拉曼光谱技术在微生物学中的应用_孙美娟
拉曼光谱技术在生物医学中的应用
拉曼光谱技术在生物医学中的应用随着科学技术的快速发展，生物医学领域中的研究手段也越来越多样化。
其中，拉曼光谱技术作为一种无创、快速、非损伤性的分析方法，正逐渐成为生物医学领域中不可或缺的技术之一。
一、拉曼光谱技术的原理拉曼光谱技术是一种通过分析分子振动状态来确定样品结构和成分的分析方法。
它基于分子吸收或发射的光子在被激发后发生振动，从而产生散射光的原理。
这种散射光的频率一般比原来的光子频率低，称为“拉曼散射光”。
通过分析这些光的振动特征，可以确定样品中化学成分的种类和含量，以及分子的结构信息。
二、拉曼光谱在生物医学中的应用1. 生物医学研究拉曼光谱技术可以用于对生物大分子（如蛋白质、核酸等）进行快速、非损伤性的表征和定量研究。
通过测量其拉曼散射光的振动频率，不仅可以确定其化学成分和结构，还可以研究其构象、氧化还原情况等特性。
同时，拉曼光谱技术还可用于研究细胞的代谢活动，从而了解细胞在不同生理状态下的变化。
2. 临床诊断拉曼光谱技术可用于体液和组织样品的临床诊断。
例如，对于癌症等疾病的诊断，拉曼光谱技术可以通过对组织和体液样品中不同分子的拉曼散射光进行分析，实现对病变区域与健康区域的区分。
此外，拉曼光谱技术还可用于血液中营养物质和代谢产物的检测等应用方面。
3. 药物研究拉曼光谱技术在药物研究方面也有广泛应用。
通过测量药物分子在不同溶液中的拉曼散射光，可以了解其与不同配体的相互作用、药效成份的含量等信息。
此外，拉曼光谱还可以用于药物给药的过程中，对不同时间点的药物分布进行动态监测。
三、展望虽然拉曼光谱技术在生物医学中的应用前景广阔，但是技术本身和分析过程中的干扰因素仍然存在很大挑战。
例如，激光功率和散射角等参数需要严格控制，以避免信号干扰，同时还需要特殊的样品制备方法和分析软件的支持。
因此，未来需要进一步加强该技术在实际应用中的稳定性和可靠性。
总之，拉曼光谱技术作为一种新型分析手段，在生物医学领域中已经得到广泛应用。
光学拉曼光谱技术在化学和生物学中的应用
光学拉曼光谱技术在化学和生物学中的应用光学拉曼光谱技术是一种非常重要的分析技术。
它的应用很广泛，特别是在化学和生物学方面。
本文将详细介绍光学拉曼光谱技术在化学和生物学中的应用。
一、光学拉曼光谱技术光学拉曼光谱技术是一种非常先进的光谱技术。
它是通过测量样品散射的光谱，来获得样品的结构和组成信息的。
在拉曼光谱中，样品与激光发生作用，使样品特有的振动频率发生变化，这种变化可以通过光谱分析得到。
由于每种化学物质都有自己的拉曼光谱，这种技术具有高灵敏度和高分辨率的特点。
二、化学中的应用1. 分析化学光学拉曼光谱技术在分析化学领域中的应用非常广泛，特别是在分析不同化学物质时，都可以利用拉曼光谱技术进行分析。
例如，它可以用于定量分析和鉴定物质的结构。
而且，它还可以通过离子束注入，实现非接触式测试和激光照射，以避免对样品的破坏。
2. 纳米化学拉曼光谱技术在纳米化学领域中的应用也非常广泛。
例如，它可以利用拉曼光谱对纳米材料进行精确的表征和成分分析，从而实现对其结构和化学性质的了解。
此外，通过拉曼光谱技术，可以获得纳米材料的形貌、大小、形状、分布和表面等信息。
3. 生物化学在生物化学领域中，拉曼光谱技术也具有非常重要的应用。
例如，它可以用于分析生物分子的结构和功能。
针对一些复杂的蛋白质和DNA分子，使用拉曼光谱可以非常有效地进行分析。
此外，还可以通过拉曼光谱技术，实现对生物分子、细胞等生物材料进行定量、定性分析等。
三、生物学中的应用1. 生物分子分析光学拉曼光谱技术在生物学方面的应用非常广泛。
例如，它可以用于分子生物学的染料荧光偏振技术。
在这一技术中，通过利用拉曼光谱技术分析分子的极化性，可以获得分子的结构和组成信息，从而实现分子生物学的定量分析和定性分析。
2. 细胞和组织分析使用光学拉曼光谱技术，可以对细胞和组织进行精确地分析。
通过拉曼光谱技术，可以获得生物材料的特征振动频率，从而推断出这些组织或细胞的生化组成和化学特性。
生物医学中的新型光谱技术的研究及其应用探讨
生物医学中的新型光谱技术的研究及其应用探讨光谱技术是一种测量物体发射或吸收辐射的技术，广泛应用于化学、物理、地质、生物医学等领域。
在生物医学领域，光谱技术被用于诊断疾病、开发新药、探索基因结构等方面。
随着科技的不断发展，越来越多的新型光谱技术被研究出来，并被应用于生物医学领域，本文将探讨其中几种较为常见的技术及其应用。
一、拉曼光谱技术拉曼光谱技术是一种非侵入式的光谱分析技术，其基本原理是利用激光激发样品分子振动，测量样品分子散射光的频率和强度，通过这些数据分析样品的化学成分和结构。
与传统的光谱技术相比，拉曼光谱技术具有高灵敏度、不需要样品预处理等优点。
在生物医学领域，拉曼光谱技术被应用于癌症诊断、药物研发、组织工程等方面。
例如，在癌症诊断中，拉曼光谱技术可以通过对组织和血清中肿瘤特异性代谢物的检测，实现早期癌症的诊断和分析。
此外，拉曼光谱技术还可以用于药物研发中的药物分析、质量控制等方面，为新药研发提供帮助。
二、红外光谱技术红外光谱技术是一种利用样品吸收红外光进行分析的技术，通过检测不同波长的红外光谱得出样品分子的结构信息，其研究重点在于分析分子键振动、变形、旋转等方面。
红外光谱技术被广泛应用于材料科学、化学、生物医学等领域。
在生物医学领域，红外光谱技术也有广泛的应用。
例如，近红外光谱技术可以用于人体血糖检测，通过检测血液成分中的葡萄糖含量，实现设备无创性检测的目的。
此外，红外光谱技术还可以用于蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的研究，帮助人们更好地了解生物大分子的结构和功能。
三、质谱技术质谱技术是一种测量化学物质的分子量、结构等性质的分析方法，能够提供高分辨率、高精度的化学分析数据。
质谱技术广泛应用于化学、药学、环境科学等领域，也在生物医学领域得到了广泛的应用。
在生物医学领域，质谱技术被应用于蛋白质组学、代谢组学、脂质组学等方面。
蛋白质质谱技术可以用于鉴定蛋白质分子、分析蛋白质组、确定蛋白质结构等。
显微拉曼光谱技术在生物医学领域的应用研究
显微拉曼光谱技术在生物医学领域的应用研究生物医学领域是人们关注的焦点之一，随着科技的不断发展，我们可以运用各种技术手段来研究和治疗疾病。
其中，显微拉曼光谱技术逐渐成为了生物医学领域的研究热点，它通过分子振动光谱的变化可以分析样本的物质成分和结构。
1.技术原理与特点显微拉曼光谱技术是一种无损、无污染的测试方法，具有非常高的敏感度。
通过照射样本并观测其散射光的强度变化，可以推断出分子的结构和组成。
其中，拉曼效应是显微拉曼光谱技术的基础原理。
在光谱仪的作用下，样品中分子振动，形成一定频率的拉曼散射光。
这些散射光与入射光的能量不同，且带有与样品内部分子的振动情况相关的特征频率。
通过对这些特征频率的分析，从而可以确定样品的成分和结构。
显微拉曼光谱技术具有非常高的空间分辨率，可以观测到极小的横向尺度结构变化，因此被广泛应用于生物医学领域的研究中。
2.应用研究2.1细胞成分定量分析显微拉曼光谱技术可以用于细胞成分的定量分析，通过观测不同细胞内分子的振动方式，就可以推断出成分的含量，从而对细胞进行快速高效的定量分析。
例如，在胰岛细胞研究中，研究人员使用显微拉曼光谱技术来分析不同类型细胞内部的化学成分及其含量，通过对不同细胞中脂肪、糖原、核酸、DNA和RNA的含量进行定量分析，从而对不同类型细胞进行快速鉴定。
2.2病理组织诊断显微拉曼光谱技术还可以用于病理诊断，在临床病理定性分析过程中，它可以对病理组织中的化学成分进行分析，提供更加准确的分子结构信息，从而提高预测准确度。
例如，在乳腺癌筛查方面，研究人员使用拉曼光谱技术对肿瘤组织、正常组织和良性病变组织进行分析，分辨率高达1微米，可以区分出不同组织类型，并得出不同组织中的生物分子成分含量，提高了诊断的准确性。
2.3药物筛选和代谢分析显微拉曼光谱技术也可以用于药物筛选和代谢分析，可以通过观察药物对生物体内分子振动的影响，预测药物的效果。
例如，在预测肝毒性方面，研究人员使用显微拉曼光谱技术对肝脏内部的脂质、糖原、葡萄糖等分子进行了分析，从而得出了药物对肝脏组织的影响，提高了药物筛查的准确性。
拉曼光谱在生物医学领域中的应用研究
拉曼光谱在生物医学领域中的应用研究I. 前言近年来，拉曼光谱技术在生物医学领域中得到了广泛应用。
拉曼光谱是一种非侵入性和无破坏性的分析技术，以其高分辨率、灵敏度和特异性而备受瞩目。
本文将深入介绍拉曼光谱在生物医学领域中的应用研究进展，以及技术的优点和局限性。
II. 概述拉曼光谱技术以在样品中激发光子转换为振动和旋转能级间跃迁的方式，通过分析振动谱和旋转谱的特征峰来实现样品成分的分析。
与其它光谱技术相比，拉曼光谱具有更广泛的应用领域，包括生物医学、环境、食品和药物等领域。
III. 生物医学中的应用A. 癌症诊断拉曼光谱技术已经成为了癌症诊断的重要手段。
通过比较正常细胞和癌细胞的光谱差异，可以发现生物分子的特征谱线，如蛋白质、核酸和脂质等，在体内癌组织和健康组织之间有着显著差异。
因此，可以通过拉曼光谱来检测人体内的癌变组织。
B. 药物研究拉曼光谱还可以应用于药物的研究和开发领域。
药物的质量需求、稳定性和纯度等性质都可以通过拉曼光谱来测定。
同时，拉曼光谱可以监测药物在人体内的分布和代谢过程。
C. 细菌检测拉曼光谱在细菌检测方面也有着广泛应用。
由于细菌细胞壁和其他生物组分有着不同的分子结构，因此可以通过拉曼光谱来识别和区分不同的细菌菌株。
IV. 技术的优点和局限性A. 优点1. 非侵入性和无破坏性与其它成像技术相比，拉曼光谱技术对样品没有损伤，这使得其可以应用于生物体内的非侵入性检测。
2. 高分辨率和灵敏度拉曼光谱具有高分辨率和灵敏度，可以有效监测和定量分析样品成分，因此适用于生物医学、环境、食品和药物等领域。
B. 局限性1. 样品的复杂程度对于具有复杂结构和成分的样品，拉曼光谱技术的分辨率和灵敏度较低，不能准确地区分不同组分。
2. 靶分子的含量当环境中靶分子的浓度较低时，需要采用增强方法或者专门的检测器件，以提高信号强度和灵敏度。
V. 未来展望尽管现有的拉曼光谱技术已经具备了较高的分辨率和特异性，但是在样品复杂性和分辨力等方面还存在不足之处。
拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用
拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用
拉曼光谱技术是一种非常有前景的分析技术，已经在许多领域得到了广泛应用，尤其是在生物医学领域中。
以下是拉曼光谱技术的发展及其在生物医学领域中的应用的一些简要介绍：
发展历程：拉曼光谱技术最早在20世纪20年代被发现，但由于其信号弱、噪声大的特点，一直未能得到广泛应用。
直到20世纪70年代后期，随着激光技术的发展和光学探测器的改进，拉曼光谱技术才开始得到重视。
近年来，随着光学器件和计算机技术的进步，拉曼光谱技术已经成为一种快速、无损、非破坏性的分析方法，广泛应用于物质结构、化学成分、纯度、晶体缺陷等方面的研究。
生物医学应用：拉曼光谱技术在生物医学领域的应用非常广泛。
首先，它可以用来研究生物分子的结构和功能，例如蛋白质、核酸、多糖等。
其次，它可以用来研究生物样品中的代谢产物，例如血液、尿液等。
拉曼光谱技术还可以用来研究细胞和组织，例如肿瘤组织的诊断和治疗等。
此外，拉曼光谱技术还可以用来检测和鉴别药物和毒品等。
优势和前景：相对于传统的生物医学分析方法，拉曼光谱技术具有很多优势，例如速度快、无需样品处理、无损伤、非破坏性等。
此外，随着仪器的进一步改进和技术的发展，拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用前景非常广阔，将有望成为一种重要的生物医学研究工具。
拉曼光谱在生物学中的应用研究
拉曼光谱在生物学中的应用研究拉曼光谱是一种非常重要的分析技术，它可以用来研究物质的结构和性质。
在生物学中，拉曼光谱已经得到了广泛的应用，它可以用来研究生物分子的结构和功能，从而帮助我们更好地理解生命的机理。
本文将就拉曼光谱在生物学中的应用进行详细的探讨。
一、红血球的研究红血球是人血液中非常重要的一种细胞，它具有携带氧气的功能。
研究红血球的形态和组成对于理解红细胞的生理机制具有重要意义。
利用拉曼光谱技术可以得到红细胞的分子组成和化学结构信息，可以分析各个成分如蛋白、脂质，核酸等。
并且研究表明，红细胞膜上的磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、胆固醇等成分都可以被检测到。
拉曼光谱技术还可以在红细胞部分细胞膜和细胞内蛋白的峰位上分析出红细胞在氧气状况不同时，其内部化学成分的变化，从而帮助我们理解红细胞在体内的生理功能。
二、DNA、RNA和蛋白质的结构及功能研究DNA、RNA和蛋白质是构成生命体的重要分子，它们的结构和功能决定了生命的机理。
利用拉曼光谱可以清晰地观察到生物分子的结构和构成，比如DNA、RNA和蛋白质的特征谱线分别为785、532和532纳米，这些特征峰经常被用于检测生物分子的构成。
例如利用拉曼光谱技术，可以观察到DNA双螺旋结构的配对效应，了解到DNA的一些化学反应过程，比如酸碱催化和链断裂等。
此外，利用拉曼光谱还可以对蛋白质的结构进行分析，并可以观察到特定功能和亚结构如耳环，骨架以及其它蛋白质结构单元。
三、细胞研究利用拉曼光谱技术可以对细胞结构、细胞内分子成分及细胞生理功能进行非破坏性的分析。
例如可以在同一细胞内部确定细胞的蛋白质、脂质和核酸成分，并可观察到三者间的相互作用以及其在分子水平上的变化。
利用拉曼光谱还可以在细胞内对作用各自真正的生理环境进行测量。
这种集成的技术可以用于有效地提取组织中蛋白质的空间信息，并用于解决重大的细胞科学问题，比如蛋白质生物学的精致分子机构的研究和组织内基于蛋白质的药物筛选等方面。
激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用现状及展望
激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用现状及展望激光拉曼光谱是一种用于研究物质结构和性质的无损分析方法。
它利用激光激发样品产生的拉曼散射光谱来揭示分子的化学成分和结构信息。
近年来，激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用得到了广泛关注，并取得了许多重要的成果。
本文将对激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用现状进行综述，并展望其未来的发展方向。
激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用现状激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用主要集中在以下几个方面：1.细胞与组织的分子成分分析激光拉曼光谱可以对活体细胞和组织进行无损分析，不需要任何染料或标记。
通过测量样品的拉曼光谱，可以获得细胞和组织的分子成分信息，包括蛋白质、核酸、脂类等。
这为研究细胞和组织的生化特性提供了一种新的手段。
2.药物分子的检测和定量分析激光拉曼光谱可以用于对药物分子在生物体内的分布和代谢进行研究。
通过测量药物子在组织和细胞中的拉曼光谱，可以实现对药物分子的检测和定量分析，为药物研发和临床治疗提供了重要的参考依据。
3.生物标志物的检测激光拉曼光谱可以用于检测和鉴别生物标志物，如蛋白质、核酸和糖类等。
通过测量这些生物标志物的拉曼光谱，可以实现对生物标志物的快速、准确检测，为疾病的早期诊断和治疗提供了新的手段。
4.生物医学成像激光拉曼光谱可以用于实现活体细胞和组织的高分辨率成像。
通过测量样品在不同波长的激光激发下产生的拉曼光谱，可以获得样品的分子成分和结构信息，从而实现对生物样品的高分辨率成像。
展望随着激光技术的不断发展和成熟，激光拉曼光谱在生物医学领域中的应用前景非常广阔。
未来，激光拉曼光谱技术将在以下几个方面得到进一步的发展和应用：1.多模态成像激光拉曼光谱可以与其他成像技术相结合，实现多模态成像。
通过与光学相干断层成像（OCT）、荧光成像和超声成像等技术相结合，可以实现对生物样品的多模态成像，从而获得更丰富的信息。
2.光谱分析方法的进一步完善随着光谱分析技术的发展，激光拉曼光谱的分辨率和灵敏度将得到进一步的提高。
拉曼光谱在生物科学中的应用
拉曼光谱在生物科学中的应用拉曼光谱是一种非常有用的分析技术，它在生物科学领域中的应用日益广泛。
本文将探讨拉曼光谱在生物科学中的几个重要应用领域，包括蛋白质结构研究、药物开发和细菌检测。
在蛋白质结构研究方面，拉曼光谱提供了一种非常有力的工具，用于研究蛋白质的二级结构和三级结构。
由于拉曼光谱可以提供关于分子振动和化学键的信息，因此可以在没有添加任何标记物的情况下对蛋白质进行直接分析。
通过测量蛋白质的拉曼光谱，我们可以了解到其结构、构象和折叠状态等关键信息。
这种非侵入性技术使得我们可以在活体系统中进行研究，为了更好地理解蛋白质的功能和相互作用。
拉曼光谱还在药物开发领域发挥着重要作用。
在药物研究中，拉曼光谱可以用于研究药物与其靶标之间的相互作用。
通过对两者之间的拉曼光谱进行对比分析，研究人员可以了解到药物的结合位置、结合强度以及药物对靶标结构的影响等信息。
这有助于我们更好地理解药物的作用机制，并为药物设计和优化提供指导。
另一个重要的应用领域是细菌检测。
拉曼光谱可以用来对细菌进行快速且准确的鉴定。
每种细菌的细胞壁和细胞内物质都具有独特的拉曼光谱特征，这使得我们可以通过检测细菌样品的拉曼光谱来进行鉴定。
与传统的细菌鉴定方法相比，拉曼光谱具有快速、无需培养、无需特殊标记等优势。
这使得拉曼光谱成为一种有潜力的用于快速细菌检测的技术。
除了以上几个应用领域，拉曼光谱还在其他生物科学研究中发挥着重要作用。
例如，在肿瘤诊断和治疗监控中，拉曼光谱可以用来检测肿瘤细胞中的代谢产物和蛋白质表达情况，从而为临床医生提供有关肿瘤类型、进展和治疗效果的信息。
在植物科学研究中，拉曼光谱可以用来研究植物的生理状态、代谢通路以及对环境胁迫的响应。
总之，拉曼光谱在生物科学领域中有着广泛的应用。
它为我们提供了非侵入性、快速且准确的分析手段，有助于我们更好地理解生物体系的结构和功能。
随着技术的不断发展，相信拉曼光谱在生物科学中的应用前景将更加广阔。
拉曼光谱在生物医学中的应用
拉曼光谱在生物医学中的应用
拉曼光谱在生物医学中的应用是非常广泛的。
它是一种非破坏性的分析技术，能够快速且无需样品制备地测量出样品的化学成分，因此被广泛应用于生物药物分析、生物医学诊断等领域。
首先，拉曼光谱在生物药物分析中具有很大的优势。
现代生物药物的复杂性和多样性，导致了常规的质谱分析不一定可以满足需求，而拉曼光谱可以非常准确地分析出生物药物中的蛋白质、多肽、糖类等成分，同时能够检测出生物药物中的杂质，为药品安全性保障和质量控制提供了可靠手段。
其次，拉曼光谱在生物医学诊断方面也具有广泛的应用。
它可以通过分析体液及组织样品中的小分子代谢产物和蛋白质，实现对疾病状态的快速诊断和监测。
例如，通过对尿液或血液样品的拉曼光谱分析，可以实现对糖尿病、癌症和心血管疾病等多种疾病的诊断。
此外，拉曼光谱还可以在生物组织、生物细胞及其内部结构的分析中发挥作用。
通过对生物细胞和组织样品的拉曼显微镜分析，可以实现对细胞形态、结构和功能等的研究，并为临床医学的诊断和治疗提供了重要的参考。
总之，作为一种高灵敏度、非破坏性的分析技术，拉曼光谱在生物医学领域中有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和改进，相信它将会为生物医学领域带来更多的突破和进展。
拉曼光谱技术在生物学中的应用
拉曼光谱技术在生物学中的应用随着科学技术的不断发展，越来越多的生物学研究员开始将拉曼光谱技术应用于生物领域中。
这种技术的出现和广泛应用，不仅提高了生命科学的研究水平，同时也对人类的健康和环境保护产生了积极的促进作用。
本文主要介绍拉曼光谱技术在生物学领域中的应用。
一、拉曼光谱技术概述拉曼光谱技术是指利用激光器高度聚焦的光束对被测物体进行激发，并测量其反射光谱的技术，依据颜色频谱分析物质的特征之一因此该技术可以对生物样本进行快速、非损伤、非破坏性的鉴定和定量分析。
特别是在生物领域中，拉曼光谱技术有着广泛的应用前景。
二、拉曼光谱技术在蛋白结构研究中的应用以往的蛋白质研究中，一般采用X射线晶体衍射（XRD）技术对其进行分析，然而，这种技术需要生物样品进行单晶化处理，涉及到比较繁琐的化学处理，且无法对活的细胞进行研究。
相对来说，拉曼光谱技术可以进行非损伤性和非破坏性的实时样品检测，由于蛋白分子具有很强的分子振动模式，其在拉曼光谱下的表现形式也会有非常具有特征性的谱线，可以方便地对其进行分析。
三、拉曼光谱技术在细胞研究中的应用在细胞研究中，拉曼光谱技术可以用于研究细胞壁、神经酰胺、离子分子、DNA/RNA等特定分子的成分，有效地评估细胞状态、代谢功能及其疾病发展情况。
同时，拉曼光谱技术还可以帮助鉴定细胞类型，特别是肿瘤细胞和正常细胞之间的差异，这在肿瘤药物研究中具有重要的意义。
四、拉曼光谱技术在生物识别中的应用拉曼光谱技术不仅可以对生物分子进分类别、定性，还能在生物识别这一领域中发挥应有的作用。
目前，拉曼光谱技术被广泛运用到药物筛选、食品安全监测、生物探针检测及环境污染检测等领域，在药物研发方面，利用拉曼光谱技术可以帮助研发人员快速了解药物分子的化学结构，对药物的安全性和有效性进行加速评估，极大地提高了药物研发的质量和效率。
五、拉曼光谱技术的发展前景拉曼光谱技术的应用范围越来越宽广，并且随着相关技术设备的完善，拉曼光谱技术也在不断地向更深层次的生命科学领域和高级实时检测技术方向发展。
拉曼光谱在生物医学领域中的应用
拉曼光谱在生物医学领域中的应用随着科技的快速发展，生物医学领域也迎来了许多前所未有的机遇。
在这个领域中，仪器和技术的进步促进了对生命体的更加深入的研究。
其中，拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用备受关注。
本文将介绍拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用，并对其优劣进行探讨。
1. 拉曼光谱技术的基本原理拉曼光谱技术是一种非破坏性、无需激光器辐射的分析技术，可用于表征分子、材料及生物体。
该技术通过分析材料或分子在激光光束作用下，所发生的光子的色散现象来研究其结构和共振状态的变化。
透过样品的光强，就可以得知该样品中各种化合物在光下发生的乱反射和非弹性散射。
这些散射光中，非弹性散射光的波长和原来的光线不同（拉曼散射），其频率的差值等于样品吸收并转移能量的振动频率。
因此，拉曼光谱可用于鉴定样品的结构、组成和空间构型。
另外，拉曼光谱也被广泛应用于生化研究中，包括药物发现、肿瘤诊断、细胞成像等。
2. 拉曼光谱技术在药物研发中的应用拉曼光谱在药物研发中的应用已经得到了广泛的应用。
通过拉曼光谱技术可以快速鉴定原料药和成品药的质量，同时也可以分析药物的配方比例和成分，对冒充和假药问题的解决起到了显著作用。
另外，拉曼光谱也可以用于药物晶体学的研究。
药物晶体学是指研究药物在不同环境下的晶态结构及其对药物的性质及活性的影响的学科。
通过拉曼光谱技术可以快速、直接、无需处理的获得药物晶体信息，为药物基础研究提供了新的切入点。
3. 拉曼光谱技术在肿瘤诊断中的应用肿瘤诊断是生物医学领域中的重要研究方向，目前常用的诊断方法包括病理学、影像学和分子诊断学。
而拉曼光谱技术作为分子诊断学的一种重要手段，被广泛用于肿瘤的鉴定和分类。
拉曼光谱可以识别肿瘤细胞中特定的分子，而这些分子与正常细胞之间存在着明显的差别。
通过对这些差异的分析，可以准确地鉴定肿瘤，并对其进行分子分型，从而为肿瘤治疗提供重要的指导。
4. 拉曼光谱技术在细胞成像中的应用细胞成像技术是生物医学领域中的重要工具，可以用于研究细胞的生理和病理状态，对新药的筛选、治疗效果的评估和临床诊断都有重要意义。
拉曼光谱技术在生命科学中的应用
拉曼光谱技术在生命科学中的应用光谱技术是近年来发展极为迅速的科技领域，它通过测量物质与光的相互作用来分析物质性质和结构。
其中，拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射效应的光谱技术，由于其具有高灵敏度、高分辨率等优点，被广泛应用于生命周期等领域。
本文就探讨拉曼光谱技术在生命科学中的应用。
1. 拉曼光谱技术的基本原理拉曼光谱技术的基本原理是利用光子与物质分子相互作用时发生的能量转移现象，从而测量物质分子的振动信息和结构信息。
在受激场的作用下，分子围绕其平衡构型振动，产生经典共振拉曼散射光谱，这种光谱呈现出具有一定能级的光子峰和由分子结构叠加的弱散射光线。
通过对峰位的分析、赋频、再显微雷射光谱等方法，可以推算出分子的键长、键角、分子内载荷分布以及氢键等结构信息。
2. 拉曼光谱技术在生物大分子结构研究中的应用拉曼光谱技术因其具有无损、无需样品处理、非侵入性等优势，被广泛应用于分子生物学和生物化学领域。
特别是在大分子结构研究方面，比如蛋白质和核酸的结构分析、药物与蛋白质的相互作用、酶活性与抑制机制等研究，都能够使用拉曼光谱技术来进行探究。
以蛋白质结构研究为例，我们都知道，蛋白质的空间结构、二级结构以及各山阴酸基残基之间的作用是能够直接影响蛋白质的功能的。
而通过拉曼光谱技术，可以对不同调制蛋白质的结构信息进行实时监测。
相比于传统的分子生物学方法，拉曼光谱技术无需标记并且比较迅速，能够更好地满足这一领域的研究需求。
除此之外，拉曼光谱技术还可以用于分类鉴别和识别物种，通过对生物大分子的拉曼光谱图谱进行比较，可以快速地得出结论，并且避免了传统的化学检测方法中存在的问题。
3. 拉曼光谱在生物医学检测中的应用在生物医学检测领域，拉曼光谱技术也是一种十分有用的工具，能够用于诊断肿瘤、糖尿病等多种疾病。
不同疾病具有不同的分子成分和分布，这些差异能够被拉曼光谱技术准确地捕捉到。
所以，使用适当的算法和数据挖掘技术，可通过拉曼光谱技术快速、无创地诊断疾病。
红外与拉曼光谱在生物物理学中的应用
红外与拉曼光谱在生物物理学中的应用生物物理学是生命科学和物理学的交叉学科，研究生命现象和生命系统的物理规律。
生物物理学在生命科学领域有着重要的应用价值，既能够帮助生命科学家了解生命的本质，也能够指导生物药物设计和治疗手段的开发。
其中，红外与拉曼光谱是生物物理学领域中常用的手段之一。
一、红外光谱在生物物理学中的应用红外光谱是通过测量样品对于中红外波长区域的辐射吸收而得到的一种谱学手段。
在生物物理学中，红外光谱可以被用来研究大分子结构和化学组成。
红外光谱的实验原理基于样品对于不同波长的辐射吸收程度不同。
在红外光谱中，通常将样品放置在一个小的封闭池中，并将红外辐射传递到样品上，然后通过检测透射光的强度来计算样品对于红外辐射的吸收情况。
红外光谱在生物物理学中的应用广泛，其中最主要的应用之一是蛋白质结构的研究。
通过红外光谱，可以测量蛋白质中各种化学官能团的振动频率和强度，从而揭示蛋白质的二级结构、三级结构和四级结构。
比如，在红外光谱中，α-螺旋结构表现为1680 cm-1的峰，β-折叠结构表现为1630 cm-1的峰。
除了蛋白质结构的研究外，红外光谱还可以用来鉴定和定量生物样品中的化学组成。
例如，通过测量二硫键的振动频率可以确定一个生物分子中有无二硫键结构。
二、拉曼光谱在生物物理学中的应用拉曼光谱是通过样品散射入射光而得到的一种谱学手段。
与红外光谱类似，拉曼光谱也可以用来研究物质的结构和化学组成，但相较于红外光谱，拉曼光谱具有更高的分辨率和选择性。
拉曼光谱的实验原理基于样品散射入射光所产生的拉曼散射效应。
在拉曼光谱中，产生的散射光被分为斯托克斯线和反斯托克斯线两类，其中斯托克斯线的频率低于激发光的频率，而反斯托克斯线的频率高于激发光的频率。
通过检测样品散射光的强度和频率，可以得到样品的拉曼光谱。
拉曼光谱在生物物理学中的应用也非常广泛。
与红外光谱类似，拉曼光谱可以用来研究生物大分子的结构和化学组成。
同时，相较于红外光谱，拉曼光谱具有更高的分辨率和选择性，因此可以更准确地分析生物大分子中的特定官能团和分子结构。
激光拉曼光谱技术在生物医学领域的应用
激光拉曼光谱技术在生物医学领域的应用激光拉曼光谱技术是一种非侵入性、无损伤、无放射性的光谱分析技术，具有高度革命性。
这项技术是在激光和化学分析领域交叉的基础上发展起来的，已经应用于生物医学研究中，并展现出广泛的应用前景。
本文将探讨激光拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用，包括其在生物分子结构分析、疾病诊断、药物筛选和治疗方面的作用等。
一、生物分子结构分析激光拉曼光谱技术能够分析生物分子结构中的各种化学键、功能结构、以及其他重要的生物分子细节。
这项技术强调了单个分子和分子间的相互作用，并能够获得关于分子的详细结构信息。
据研究，激光拉曼光谱技术已经成功地应用于生物分子的结构研究，如光合色素、氨基酸、蛋白质和序列DNA等。
二、疾病诊断激光拉曼光谱技术具有高灵敏度和高特异性，可以检测和识别生物体内的化学成分，并在病理生理过程中进行诊断。
由于它对微小组织的检测观测，可实现体内组织化学成分快速、准确、无创伤的检测，且不需要进行取样等破坏性操作，因此在临床医学诊断领域具有巨大潜力。
三、药物筛选激光拉曼光谱技术在药物筛选等生物医学方面也有广泛应用。
药物研究人员可以利用这种技术，进行药物性质的深入研究，以此为基础，进行药物筛选和开发。
例如，通过检测不同药物样品的拉曼光谱，可以分析出它们的化学性质和组成成分，据此改良药物的有效性和毒性。
四、治疗方面的应用激光拉曼光谱技术在治疗方面的应用也日益增加。
例如，医疗工作者可以借助这项技术，为患者定量分析情况，并在治疗过程中进行实时监测。
此外，研究人员还可以利用这个技术对药物进行监测，确保其在体内正确发挥功效。
结论激光拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用前景广阔，其无创伤的实时检测和精确的化学类别分析，对于早期诊断和预防疾病，以及科学家和研究人员开发新药和药物治疗方面都具有重要价值。
未来，这项技术在生物医学领域的应用还将得到进一步的拓展。
光镊拉曼光谱法分析红法夫酵母内虾青素含量
光镊拉曼光谱法分析红法夫酵母内虾青素含量王雪;孙美娟;刘军贤;邓洋鸽;莫玉香;陶站华【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2012(32)9【摘要】建立一种用激光镊子拉曼光谱法快速定量红法夫酵母细胞内虾青素含量的方法.测定不同浓度虾青素标准品溶液的拉曼光谱,取其1520 cm-1峰峰高绘制虾青素标准曲线；取不同氮源、碳源的红法夫酵母细胞,一部分用激光镊子拉曼光谱法测定,一部分用紫外-可见分光光度法测定；最后分析两者间的相关性.结果表明虾青素标准曲线的相关系数到达0.9983.在单位质量红法夫酵母虾青素含量与单位体积红法夫酵母发酵液虾青素产量方面,对比激光镊子拉曼光谱法与紫外-可见分光光度法,两种方法所得数据具有良好的相关性,其相关系数分别达到0.9177和0.9054,表明激光镊子拉曼光谱法能够达到紫外-可见分光光度法的测定效果,是定量分析红法夫酵母细胞内虾青素的更有效方法.%In the present paper, a method was established based on laser tweezer Raman spectroscopy for rapid quantification of astaxanthin in Phaffia Rhodozyma cells. First, the Raman spectra of astaxanthin standard solution with different concentrations were determined and the standard curve for astaxanthin with the peak intensity at 1 520 cm‐1 was plotted; And then the Phaffia yeast cells cultivated in different nitrogen source and carbon source medium were divided into two parts, one for the detection of Raman spectra, and the other for the determination of ultraviolet visible spectrophotometry; Finally the relationship between the two methods wasanalyzed. The correlation coefficient of standard curve for astaxanthin is 0. 998 3. Comparing laser tweezers Raman spectroscopy method with traditional ultraviolet visible spectrophotometry in analyzing the content of astaxanthin in unit mass Phaffia rhodozyma and the yield of astaxanthin in unit volume fermentation broth of Phaffia rhodozyma, the authors found that the data obtained have good linear relationship. And the correlation coefficients are 0. 917 7 and 0. 905 4, respectively. Therefore, both methods have almost the same effect of measuement. But laser tweezers Raman spectroscopy method is more efficient in the quantitative analysis of astaxanthin in Phaffia Rhodozyma cells.【总页数】5页(P2433-2437)【作者】王雪;孙美娟;刘军贤;邓洋鸽;莫玉香;陶站华【作者单位】广西师范大学物理科学与技术学院,广西桂林541004;广西科学院生物物理实验室,广西南宁530007;广西师范大学物理科学与技术学院,广西桂林541004;广西科学院生物物理实验室,广西南宁530007;广西师范大学物理科学与技术学院,广西桂林541004;广西师范大学物理科学与技术学院,广西桂林541004;广西师范大学物理科学与技术学院,广西桂林541004;广西科学院生物物理实验室,广西南宁530007【正文语种】中文【中图分类】O657.3;Q93-3【相关文献】1.应用高效液相色谱检测红法夫酵母胞内虾青素的含量 [J], 肖冬光;李贤宇;郝玥;史文玉2.高产虾青素红法夫酵母的选育和工艺优化 [J], 黎丽;窦光鹏;霍文严;魏巍3.高产虾青素红法夫酵母的选育及代谢通量分析 [J], 孙乃霞;董庆霖;赵学明4.利用农业废弃物碳源的红法夫酵母生产虾青素研究进展 [J], 周桂雄;王闻;谭雪松;庄新姝;袁振宏;亓伟;余强;王琼;苗长林5.产虾青素红法夫酵母的发酵工艺优化 [J], 江文涛;彭立影;马加军;张超;赵春花因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
拉曼光谱在生物化学中应用.
[ 上一篇 ] [ 目录 ] [ 下一篇 ]拉曼光谱在生物化学中的应用张文静拉曼光谱是一种散射光谱。
在30年代，拉曼散射光谱曾是研究分子结构的主要手段。
自1960年激光问世并将这种新型光源引入拉曼光谱后，拉曼光谱的弱点（主要是拉曼效应太弱）被攻克。
拉曼光谱出现了崭新的局面。
目前激光拉曼光谱已广泛应用于有机、无机、高分子、生物、环保等各个领域，成为重要的分析工具。
它不仅与红外光谱相配合，可以更完整地研究分子的振动和转动能级，更好地解决有机结构的分析问题。
而且由于它的一些特点，如水和玻璃的散射光谱极弱，因而在水溶液、气体、同位素、单晶等方面的应用具有突出的特长。
近几年来又发展了傅里叶变换拉曼光谱仪、表面增强拉曼光谱仪、超拉曼、共振拉曼、时间分辨拉曼等新技术，激光拉曼光谱在高分子结构研究中的作用正在与日俱增。
作为生物化学主要研究对象的生物大分子多是处在水溶液环境中，研究它们在水溶液中的结构对于了解生物大分子的结构与性能的关系是很重要的。
目前关于水溶液中生物大分子的结构（构性，构象）资料还比较少。
生物大分子溶于水时结构上是否会发生变化？pH、离子强度、温度和溶剂等环境条件对生物大分子的结构会有什么影响？这些问题都有待我们去研究。
由于水的红外吸收很强，因此用红外光谱发研究生物体系有很大局限性，而水的拉曼散射很弱，干扰小，而且拉曼效应对于分子构象的变化比较灵敏。
此外，对生物大分子结构有重要影响的—S—S—键在红外光谱中吸收很弱，又处于低波数区（550~430ｃｍ-¹），因而测定很困难，但它在拉曼光谱中却显示强峰。
在激光拉曼光谱的测定中，样品用量很少，可低至数微克，这对生物化学体系也是非常重要的。
由于上述原因，再加上激光拉曼光谱仪本身的不断改进，使激光拉曼光谱已成为一种能够快速，详尽提供有关水溶液中生物大分子结构信息的新技术。
生物大分子中，蛋白质、核酸、磷脂等是重要的生命基础物质，研究它们的结构、构象等化学问题以阐明生命的奥秘是当今极为重要的研究课题。
表面增强拉曼光谱技术在生物学中的应用
表面增强拉曼光谱技术在生物学中的应用孙美娟;陶站华【期刊名称】《广西师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】Surface‐enhanced Raman spectroscopy has been applied extensively in the field of biolo‐gy in recent years due to its characteristics of high sensitivity and high resolution .In this paper ,we in‐troduce SERS employed to study the identification of bacteria ,QuantitativeAnalysis ,Single Molecule Detection and live detection .Meanwhile ,we focus on the application advantages and development of SERS technologies in the biotechnology in the future .%表面增强拉曼光谱技术（SERS）作为一种高探测灵敏度、高分辨率的检测方法，在生物学中有广阔的应用前景。
该文综述了 SERS 在微生物标记鉴别、定量分析、单分子检测以及活体检测方面的探索，同时针对SERS技术进步，分析表面增强在生物技术领域未来发展方向和存在的问题。
【总页数】5页(P27-31)【作者】孙美娟;陶站华【作者单位】百色学院物理与电信工程系，百色 533000; 广西科学院生物物理实验室，南宁 530007;广西科学院生物物理实验室，南宁 530007【正文语种】中文【中图分类】O6573.7;Q-334【相关文献】1.表面增强拉曼光谱技术在农产品药物残留检测中的应用 [J], 杨德红;张雷蕾;朱诚2.表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的应用 [J], 梁营芳;周化岚;王燕;王锋3.表面增强拉曼光谱技术在真菌毒素检测中的应用研究进展 [J], 陈瑞鹏;孙云凤;霍冰洋;赵旭东;贾雪霞;李双;梁俊;高志贤4.表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的应用研究 [J], 张克禄;童培培5.表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的应用 [J], 章洁;吴鑫;占忠旭;袁美芳;朱应飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
表面增强拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用
表面增强拉曼光谱技术在生物医学领域中的应用拉曼光谱技术已经在生物医学领域中广泛应用。
然而，由于生物大分子的低浓度和弱散射效应等因素，应用于分析的生物样品信号弱，难以得出准确的结果。
为了解决这个问题，研究人员们引入了表面增强拉曼光谱技术（Surface-enhanced Raman Spectroscopy， SERS）。
SERS利用特殊的纳米材料和优化的光谱技术，可以提高样品的检测灵敏度，获得高质量的光谱图像。
SERS技术的基本原理SERS技术是一种通过增强信号强度来提高激光拉曼光谱灵敏度的方法。
SERS技术利用表面的等离子共振体（surface plasmon resonance，SPR）效应，提高了激发光的区域电场，并将分子散射的拉曼信号增强了数百到数万倍。
这种方法不仅可以通过金属纳米结构和其他吸收剂的作用来实现表面增强，还可以利用碳纤维纳米材料和吸附功能化的化合物对样品进行处理以提高可检测性和灵敏度。
此外，还可以通过分子的化学修饰来实现SERS的应用，例如，对于对样品的选择性识别，加入合适的功能化分子配位，以及特定的反应加强等。
SERS技术在生物医学领域中的应用生物医学领域中需要对大分子结构及其组装、细胞的化学成分、组织的特定性质等进行研究。
SERS技术提供了一种非破坏性的、无需特殊处理的方法来实现这些任务。
下面列举出了SERS技术在生物医学领域中的具体应用：1. 抗生素检测抗生素的价格昂贵，全球各地的抗生素问题严重。
SERS技术可以快速、准确地检测出不同细菌中的抗生素含量，有助于减少抗生素的滥用和精细管理。
近年来，SERS技术已经被用于大规模的抗生素筛选和实时监测，对于防止各种细菌和病原体的传播提供了一种新途径。
2. 肿瘤细胞检测肿瘤细胞检测是一个非常重要的生物医学领域。
通过SERS技术，可以快速识别出癌细胞，提高对肿瘤细胞的治疗效果。
SERS技术不仅可以检测活细胞，还可以检测生物样品中小分子的含量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
quickness, sensitivity, non-destructiveness and Real-time detection. In this paper, we first introduce the principles and characteristics of confocal Raman microspectroscopy, resonance Raman spectroscopy, surface-enhanced Raman, Raman imaging, coherent anti-Stokes Raman, laser tweezers Raman and Raman-FISH respectively, and then focus on the application advantages of different Raman spectroscopy technologies employed to study the structure, chemical composition and metabolism of microbes. The proper use of these technologies in basic microbiology, microbial fermentation, diagnostic microbiology and other related aspects is very potential, especially in application. Key words: Raman spectroscopy Microbe Application
。Lee 等
［17］
通过表面增强共振拉曼散射检测了经 pH 诱导变性 的酵母异 -1-细胞色素 C 蛋白的光谱变化，他们发 现 当 pH<3 时， 酵 母 异 -1-细 胞 色 素 C 中 甲 硫 氨 酸 和组氨酸配体解离，引起分子结构的明显改变。在 中碱性条件下，氧化标志峰 1 375 cm-1，1 498 cm-1， 1 592 cm-1 和 1 640 cm-1 出 现， 表 明 在 低 自 旋 态 下 酵母异 -1-细胞色素 C 与血红素 Fe 结合。在 pH<3 时这些峰分别红移到 1 372 cm-1，1 489 cm-1，1 571 cm 和 1 602 cm ，表明在高自旋态下，酵母异 -1细胞色素 C 的第 80 位甲硫氨酸和第 18 位组氨酸配 体破裂。试验结果显示在低浓度的检测中，SERRS 比普通的共振拉曼光谱具有更高的灵敏度。
通过共焦显微
拉曼光谱反映即使在实验室条件下培养的菌落在单 细胞水平也存在光谱差异，显示明显的细胞异质性。
2
增强拉曼光谱术
由于拉曼散射效应的强度弱，在低浓度和微量
试样的检测与分析时遇到困难。增强拉曼光谱术能 有效克服这个弱点， 根据增强原理不同， 可分为两类： 共振拉曼光谱和表面增强拉曼光谱。
2.1
共振拉曼光谱技术（resonance raman spectroscopy，RRS）
・技术与方法・
BIOTECHNOLOGY
生物技术通报
BULLETIN
2012年第10期
拉曼光谱技术在微生物学中的应用
孙美娟1，2 刘军贤2 王雪1，2 陶站华1
2 （ 广西科学院生物物理实验室，南宁 530007 ； 广西师范大学物理科学与技术学院，桂林 541004） 1
摘
要： 拉曼光谱具有快速、 灵敏、 无损、 实时监测等显著特点， 在微生物学领域得到广泛应用。分别介绍共焦显微拉曼光谱、
［16］ 14 15
够从分子水平直观显示细胞内物质的分布，还能够 可视化细胞周期内细胞器的物质变化及代谢活动。 由于逐点扫描存在激发光功率高和数据采集 时间长等问题，人们发明了拉曼线成像用以克服点 成像的上述不足，在线成像中激光束聚焦于细胞上 一直线上的各个像素，将该直线的拉曼散射成像于 光谱仪的入射狭缝，直到入射于 CCD 探测器，可 同时测定一直线上许多点的光谱［9］ 。与点成像相 比，线成像测量时间明显缩短，在保证成像像素点 n 不变的情况下，试验持续时间可缩短至点成像的 1/ n ，线成像技术在生物学的研究及应用已有相关 综述［19，20］ 。
拉曼光谱丰富得多的光谱信息，适用于生物大分子 试样检测［9］ 。许多生物分子的电子吸收区位于紫 外，利用紫外共振拉曼光谱技术在蛋白质、核酸和 。深紫外 丝状病毒粒子的研究已取得显著成果［10-12］ 244 nm 可选择性增强芳香族氨基酸与核酸的信号， Neugebauer 等［13］用深紫外共振拉曼研究短小芽孢杆 菌的生长过程以及对常见抗生素丙环沙星的抗药性。 当采用 244 nm 激发光时，发现细菌在经历迟滞期、 对数期、稳定期的生长过程中，表征核酸的 1 480 cm-1 峰蓝移且强度略有降低，表征蛋白质的 1 607 cm-1 峰显著增强，同时说明深紫外共振拉曼光谱适 合于 DNA、蛋白质变化的检测。他们还比较了加入 不同剂量的环丙沙星（0.9 μg/mL，5.0 μg/mL）与对 照细胞的拉曼光谱发现，1 480 cm-1 和 1 620 cm-1 峰 附近区域发生变化，且差异明显，结合聚类分析和 主成分分析能够较好地区分经过不同剂量抗生素处 理的细胞，此方法可用于细菌的抗药性的研究。由 于共振拉曼光谱使用的紫外波长激光能量较高，其 热效应、光化学作用可能损伤试样，可以通过减少 积分时间和降低激光强度等相应措施减小对试样的 影响。
收稿日期 : 2012-02-23 基金项目 : 国家自然科学基金项目（31060128）, 广西科学院基本科研业务费资助项目（11YJ24WL01）, 广西师大博士科研启动基金 作者简介 : 孙美娟 , 女 , 硕士研究生 , 研究方向 : 拉曼光谱在生物中的应用 ; E-mail: meijuansun87@ 通讯作者 : 陶站华 , 男 , 副研究员 , 研究方向 : 生物光谱学 ; E-mail: taozhanhua@
Application of Raman Spectroscopy in the Microbiology
（ Lab of Biophysics，Guangxi Academy of Sciences，Nanning 530007 ； College of Physics and Technology， Guangxi Normal University，Guilin 541004）
强度和线宽可提供分子振动、转动方面的信息，据 此可以反映分子中不同的化学键和官能团［2］ 。拉曼 光谱是分析分子结构和含量的有用工具［3］ ，现已越 来越多地应用于微生物的细胞结构、化学组成以及 代谢过程的研究［4-6］ 。与其他微生物检测技术相比， 拉曼光谱具有以下优势： 不触及试样， 无需样品制备， 具有非入侵性 ； 可对微生物的生长过程进行原位实 时研究 ； 检测迅速，灵敏度高，重复性好。 早期的拉曼光谱仪以汞弧灯为光源，样品产生 的拉曼散射谱线极其微弱，因此应用受到限制。直 至 20 世纪 60 年代激光光源的问世，微弱信号检测 技术的提高和计算机的应用克服了早期拉曼光谱技 术的弱点，使拉曼光谱作为一种鉴定物质结构的分
1 2
Sun Meijuan1，2
Liu Junxian2
Wang Xue1，2
Tao Zhanhua1
Abstract:
Raman spectroscopy has been applied extensively in the field of microbiology in recent years due to its characteristics of
1
共焦显微拉曼光谱技术（confocal raman microspectroscopy，CRM）
共焦显微拉曼光谱技术是将共焦光学显微技术
与拉曼光谱结合起来的一种应用技术，共焦显微拉 曼系统利用显微物镜将激光束聚焦到样品上，减少 了周围物质的干扰，可精确获取局部区域的拉曼光 谱信息，并且还可以通过改变聚焦深度的方法，观 测不同深度层面的拉曼信号。相比于传统的拉曼光 谱技术，共焦显微拉曼光谱的横向及轴向分辨率都 极大提高，可反映单个细胞所含化学成分的多维信 息。 Christian 等
微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结 构、生理生化、以及微生物的进化、分类、生态等 规律及其应用的一门学科［1］ 。新技术和方法的引用 对于微生物学的发展至关重要，荧光标记技术、细 胞膜电生理技术以及高分辨率显微镜使我们对微生 物生命活动的直接探索成为可能，但各种抗体、染 色技术不仅价格昂贵而且会对生理状态下的微生物 细胞造成不同程度的影响或损伤。除此以外，大部 分技术还存在着试验操作复杂，耗时长等诸多弊端。 拉曼光谱的应用和发展，为微生物学研究提供了一 种新的方法。 拉曼光谱是一种产生于分子或者晶格振动能级 的光子的非弹性散射光谱，拉曼光谱特征峰位置、
64
生物技术通报 Biotechnology Bulletin
2012年第10期
析测试手段而被广泛应用。随后共焦显微拉曼、增 强拉曼光谱技术、拉曼成像等一系列新技术的出现， 为拉曼光谱技术的应用提供了广阔的前景。本文是 结合拉曼光谱技术的发展，分析了不同拉曼光谱技 术在微生物学研究领域中的应用优势。
［8］ -1 -1 -1 -1 -1rface - enhanced raman spectroscopy，SERS）
在金、银等贵重金属胶粒或粗糙金属表面作用
下，材料的拉曼横截面可以增大 107 倍，这种效应称 。表面增强拉曼光谱已成为 为表面增强拉曼效应［9］ 拉曼光谱研究中一个活跃的领域，可以获得常规拉 曼光谱所不易得到的结构信息。金属表面与细胞表 面相互作用的强度取决于细胞壁的生化结构，Sayin 等［14］ 采用 SERS 光谱识别酵母细胞壁的生化结构， 发现 -SH 和 -NH2 的含量在某些酵母细胞壁中可能 会更高，可用于遗传特性相差较小的酵母菌种的鉴 定。Liu 等［15］ 将 SERS 用 于 探 索 细 菌 细 胞 壁 的 精 细结构，可快速区分革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性 细菌及分支杆菌等不同细菌的细胞壁。他们还比较 了结核分枝杆菌和非结核分枝杆菌的拉曼信息，发 现分支杆菌属细菌细胞壁中存在分枝菌酸以及其他 特有物质。尽管表面增强拉曼目前仍存在要求试样 与金属颗粒相接触以及信号稳定性较差等应用限制，