2中药成分检测的重要意义中药的发展有很悠久的历史，快速发展的背后由于缺少法律来对整个行业进行规范，这使的中药的安全问题越发重要。随着中药市场的繁荣发展，在利益的诱惑下也使得市场上的中药质量不一，中药材以及中药饮片的制作和销售还比较乱，经常出现以次充好、鱼目混珠，这严重危害消费者的生命安全，人们对这些也越来越关心。因此为了保护药材资源，改善药材市场现状，对中药的成分进行分析来鉴别中药的真伪是有意义的。本文立足于此，采用现代化仪器分析方法来对中药材进行成分分析，为中药材的发展贡献一份力量。二、测试样品及实验仪器搭建本次检测使用如海光电便携式微型拉曼光谱仪，可微调固体拉曼探头测量支架进行拉曼检测。1. 测试样品地骨皮、甘草、平贝母2.仪器搭建三、实验结果使用1064nm便携式拉曼光谱仪对地骨皮、甘草、平贝母三种原药材进行检测，测试结果如图1所示，相应的拉曼特征位移列于表1中。可以根据1574、1655 cm-1两处拉曼特征位移区分地骨皮和甘草；三种药材中481、855、933 cm-1处平贝母的拉曼信号明显更强，在855、933、1258 cm-1处有拉曼特征位移，可以区分平贝母和其他两种药材。上述结果表明如海1064便携式拉曼光谱仪可以很好辨别三种药材。图1  三种原药材的拉曼光谱表1  三种原药材的拉曼特征位移药材名称拉曼特征位移(cm-1)地骨皮902、1655甘草885、1574平贝母855、933、12584、 产品推荐Portman1064便携式拉曼光谱仪1、产品简介Portman1064是一款便携式高灵敏度高信噪比制冷的拉曼光谱仪，其内部采用InGaAs阵列探测器，并采用色散型的光学设计，提高了探测器的灵敏度，让仪器具备了捕捉微弱拉曼信号的能力。相比于785nm、532nm拉曼光谱仪，1064nm对于组织等生物样品的破坏性更小， 避开了玻璃、生物组织等很多物质的荧光发射区域，对于很多被测物质具备低荧光背景优势。1064nm相对于可见段的532nm、785nm具备更好的穿透性， 可以穿透棕色玻璃瓶、白色塑料包装以及纸等包装材料。2、产品特点• 宽积分时间： 积分时间可以从8mS30min设定；• 高稳定性： 峰值波动RMS• 良好的穿透性： 可以穿透棕色玻璃、白色塑料、包装纸；• 高分辨： 相对于同类产品， 优化的光路设计和512pixels可以提供15-18cm-1的分辨率。