[发明专利]消除拉曼光谱仪台间差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学光谱分析及测试领域，具体地，涉及一种消除拉曼光谱仪台间差的方法。

背景技术

光谱的应用发展中，化学计量学的运用是一个重要的发展方向。目前红外光谱、近红外光谱的应用中都大量运用了各种建模方法，唯有拉曼光谱的应用在这方面还处于空白。这是因为不同于红外光谱、近红外光谱这类吸收光谱，拉曼光谱属于发射光谱，不进行背景扣除，加上激光器的稳定性等问题，不同拉曼光谱仪测得的光谱都会存在差异，无法建立稳定的数学模型并实现模型传递，即拉曼光谱仪之间存在台间差。经调查，目前拉曼光谱仪的各个仪器公司都在施行各自的内部方法来控制自身仪器的性能及稳定性，并无任何方法来控制不同仪器之间的性能及稳定性。拉曼光谱之间存在的台间差，也是阻碍其应用发展的主要原因。而拉曼光谱具有对水和玻璃信号不灵敏等特点，在液体制剂的无损定性定量检测等领域中具有其他方法无可比拟的优越性。因此，若能建立一种消除拉曼光谱仪台间差的方法，进一步用来控制仪器之间的性能及稳定性，从而根据检测需要建立稳定的数学模型（实现定性定量的鉴别和检测）并实现模型传递，对于拉曼光谱仪的应用及拉曼光谱检测技术的发展将有十分重大的意义。

文献：激光拉曼光谱仪的全系统校正（王阿莲等，《光谱学与光谱分析》1993年第05期）提出了一套对激光拉曼光谱仪进行全系统校正的完整方案，并在一台SPEX1430型双单色仪单道拉曼光谱仪上全面实现了这套校正，包括谱仪的波数精度及重现性，狭缝函数，光谱分辨率，功率传递系数，光谱响应，偏振光谱响应，偏振传递性能及寄生谱带检查。该公开的技术仅仅提出了单一仪器自身的校正，可以保证单台仪器的稳定性和重现性，但并未涉及仪器之间存在的台间差问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种消除拉曼光谱仪台间差的方法。

本发明提供的消除拉曼光谱仪台间差的方法，包括：

1）采用波数准确度、波数精度、信噪比、相对峰强度这四个量化指标，对拉曼光谱仪的台间差实现量化表征；

2）采用X轴校正、基线偏移量校正、相对强度校正，对拉曼光谱仪的台间差进行控制。

其中，用拉曼光谱仪对获得的拉曼图谱中显示峰少、峰尖锐，且峰间距适中的样品进行检测，获得相应样品的四个指标：波数准确度、波数精度、信噪比和相对强度，使用这四个指标对拉曼光谱仪的台间差实现量化表征。

其中，X轴校正的方法包括：用拉曼光谱仪检测样品，对一系列拉曼峰的实测像素和标准波数值进行关联，得到关联系数。

其中，基线偏移量校正的方法包括：设定激光输出功率为0，拉曼探头处于暗室，计算偏移量，并在样品测试时进行扣除。

其中，Y轴校正（也叫相对强度校正）的方法包括：用拉曼光谱仪检测标准物质，得到其拉曼光谱图的谱线（即实测谱线）；根据该标准物质证书提供的一系列的标准系数和公式得到拟合谱线，上述两条谱线相除（拟合谱线除以实测谱线），计算得到Y轴校正函数。

其中，所述标准物质为有特殊稳定拉曼谱线，且经过计量带有证书的物质。

其中，基线偏移量校正与X轴校正需要每次开仪器时进行，Y轴（相对强度）校正在仪器安装时进行，在日常测试中需要进行自检，即测定波数准确度、波数精度、信噪比和相对强度这四个指标以量化台间差；自检通过（即这四个指标符合量化标准）表示台间差被有效控制，如果自检不通过，需要重新进行校正以控制台间差。

上述内容中，使用波数准确度、波数精度、信噪比和相对强度对拉曼光谱仪的台间差实现量化表征，包括以下量化标准：

当所述样品为环己烷时，使得步骤1）获得的波数准确度最大值不超过1～2cm^-1；波数精度最大值不超过1～2cm^-1；拉曼峰1157cm^-1的积分面积与2200-1800cm^-1基线噪声的比值高于500～800；CH/801cm^-1峰面积比在9～10以内；1444cm^-1/801cm^-1峰面积比在0.5～0.6以内；1267cm^-1/801cm^-1峰面积比在0.5～0.6以内；1028cm^-1/801cm^-1峰面积比在0.55～0.65以内。