线扫描拉曼光谱： 改变微塑料研究
发布时间：2023-08-25 10:54:48 阅读数： 50
微塑料--尺寸小于 5 毫米的塑料颗粒--是造成环境污染的主要原因，社会再也不能忽视这一点。
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拉曼光谱是一种非接触、非破坏性和化学特异性技术，已在微塑料检测领域得到广泛应用。然而，传统的点共聚焦拉曼技术仅限于单点检测，阻碍了检测速度。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（CIOMP）李蓓教授领导的研究小组与英国卡迪夫大学（Cardiff University）Wolfgang Langbein教授合作，在发表于《Talanta》杂志的一项研究中提出了一种新颖的线扫描拉曼显微光谱法，用于快速识别纳米塑料和微塑料。
基于共焦拉曼光谱的关键原理，聚焦的激发光点从一个汇聚点转变为一条具有衍射极限宽度的汇聚线。
光学装置采用了共轭成像设计。在电荷耦合器件（CCD）记录的二维图像中，垂直维度映射了样品沿激发线的垂直维度，而光谱则沿水平维度分散。
这样，一次采集就能获得沿激发线所有空间位置的光谱。
研究人员成功开发了共焦线扫描拉曼显微光谱系统，建立了线扫描拉曼光谱数据的预处理工作流程，并应用因数分解为感度和浓度（FSC3）来获取拉曼高光谱图像。
他们使用凹面圆柱透镜生成激发线，并使用鲍威尔透镜增强能量分布的均匀性。
他们利用几种尺寸的塑料珠进行尺寸和成分识别。对直径为 200 nm（小于衍射极限）的珠子进行了检测，从而说明了线扫描拉曼光谱系统的高灵敏度。
此外，还利用四种塑料粉末样品进行了高度为 40 μm、长度为 1.2 mm 的大面积测量。令人印象深刻的是，只用了 20 分钟就获得了 24 万像素的拉曼图像，这是一个极短的成像时间。
与点共聚焦拉曼成像相比，线扫描共聚焦拉曼技术有助于将成像速度提高约两个数量级。
线扫描拉曼显微光谱技术可提供高通量和高灵敏度的非破坏性分析。通过采用合适的取样方法（如沉淀或过滤），可以获得来自土壤、水和空气等多个来源的环境样本。
参考资料
Wu, Q., et al. (2023) Rapid identification of micro and nanoplastics by line scan Raman micro-spectroscopy. Talanta. doi.org/10.1016/j.talanta.2023.125067.
