拉曼散射的效率與激發(fā)波長成反比，成四次方（1/λex4），這本身就為紫外激發(fā)提供了很好的論據(jù)。理論上，這意味著用紫外線激發(fā)248納米時，信號強度可比532納米強>20倍，或比785納米強100倍。然而，實際上，紫外拉曼激發(fā)有一個更令人信服的理由：消除背景熒光。

許多拉曼活性分子在激光激發(fā)時也會表現(xiàn)出熒光，導致其背景光通常比拉曼信號強出幾個數(shù)量級。當使用可見光時，這種寬發(fā)射可能覆蓋整個拉曼光譜，降低拉曼光譜的信噪比，甚至*全遮蔽其光譜。當分子結(jié)構(gòu)復雜時，如有機化合物和生物樣品，熒光背景最為顯著，但也可能因樣品中的熒光雜質(zhì)而出現(xiàn)。使用785納米或830納米等更長波長可降低熒光，1064納米幾乎完*消除熒光，盡管部分生物樣品在1064納米拉曼激發(fā)時仍會出現(xiàn)不良的加熱。

另一種方法是利用紫外拉曼激發(fā)并捕獲熒光窗以下波長的拉曼光譜。熒光通常發(fā)生在300納米以上的波長，因此使用激發(fā)激光器在266納米或以下，相當于4000厘米-1覆蓋指紋和功能頻段的光譜范圍可以輕松采集，幾乎沒有干擾背景。此外，使用紫外波段的激發(fā)源可以對某些樣品的拉曼信號產(chǎn)生顯著的共振增強，這種技術(shù)稱為共振拉曼光譜。

紫外共振拉曼（UVRR）

傳統(tǒng)拉曼散射是一種非常微弱的現(xiàn)象，無論激發(fā)波長如何，都會發(fā)生在一定程度上。然而，如果激發(fā)激光的能量恰好與被研究分子內(nèi)的電子躍遷重合，信號可能會被增強102-106，這是一種被稱為共振拉曼光譜的技術(shù)。甚至在分子電子躍遷附近激發(fā)，也能產(chǎn)生“預(yù)共振"，產(chǎn)生5-10倍的信號。共振拉曼允許更快的測量和更好的信噪比，并允許測量更低濃度甚至痕跡檢測。

共振拉曼的另一個優(yōu)點是選擇性增強，因為信號增強僅發(fā)生在與激光波長重合的電子躍遷時。這可以優(yōu)先激發(fā)復雜樣品基質(zhì)中的分子，或選擇性增*分子中特定亞基的信號。紫外共振拉曼（UVRR）利用紫外光與復雜生物分子中發(fā)色團和芳香族的共振，研究蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)與動態(tài)，涵蓋從折疊到相互作用及環(huán)境變化。波長的選擇決定了共振發(fā)生的特定結(jié)構(gòu)，從而選擇性地放大信號，從而獲得相對簡單的拉曼光譜，盡管樣品較為復雜。

紫外拉曼儀器的進展

紫外線的短波長增加了拉曼散射儀器的需求。盡管選擇有限，但市面上已可獲得的元件使紫外拉曼和UVRR能夠覆蓋比以往更廣泛的應(yīng)用范圍。緊湊且經(jīng)濟實惠的紫外激光器，壽命和功率均有所提升，縮小了紫外拉曼系統(tǒng)的體積。其中*具吸引力的選擇是248.6納米的NeCu空心正極金屬離子激光器和266納米的四倍二極管泵浦Nd：YAG激光器。

紫外拉曼的應(yīng)用

紫外拉曼已被廣泛應(yīng)用于多種應(yīng)用，但只有部分應(yīng)用利用了紫外共振拉曼的額外優(yōu)勢。在氣體測量領(lǐng)域，紫外拉曼已被測試為壓力測量方法以及氮的微量檢測.它也被用于燃燒研究以及用于燃料/空氣混合分析.作為固態(tài)材料分析工具，它可以為電子制造材料的結(jié)構(gòu)、光學和電子特性提供洞察.在鉆石生長中，紫外拉曼可以幫助表征和定量那些在可見拉曼下會強烈熒光的雜質(zhì).

熒光背景的抑制與信號共振增強相結(jié)合，使紫外拉曼在復雜樣品中檢測可*因中的唾液分析物時具有優(yōu)勢到環(huán)境中致癌多環(huán)節(jié)芳烴等污染物.即使是背景的減少，也有助于對強熒光、有色食品樣本如深色飲料和食用油的表征.紫外拉曼也是安全部隊遠程探測爆炸物和化學戰(zhàn)劑的技術(shù)，盡管這些系統(tǒng)需要高功率激光和非常專業(yè)的光學設(shè)備才能實現(xiàn)所需的長距離工作距離.

然而，紫外共振拉曼作為探測生物系統(tǒng)分子結(jié)構(gòu)和動力學的技術(shù)，其影響最大。它允許選擇性激發(fā)大分子中特定感興趣的片段，如氨基酸或核酸，增強該亞結(jié)構(gòu)的信號，從而從高度復雜樣品中提供相對干凈的拉曼光譜。這使得它在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和折疊的研究中極為寶貴，以及環(huán)境影響或與其他分子的相互作用.這也可能使UVRR作為生物加工監(jiān)測工具非常有用.它甚至被用于監(jiān)測特定抗生素/細菌對的作用機制.