【下篇】环境领域在线讲座，所有问题答案都在这

上周（3月9日），我们成功举办了HORIBA 2020在线讲座第二集——光谱技术在环境领域（大气&污染水）的应用。讲座中，马家海副教授、张立武教授和周磊博士分享了他们的科研经验和研究进展，提问环节大家也积极响应。一起来看看张立武教授和周磊博士都回答了哪些问题吧~

问答集锦-张立武教授

1

表面增强拉曼可以用来测润滑油中的添加剂吗？                  

利用拉曼光谱区分具有相同有机基团的添加剂存在困难。

2

大气颗粒物和气溶胶在模拟上有什么差异吗？                      

模拟气溶胶成分简单，大小相对均一，大气颗粒物成分复杂，大小不一。

3

倒金字塔基底怎么制备，怎么保证凹槽尺寸一致？               

倒金字塔结构是激光刻蚀得到。

4

第三部分您介绍受激拉曼时样品处理赢注意什么，激发波长如何选择 ？

通常SRS的样品不需要做特殊的处理，但要求样品不能存在过强的瞬态吸收信号。由于SRS是两束光同时作用，波长选取上是根据待测物质的拉曼峰，把两束光的频率差调成与这个拉曼振动频率一致就可以了。

5

高级氧化结束后，是否需要去除产水的氧化性？防止COD会测不准影响产水COD判断。

双氧水会影响COD测定。

6

定性分析可以通过位移判定，那颗粒物的数量该怎么得出呢？

大气气溶胶的普通拉曼光谱分析目前不统计颗粒物数目，SRS是使用软件对大范围mapping上有信号的位点进行计数。

7

老师说的拉曼可以看细菌死活，能否详细讲下？                  

死亡的大肠杆菌检测不到735cm-1处的拉曼峰。

8

拉曼的mapping的分辨率是多大，可以测纳米级的么？        

组内的显微共聚焦拉曼光谱的分辨率约为1μm，小于1μm的颗粒很难得到有效拉曼信号。

9

如果是想捕捉化学反应的过程，利用拉曼光谱是否可以做到？如果可以，那推荐用哪一种的技术，表面增强还是SRS?

可用拉曼光谱进行长时间的原位检测，普通拉曼光谱所需时间较长，受激拉曼所需时间较短。

10

你们有没有对固体催化剂使用表面增强raman的表征相关工作，有的话具体有哪些应用？

有结合拉曼光谱对固体催化剂进行组分分析、晶相分析等表征分析。

11

哪些型号的仪器可以做单颗粒的mapping？                       

请咨询HORIBA的销售工程师。

12

现在可以用拉曼实现微量元素的测试吗？                          

一般情况下，微量元素与其他物质结合产生分子振动应该可以拉曼光谱测量。

14

请问可以做定量的分析吗？                                              

理论上显微共聚焦拉曼可对一些液体或气体样品进行定量分析，固体颗粒较难做定量分析。

15

请问您用SERS检测实际雾霾颗粒物样品时，是否会有C拉曼信号的影响？怎么降低或者解决呢？

会有C的信号，C的拉曼峰也可以用于分析，如荧光过强影响谱峰，可考虑尝试其他波长的激光。

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请问您做生物气溶胶分析时采样手段怎么选择呢？            

根据所需生物气溶胶粒径决定是否使用多级采样器。

17

请问怎么得到增强倍数，在两个不同基底上怎么得到两个 一样的单颗粒？

增强倍数是利用模拟气溶胶颗粒进行计算，模拟气溶胶成分单一，选取不同基底上大小相近的颗粒进行检测计算。

18

生物气溶胶的荧光和拉曼光谱重叠的问题，如何解决？你们是测试哪些物质的拉曼光谱和荧光光谱？

减少荧光的影响可换用其他不易激发待测物质荧光信号的激光，或者设置延时曝光，荧光淬灭后再进行检测。

19

是C的拉曼信号太强了，影响了其他组分的响应吗？          

C的拉曼峰较宽，会影响某些有机基团的出峰位置，但对主要的无机组分没有太大影响。

20

受激拉曼是什么波长？                                                      

在论文中，所使用的固定激光波长为1040 nm，泵浦激光波长可调，范围为680–1300 nm。

21

水体系的氧化硅纳米颗粒可以检测吗？                              

需要考虑水体系中的氧化硅检测限浓度，水峰不对氧化硅的特征峰造成干扰。

22

碗状的增强基地的容积就会决定能进入这个碗里面的颗粒的数量以及体积，那该如何得出颗粒物的数量呢？

组内所使用的拉曼光谱仪衍射极限约为1μm，一般情况下小于1μm的颗粒物很难得到有效信号，可进入碗的颗粒尺寸多小于1μm，不进行测量。

23

微塑料拉曼检测用什么膜？                                                

目前实验中常用的是硅晶片和铝膜，铝膜没有背景信号，更有利于检测。

24

显微成像Z轴的空间分辨率有多少？                                  

论文中所用受激拉曼散射Z轴的空间分辨率约为400nm。

25

阳离子通过拉曼怎么做呢?                                                

一般情况下，金属阳离子没有拉曼信号，但不同阳离子会对阴离子的拉曼谱峰产生影响。

26

气溶胶的检测的对象能不能更广？                                     

可以。因为气溶胶只是指在大气中悬浮的颗粒物，本质就是颗粒物，所以只要是颗粒物就能检测，我们现在就在做微米级的液基。

27

拉曼光谱用来检测土壤和地下水中的微塑料颗粒可行吗？  

土壤或水中的微塑料应该在提取或浓缩后测量会得到较好的结果。

28

关于拉曼定量检测方向有什么好的方向进展吗？                

普通拉曼光谱对液体或气体样品进行定量分析已有研究，受激拉曼散射的定量分析已在医学、生物中得到应用

29

关于您说的拉曼Mapping，指的是怎样一个过程？指的是成像的过程，还是通过拉曼峰匹配到了某种物质？仪器可以自动Mapping么？

Mapping测量是在选定区域内按照规定的步长移动样品，进行多个单点光谱的扫描后，得到选定区域内不同位置与强度、峰宽或峰面积的对应关系。仪器可以进行自动Mapping测量。

30

您有介绍到倒金字塔或者碗中的电磁场富集分布是有规律变化的，这样一来碗中不同位置所探测到的信号就不仅仅收到材料成分的影响，也会收到在碗中分布的影响。这是否会影响到Mapping的准确性呢？

目前使用的倒金字塔或碗状SERS基底的空隙尺寸较小，可进入碗中的颗粒物尺寸多小于1μm，小于所用拉曼光谱仪衍射极限，无法得到有效信号。

问答集锦-周磊博士

1

A—TEEM技术和Datastream这些都是需要配专门的软件是吗？

A-TEEM技术是基于硬件的专利技术，可以同时采集吸收的过程。因为是三维荧光，所以用传统的PMP的方式会很慢。DATASTREAM是图表转换数据的专用软件。

2

DOM的DOC浓度与荧光强度只是在一定程度上正相关。那专利怎么实现预测的？ 

这是一个复杂的问题，不能说任何样品都可以预测，我们要感谢工厂的研发人员，从2011年就在连续地关注水厂之类的行业中的需求。预测是在一定的条件下的，不是所有的方式都一样，其中的具体系数是一定要变的，但是关系式是不变的。你需要基于我们专利的系数，在自己的体系中做一些实验，比如用荧光的方法做监测，比对常规的DOC、TOC的结果，在此基础上修正、优化参数，最终得到预测结果。如果感兴趣的话您可以联系我们进行探讨。

3

想要测大气气溶胶的荧光光谱，有什么推荐的技术和仪器？

替陈庆彩老师打一下广告，强烈建议您看一下老师的文章（Environ.Sci.Technol.2019,53,15,8574-8584）

4

现在产品应用过程中已经考虑到了用户需要直观的数据，这部分的软件如何 ？可以简单直观的使用么？数据话的结论大致是什么样子？有没有示例？

PPT中有讲到Aqualog三维荧光数据仪表化，它是说如何一键式地处理三维荧光数据，做学术的老师们可能需要这一数据，用变量阐述更多问题。但是在日常的实际生产过程中，样品是一个固定的方式，或者说在一些企业中需要做方法的可行性验证。可以关注一下Datastream Dashboard，它会自动将数据抽取出来再结合我们专利的计算方法内嵌进去，直接提供这些结果数字，还可以设置预警值。现阶段的话，大家敬请期待，我们已经把水厂方面的工作做得很成熟了，其他的行业技术可以基于我们现阶段的专利进行拓展。

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HORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识，旗下的JobinYvon更有着200年的光学、光谱经验，HORIBA非常乐意与大家分享这些经验，为此特创立Optical School（光谱学院）。无论是刚接触光谱的学生，还是希望有所建树的研究者，都能在这里找到适合的资料及课程。 

HORIBA希望通过这种分享方式，使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解，不断提高仪器使用水平，解决应用中的问题，进而提升科研水平，更好地探索未知世界。