隨著人們對拉曼光譜技術(shù)研究的深入，拉曼光譜在許多領(lǐng)域中得到越來越多的應(yīng)用。本文介紹了拉曼光譜檢測技術(shù)的基本原理及特點，介紹了傅立葉變換拉曼光譜、共焦顯微拉曼光譜、表面增強激光拉曼光譜、固體光聲拉曼光譜的原理及其應(yīng)用。綜述了拉曼光譜在食品檢測中的應(yīng)用。主要介紹了拉曼光譜在生物、醫(yī)藥、材料化學、食品領(lǐng)域的應(yīng)用。在許多領(lǐng)域快速檢測、質(zhì)量控制、無損檢測等方面，拉曼光譜必將發(fā)揮越來越大的作用。
1. 拉曼光譜技術(shù)在生物學領(lǐng)域的應(yīng)用
隨著當代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，對核酸、蛋白質(zhì)、磷脂等生物大分子的研究已經(jīng)不能滿足于一般性質(zhì)的描述，而在分子水平上探討其具體的化學結(jié)構(gòu)則成為新的研究課題，以進一步揭開生命的奧秘。
例如，人們利用表面增強拉曼技術(shù)解決了生物化學、生物物理和分子生物學中的許多難題，包括分子的特殊基團，如氨基酸中的氨基、羧基、苯環(huán)等與界面的相互作用，生物分子與金屬表面的鍵合方式，dna、rna、卟啉在銀溶膠上的吸附狀態(tài)等。用常規(guī)的方法難以檢測多肽及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，或者是方法過于復(fù)雜，不易操作。拉曼光譜可以提供豐富的關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息。蛋白質(zhì)拉曼光譜不僅可以反映肽鏈的骨架振動，而且可以反映側(cè)鏈周圍微環(huán)境的變化。
近年來，拉曼光譜已應(yīng)用于研究蛋白質(zhì)或多肽的一級結(jié)構(gòu)，非折疊蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)裝配的特征描述，基于蛋白質(zhì)制藥的流程監(jiān)控和質(zhì)量控制，動脈硬化操作中的鈣化沉積和紅細胞膜的等諸多方面的研究均有文獻報道。
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(jié)構(gòu)及其變化。在生物的遺傳、變異、生長發(fā)育、以及繁殖起至關(guān)重要作用的dna承載了生命體的遺傳信息，是現(xiàn)代分子生物學研究的熱點。對于維持生命體正?；顒拥纳锎蠓肿拥难芯?，拉曼光譜是被*的有效的方法之一。
拉曼光譜技術(shù)在測量生物大分子時，具有樣品需要量小、結(jié)構(gòu)信息量大、測量速度快、操作方便、對樣品無損傷和實時監(jiān)測等優(yōu)點，尤其是在測定水溶液時，幾乎不受水的干擾。由于許多生物大分子電子吸收位于紫外區(qū)，所以特別適用于生物樣品的檢測。如果再與 sers 相結(jié)合檢測水平已經(jīng)達到了單分子水平。利用拉曼光譜的變化推測生物大分子的結(jié)構(gòu)及其變化有利于研究遺傳信息的特性，并為基因突變、轉(zhuǎn)基因、誘變育種等提供有力技術(shù)保證。
2. 拉曼光譜技術(shù)在臨床醫(yī)學及制藥方面的應(yīng)用
拉曼光譜在醫(yī)學和藥學上的應(yīng)用主要有以下幾個方面：一是利用拉曼光譜進行體內(nèi)和體外的醫(yī)學診斷；二是研究人體內(nèi)部的和由外部吸收的外部試劑，其中包括有意攝入的(如藥物和探測物)和無意感染的(如病毒和污染物)物質(zhì)與人體的相互作用；三是藥物成分和結(jié)構(gòu)鑒定。
由于檢測技術(shù)的非侵入性和非破壞性，近十幾年內(nèi)，拉曼光譜在醫(yī)藥學上的發(fā)展十分迅速。拉曼光譜對白內(nèi)障、硅肺、動脈粥樣硬化等疾病的診斷已見報道，在癌癥診斷方面的巨大潛力尤其受到眾多研究者的重視。拉曼光譜具有很強的分辨相似分子(藥物及其代謝物)的能力，對藥材和藥物有效組分成分、濃度和細微結(jié)構(gòu)的無損分析和鑒定非常有效，特別是近表面增強拉曼光譜的發(fā)展，使探測藥物及其它有意義的化學物質(zhì)的藥理特性成為可能。拉曼光譜可以對生物材料樣品進行測定而不會改變樣品的性狀 ，為此應(yīng)用這項技術(shù)對動物組織和細胞進行研究可用于醫(yī)學診斷為癌癥診斷和機理分析提供重要的信息和數(shù)據(jù)。這對于癌癥的診斷具有重要的臨床意義。
3. 拉曼光譜技術(shù)在食品中的應(yīng)用
食品的種類十分豐富，其成分因品種不同而有所差異，但綜合各種食品，其營養(yǎng)成分主要是糖分、油脂、蛋白質(zhì)和維生素。常規(guī)的化學分析方法，如液相色譜法(lc)、氣相色譜法(gc)等，操作步驟繁瑣、消耗化學藥品、需制備試樣，而拉曼光譜技術(shù)能夠克服這些缺點，因此在食品成分的分析及食品安全監(jiān)測研究中得到廣泛應(yīng)用。
拉曼光譜可用于分析檢測食品中糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、dna、維生素和色素等成分，還可應(yīng)用于食品工業(yè)快速檢測、質(zhì)量控制、無損檢測等方面。如奶粉中三聚氰胺的快速檢測；水果蔬菜表面農(nóng)藥殘余量檢測；酒制品的乙醇、含糖量檢測，產(chǎn)地及真假鑒別；醬油、果汁等產(chǎn)品的品質(zhì)、真假鑒定；肉制品中的蛋白質(zhì)、脂肪、水分等含量分析以及新鮮及冷凍程度、產(chǎn)品種類鑒別；加工過程(如混合、加熱及膠凝等)中對結(jié)構(gòu)變化敏感的各個獨立組分的檢測。近年來，食品安全成為人們關(guān)注的焦點，在食品安全檢測及非法添加物檢測中，拉曼光譜技術(shù)，因其快速，敏度高等特性，得到了進一步的發(fā)展。
隨著社會的進步和人民生活水平的提高，食品安全已成為關(guān)注的熱點話題，農(nóng)藥殘留污染是制約食品營養(yǎng)與安全的首要因素之一。2008年爆發(fā)的毒奶粉事件曾在食品界引起軒然大波，人們對于食品安全的關(guān)注也越來越多。農(nóng)產(chǎn)品檢測中心配備的檢測儀器靈敏度高、專業(yè)性強、檢測方法復(fù)雜，價格昂貴；常規(guī)的檢測方法擁有許多不足。由于不同農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)不同，其振動譜也會不同，因此利用拉曼光譜來識別食品中不同農(nóng)藥殘留、食品污染檢測是可行的。
國外應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)檢測了在糧食、蔬菜、水果中普遍使用的殺蟲劑和殺菌劑，取得一定進展。便攜式拉曼光譜儀因能快速的辨別出容器內(nèi)的液體是水、酒精還是汽油，應(yīng)用于安檢的事例也有人報導(dǎo)過。拉曼光譜還在水果、蔬菜農(nóng)藥殘留、摻假等檢測中發(fā)揮著積極作用。便攜式拉曼光譜儀成本較低，方便快速，將逐漸成為食品檢測中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
4.拉曼光譜技術(shù)在化學和材料學的應(yīng)用
拉曼光譜法是一種研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要方法，在化學和材料的研究方面，主要是分子定量、定性結(jié)構(gòu)分析，以及物質(zhì)的物理化學性質(zhì)測定上。在材料研究和應(yīng)用方面，拉曼光譜可以用以分析半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、陶瓷、晶體材料等固體材料。
已有的應(yīng)用包括：化合物的結(jié)構(gòu)和某些官能團的確定、聚合物和有機化合物的測試、電化學研究和腐蝕研究、化學反應(yīng)中催化劑作用的研究、對半導(dǎo)體芯片上微小復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及污染或缺陷的鑒定、金剛石鍍膜和復(fù)合材料的測試、超導(dǎo)體測試、晶體的振動和結(jié)構(gòu)等。由于拉曼光譜具有靈敏度高、不破壞樣品和方便快速等優(yōu)點，所以利用拉曼光譜可以對納米材料進行分子結(jié)構(gòu)分析、鍵態(tài)特征分析和定性鑒定等；在催化領(lǐng)域中，大量不同結(jié)構(gòu)的分子篩被合成出來，但是人們并不很清楚它的合成機理。
在公安部門拉曼光譜可用于筆跡、指紋、文件和印章的鑒定等偵探工作。例如，對不同的書寫筆跡進行檢驗；對含碳素成分的筆跡進行檢驗；對打印文件、復(fù)印文件、印刷文件、傳真文件進行檢驗；對印文、指紋上的印泥、印油進行檢驗；在納米材料的研究方面，拉曼光譜可以幫助考查納米粒子本身因尺寸減小而產(chǎn)生的對拉曼光譜的影響以及納米粒子的引入對玻璃相結(jié)構(gòu)的影響。特別是對于研究低維納米材料，它已經(jīng)成為方法之一。在文物鑒定方面，傅立葉變換近紅外拉曼光譜法、傅立葉變換紅外光譜法等既能分析出字畫的物質(zhì)成分，又不會對文物有任何損傷。拉曼光譜技術(shù)還可以準確地鑒定寶石內(nèi)部的包裹體，提供寶石的成因及產(chǎn)地信息，并且可以有效、快速、無損和準確地鑒定寶石的類別(天然寶石、人工合成寶石或優(yōu)化處理寶石)等。
拉曼光譜分析因其靈敏度高、快速、無損傷及分析效率高的特點而越來越受到關(guān)注。它將在食品安全檢測、醫(yī)藥、材料、環(huán)境保護、考古、寶石鑒定等各個領(lǐng)域越來越受到重視。對文物樣品的無損分析研究。使文物的鑒定、年代的測定及文物的恢復(fù)和保存的方法更安全可靠；對爆炸物、毒品、墨跡等的痕跡無損檢測為法庭提供科學證據(jù)的有力手段：對寶石的光譜分析研究認識各地寶石中的包含物差異性。并使寶石的鑒別與評價有了科學依據(jù)。近年來該技術(shù)在細胞和組織的癌變方面的檢測也取得了很大的進展，隨著分析方法完善和研究病例的增多以及對于病變組織差異性的規(guī)律性認識深化。拉曼光譜發(fā)展成診斷腫瘤方法的可行性將得到確認。總之，隨著激光技術(shù)的發(fā)展和檢測裝置的改進，拉曼光譜技術(shù)在當代工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。