Concetti fondamentali
* Scattering Raman: La dispersione anelastica della luce da parte delle molecole, in cui i fotoni sparsi hanno energie diverse rispetto ai fotoni incidenti.
* Raman Shift: La differenza di energia tra l'incidente e i fotoni sparsi, espressa in wavenumbers (cm⁻¹).
* Stokes Shift: Uno spostamento positivo di Raman, indicando che il fotone sparso ha un'energia inferiore rispetto al fotone incidente (molecola guadagna energia).
* Shift anti-Stokes: Uno spostamento negativo di Raman, che indica che il fotone sparso ha un'energia più elevata rispetto al fotone incidente (la molecola perde energia).
* Modalità attiva Raman: Una vibrazione molecolare o una rotazione che può essere osservata in uno spettro Raman.
* Regole di selezione: Regole che regolano quali vibrazioni molecolari sono attive Raman.
* Polarizzabilità: La capacità di una molecola di essere distorta da un campo elettrico.
* Modalità vibrazionali: I diversi modi in cui una molecola può vibrare, ciascuno con una frequenza specifica.
Tecniche spettroscopiche
* Spettroscopia Raman di risonanza: Spettroscopia Raman in cui la lunghezza d'onda di eccitazione è sintonizzata per abbinare una banda di assorbimento elettronico della molecola, migliorando il segnale da modalità vibrazionali specifiche.
* Spettroscopia Raman potenziata dalla superficie (SERS): Usando nanoparticelle metalliche (oro, argento) per migliorare il segnale Raman per ordini di grandezza, consentendo il rilevamento di concentrazioni molto basse.
* Spettroscopia Raman potenziata dalla punta (TERS): Combinando la spettroscopia Raman con una punta metallica acuta per localizzare spazialmente il segnale Raman, offrendo una risoluzione in nanoscala.
* Spettroscopia Raman spontanea: La tecnica Raman standard, usando un laser per eccitare il campione e rilevare la luce sparsa.
* Spettroscopia Raman stimolata: Una tecnica che utilizza due laser per migliorare il segnale Raman, offrendo una maggiore sensibilità e un migliore controllo sul processo di eccitazione.
Caratteristiche degli spettri Raman
* Raman Bands: Picchi nello spettro Raman che corrispondono a vibrazioni molecolari specifiche.
* Intensità di picco: L'altezza di una banda Raman, che è proporzionale alla concentrazione della molecola corrispondente.
* Posizione di picco: La posizione di una fascia Raman sull'asse del numero d'onda, che è caratteristica della modalità vibrazionale.
* Larghezza di picco: La larghezza di una banda Raman, influenzata da fattori come la temperatura e la vita dello stato eccitato.
* Correzione di base: Rimozione dei segnali di fondo nello spettro Raman per migliorare l'analisi spettrale.
Applicazioni di spettroscopia Raman
* Impronta digitale molecolare: Gli spettri Raman possono essere utilizzati per identificare molecole specifiche e la loro struttura.
* Analisi quantitativa: L'intensità delle bande Raman può essere utilizzata per determinare la concentrazione di molecole specifiche in un campione.
* Caratterizzazione del materiale: La spettroscopia Raman può essere utilizzata per studiare la struttura, la composizione e le proprietà dei materiali.
* Analisi farmaceutica: La spettroscopia Raman viene utilizzata per l'identificazione del farmaco, i test di purezza e il rilevamento contraffatto.
* Monitoraggio ambientale: La spettroscopia Raman può essere utilizzata per rilevare gli inquinanti e analizzare la qualità dell'acqua.
* Ricerca biomedica: La spettroscopia Raman viene utilizzata per studiare campioni biologici, tra cui cellule, tessuti e biofluidi.
Termini chiave per applicazioni specifiche
* Microscopia confocale Raman: Utilizzando un raggio laser incentrato su un punto specifico in un campione per ottenere informazioni spaziali sul segnale Raman.
* Raman Imaging: Mappatura degli spettri Raman attraverso un campione per creare un'immagine basata sulla composizione molecolare.
* Imaging Raman iperspettrale: Raccolta di più spettri Raman a diverse lunghezze d'onda per ottenere informazioni spettrali ricche.
Questo non è un elenco esaustivo, ma copre molti dei termini più importanti utilizzati nella spettroscopia Raman. Comprendere questi termini ti aiuterà a interpretare gli spettri Raman e ad applicare questa potente tecnica a varie applicazioni scientifiche e tecnologiche.
