用手機和普通激光器可以組成光譜儀嗎?

據報道美國一少年發明家用普通激光器發射激光,然後用手機攝像頭接收散射光,檢測結果和傳統拉曼光譜儀很接近。大家覺得可信嗎?

鏈接如下 16歲少年發明只需15美元的癌症檢測儀


這是有可能的。事實上,鑒於這名少年的背景,這項技術應該是真實的。從視頻後面對poster的簡單拍攝來看,這項工作的核心並不是簡單的拉曼光譜成像,而是「表面增強拉曼光譜(SERS,Surface-enhanced Raman spectroscopy)」技術。

這種技術把待測物體(通常非常小,可能在分子級)放到某種特定微結構表面,此時拉曼光譜能得到極大增強,可以提高數個甚至十幾個數量級。這意味著這種探測非常敏感,可以探測單分子,也可以極大地降低對探測器的要求。在這裡,他們使用的是金覆蓋的SiO2柱陣列,具體尺寸不知道多大,應該是在亞波長量級。

表面增強拉曼現象在1974年就被發現了,現在應該已經應用起來了。我在百度上看到國內就有宣稱賣這種光譜儀的。現在對微納光學結構的研究很火爆,因此「表面增強拉曼+微納光學結構」可能同樣很熱。這位少年工作的亮點可能是設計了一種表面增強結構,並實現了它。(接收端應該同樣集成了微納結構的光柵實現分光)

類似的技術也正在被應用到太陽能電池、光源器件上。

一旦採用這種技術,有可能使用普通探測器得到拉曼光譜,比如通過長時間測量,然後做後處理去掉背景雜訊。通常的拉曼光譜儀是瞬間得到結果的,這個不排除要等一小段時間吧。

拉曼光譜儀,甚至包括各類科學檢測儀器,的小型化和便攜化,將是非常有意義的,讓人有無限遐想。且不提那位少年已經指出的超低成本的私人醫療設備,一旦手機中被集成了類似的儀器,可以想像一定會出現這樣的APP,它允許任何人輕鬆檢測食品農殘、三聚氰胺、地溝油特定成分……。食品安全將得到極大改善。


近幾年 利用手機攝像頭原理來進行光譜分析已經有大量的文獻報道 例如以下
DOI:10.1021/ac502080t
DOI:10.1021/ac500131r
DOI: 10.1039/C2AY26307F
但基本上都是以熒光分析為主 目前報道還沒有拉曼分析的報道
樓上的說得很清楚了 拉曼光譜是非常弱的 手機攝像頭的解析度可能達不到那個程度


持懷疑態度。

拉曼光譜儀原理很簡單,就是光子與分子散射,出射光波長發生變化,該變化與分子各種振動模式,對稱結構有關,從而可以通過拉曼光譜分析分子結構。

但是散射光大部分是於入射光同頻率的瑞利光,而包含結構信息的拉曼光強度只有前者的10e-6~10e-9,「phylab.fudan.edu.cn/doku.php?id=exp:拉曼光譜」(引號內的都是網址……)

大家可以看看上述鏈接中的實驗圖,各種光路準直偏振單色儀什麼的我覺得還是有可能實現(便攜化、小型化)的,可是還有個光電倍增管啊!!!拉曼光很弱的!!!難道Nokia的攝像頭可以實現對如此微弱信號的採集?


激光器可以作為光源,手機假設可以作為探測器,但是用什麼東西分光呢?目前一些光譜儀在向小型化方面做,把光譜儀做成手機大小還是有可能,厚度降成手機那麼厚比較困難。而且手機中集成個光譜儀沒多大必要吧~~


理論上說不行,除非有試劑盒。
那肉眼看也行。


我是研究原子吸收光譜的,原子吸收光譜還需要原子化器,光源為銳線光源。手機攝像頭無非也是一個把光信號轉化為電信號的工具,需要考慮對目標波長的吸收,如果有其他干擾還需要考慮濾光。


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