互补振动光谱学的新技术依赖于超短脉冲激光技术的改进。东京大学(University of Tokyo)的研究人员希望利用互补振动光谱技术，在没有侵入性技术的情况下，实时观察分子形状的变化。信贷:Takuro Ideguchi,CC.- nd - 4.0
研究人员建立了一种使用激光，晶体和光探测器研究分子的新工具。这种新技术将揭示大自然的最小雕塑 - 分子的结构 - 具有更高的细节和特异性。
“我们生活在分子世界里，我们周围的大多数东西都是由分子组成的:空气、食物、饮料、衣服、细胞等等。用我们的新技术研究分子可以应用于医药、制药、化学或其他领域，”东京大学光子科学与技术研究所的副教授Takuro Ideguchi说。yabovip2021
新技术将两个当前技术与一个称为互补振动光谱的独特系统相结合。所有分子都具有非常小，由原子核的运动引起的振动。工具称为光谱仪检测这些振动如何导致分子吸收或散射光波。目前的光谱技术受到它们可以测量的光类型的限制。
互补振动光谱学是一种基于超短脉冲激光的双模态傅里叶变换光谱仪。采用傅里叶变换相干拉曼散射光谱法进行拉曼测量。利用非线性晶体产生的红外光，采用傅里叶变换红外吸收光谱法进行红外测量。最初发表在DOI: 10.1038/s41467-019-12442-9。信贷:Takuro Ideguchi
日本研究人员设计的新互补振动光谱仪可以测量更广泛的光谱，将另外两种工具的更有限的光谱相结合，称为红外吸收和拉曼散射光谱仪。组合两种光谱技术为研究人员提供了有关分子振动的不同和互补信息。
“我们质疑了这个领域的‘常识’，并开发了一些新东西。拉曼光谱和红外光谱现在可以同时测量，”Ideguchi说。
以前的光谱仪只能探测波长从0.4微米到1微米(拉曼光谱)或2.5微米到25微米(红外光谱)的光波。它们之间的差距意味着拉曼光谱和红外光谱必须分开进行。这种限制就像试图享受二重唱，但被迫分别听两部分。
互补振动光谱学可以检测光波周围的可见到近红外和中红外光谱。超短脉冲激光技术的发展使互补振动光谱学成为可能。
甲苯(油漆稀释剂中的一种常见化学物质)的互补振动光谱。结合互补振动光谱结果(红蓝线)与红外光谱(上黑线)和拉曼散射光谱(下黑线)两种独立技术的标准参考结果相当。Takuro Ideguchi，最初发表在《自然通讯》上。信贷:Takuro Ideguchi
在互补振动光谱仪内部，钛 - 蓝宝石激光将近红外光的脉冲发出宽度，宽度为10毫秒（10英尺的秒）朝向化学样品。在击中样品之前，光的聚焦到硒化镓的晶体上。晶体产生中红外光脉冲。然后将近红外光脉冲聚焦在样品上，并且通过光电探测器检测吸收和散射的光波并同时转换成拉曼和红外光谱。
到目前为止，研究人员已经在科学实验室中常见的纯化学物质样本上测试了他们的新技术。他们希望这项技术有一天能被用来了解分子如何实时改变形状。
“特别是对于生物学，我们使用术语yabo124”无标签“进行分子振动光谱，因为它是非侵入性的，我们可以识别不附着人工荧光标签的分子。我们认为互补振动光谱可以是分子测量的独特且有用的技术，“Ideguchi说。
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参考：“互补振动谱”由Kazuki Hashimoto，Venkata Ramaiah Badarla，Akira Kawai和Takuro Ideguchi，2019年9月27日，自然通信。
DOI: 10.1038 / s41467 - 019 - 12442 - 9
是第一个评论在“研究分子结构的新工具使用激光，晶体和光探测器”