拉曼光譜在生物學研究中的應用    

拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單，故拉曼光譜可以在接近自然狀態(tài)、活性狀態(tài)下來研究生物大分子的結構及其變化。

生物大分子的拉曼光譜可以同時得到許多寶貴的信息：

（1）蛋白質二級結構：α-螺旋、β-折疊、無規(guī)卷曲及β-回轉

（2）蛋白質主鏈構像：酰胺Ⅰ、Ⅲ，C-C、C-N伸縮振動

（3）蛋白質側鏈構像：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的側鏈和后二者的構像及存在形式隨其微環(huán)境的變化

（4）對構像變化敏感的羧基、巰基、S-S、C-S構像變化

（5）生物膜的脂肪酸碳氫鏈旋轉異構現象。

（6）DNA分子結構以及和DNA與其他分子間的作用。

（7）研究脂類和生物膜的相互作用、結構、組分等。

（8）對生物膜中蛋白質與脂質相互作用提供重要信息。

先了解一下激光拉曼光譜

拉曼光譜法是研究化合物分子受光照射后所產生的散射，散射光與入射光能級差和化合物振動頻率、轉動頻率的關系的分析方法。

與紅外光譜類似，拉曼光譜是一種振動光譜技術。所不同的是，前者與分子振動時偶極矩變化相關，而拉曼效應則是分子極化率改變的結果，被測量的是非彈性的散射輻。

一定波長的電磁波作用于被研究物質的分子，引起分子相應能級的躍遷，產生分子吸收光譜。引起分子電子能級躍遷的光譜稱電子吸收光譜，其波長位于紫外～可見光區(qū)，故稱紫外－可見光譜。

電子能級躍遷的同時伴有振動能級和轉動能級的躍遷。引起分子振動能級躍遷的光譜稱振動光譜，振動能級躍遷的同時伴有轉動能級的躍遷。拉曼散射光譜是分子的振動－轉動光譜。用遠紅外光波照射分子時，只會引起分子中轉動能級的躍遷，得到純轉動光譜。

拉曼光譜的優(yōu)點在于它的快速，準確，測量時通常不破壞樣品（固體，半固體，液體或氣體），樣品制備簡單甚至不需樣品制備。譜帶信號通常處在可見或近紅外光范圍，可以有效地和光纖聯用。

這也意味著譜帶信號可以從包封在任何對激光透明的介質，如玻璃，塑料內，或將樣品溶于水中獲得?，F代拉曼光譜儀使用簡單，分析速度快（幾秒到幾分鐘），性能很可靠。因此，拉曼光譜與其他分析技術聯用比其他光譜聯用技術從某種意義上說更加簡便（可以使用單變量和多變量方法以及校準。

為什么拉曼光譜儀器不工作？

檢查儀器和所有附件插座都插好并接通電源。

保證激光器（如果附帶電源）都插好并接通，由于激光器有不同種類，可參照每個激光器的說明書獲取進一步的幫助。

在有兩個或多個激光器的系統(tǒng)中，確保聯鎖系統(tǒng)設置在正確的位置上，正確的激光器被接通。

檢查儀器的外罩處于安全的關閉狀態(tài)，聯鎖裝置正在運轉。

如果以上操作都已經檢查過，你就可以準備進行光譜測試了。將樣品放置在顯微鏡下，啟動光譜操作軟件，如果你仍不能得到光譜，檢查下面各項。

保證樣品被正確地放置在顯微鏡下，即樣品被準確地聚焦并照射在樣品正確的位置上。測量時經常需改變不同的測試區(qū)域以避免因樣品不純帶來一些非期望結果的可能。

保證激光正確輻照在樣品上，保證顯微鏡光圈的孔徑設置正確并處于正確的位置上（不同品牌的拉曼光譜儀按各自的要求處理）。

檢查所有軟件窗口的設置是否正確。

檢查成像區(qū)域設置窗口的數值并保證激光像點處于該區(qū)域的中心。標準成像區(qū)域應該是激光像點中心垂直方向兩邊各10個像元。檢查狹縫的設置，當進行標準操作時，狹縫應為50μm。

如果CCD探測器飽和了，你將得不到任何有用的信息?？刹捎媒档图ぐl(fā)光功率或提高儀器的共焦程度來避免。

當檢查完上述各項后，你應該可以得到一張樣品的拉曼譜圖。如你仍然不能得到譜圖，可先嘗試測試單晶硅的拉曼譜。單晶硅是良好的拉曼散射體，可以用來幫助驗證儀器的性能。如果用單晶硅樣品可以獲取硅的520cm-1峰，再嘗試測試樣品?，F在你可以得到樣品的拉曼信號，但可能噪聲較大。在這種情況下，可參照Q4的建議來提高信噪比和信背比。