طیف سنج رامان  | Raman Spectrometer

 

رامان یک روش طیف سنجی است که بر اساس پدیده پراکندگی بنا نهاده شده و کاربردهای زیادی دارد. این روش معمولا در شیمی و برای پیدا کردن ساختار یک مولکول مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان پیک های رامان یک ترکیب را به نوعی یک اثر انگشت برای آن دانست.

 

دقت آشکارسازی رامان به عوامل مختلفی از جمله طول موج لیزری به کار رفته و ماده خاص بستگی دارد. دقت آشکارسازی این روش از چند ppm تا ppb می‌تواند باشد. برهم‌کنش نور با ماده در ناحیه زیر قرمز می‌تواند به دو صورت جذب و پراکندگی انجام گیرد. این دو پدیده اساس شناسایی و اندازه‌گیری ترکیبات به دو روش طیف‌ سنجی نور جذبی مادون قرمز و پراکندگی رامان را تشکیل می‌دهند. علیرغم شباهت زیاد روش رامان با طیف سنجی مادون قرمز، این دو روش در جزئیات تئوری و طیفی با یکدیگر متفاوت هستند. به نحوی که برای تشخیص دقیق تر ساختار یک ترکیب معمولا از این دو روش به صورت مکمل استفاده می‌شود.

 

از نظر دستگاهی، مهم ترین اجزای یک دستگاه رامان، منبع و سیستم طیف سنج است. لیزر به عنوان منبع مناسبی برای طیف سنجی رامان به شمار می‌رود. در این روش عموماً از لیزرهای آرگون و کریپتون استفاده می‌شود (به دلیل بالا بودن موج پیوسته آنها). البته بیشتر لیزرهای رنگینه ای قابل تنظیم در پراکندگی رامان به کار برده می‌شوند. طیف سنج های پاشنده (Dispersive) و طیف سنج های تبدیل فوریه نیز به عنوان سیستم طیف سنج این دستگاه به کار می‌روند.

 

پراکندگی ناکشسان نور توسط آدولف اسمکال در سال 1921 پیش‌بینی شده بود ولی این پدیده در سال 1928 مشاهده گردید. اثر رامان به نام دانشمند هندی سر رامان که این اثر را با استفاده از نور خورشید مشاهده کرده بود به نام او نامیدند که در سال 1930 برای این کشف توانست نوبل فیزیک را دریافت کند. این اثر فیزیکی توسط فیزیکدان جورج پلاکزیک چکوسلوواک بیسن در سال‌های 1930 تا 1934 توسعه و کامل شد.

 

روش رامان در حوزه‌های متنوعی کاربرد دارد و استفاده از آن در پزشکی، داروسازی، علوم تغذیه و صنعت، رشدی چشمگیر پیدا کرده‌است.

 

طیف سنجی رامان به دلیل اینکه اطلاعات دقیق و سریعی از ترکیب مولکولی مواد زیستی را به روشی غیر مخرب فراهم می‌کند، مورد توجه است. برخی از کاربردهای این تکنیک در ادامه آمده است:

- تشخیص مواد منفجره، عوامل جنگ‌های شیمیایی و باکتریایی و مواد شیمیایی خطرناک.

- بررسی نمونه‌ها به روش غیرتماسی و غیر مخرب از میان مواد بسته بندی شفاف یا نیمه شفاف (مانند بررسی داروها و مواد مخدر از میان کیسه پلاستیکی حاوی آن).

- می‌توان پروب طیف سنجی رامان مجهز به فیبر نوری را به گونه‌ای طراحی کرد که نیترات، نیتریت و هیدروکسید در مخازن حاوی پسماندهای رادیواکتیو را به منظور کنترل خوردگی مخزن اندازه‌گیری کند.

- قابلیت رامان در نمایش تنش و پارامترهای دیگر مانند دمای سطح یا قطعه، آن را به عنوان ابزاری مؤثر در ساخت قطعات نیمه رسانا مطرح می‌کند.

- فراهم آوردن تصاویری دقیق از سلول ‌ها، امکان تحلیل و مقایسه بین بافت‌های سالم و بیمار که به ویژه در مطالعه سرطان.