專門設計和制造的拉曼光譜儀的圖像，其性能比任何其他系統高出100倍。

東京大學光子科學與技術研究所的研究人員 Takuma Nakamura、Kazuki Hashimoto 和 Takuro Ideguchi 將拉曼光譜的測量速率提高了100倍，拉曼光譜是一種測量分子 “振動指紋”以識別分子的常用技術。

由于測量速率一直是一個主要的限制因素，這一改進有助于在許多依賴于識別分子和細胞的領域(如生物醫學診斷和材料分析)取得進展。研究結果發表在《超快科學》(Ultrafast Science)雜志上。

識別各類分子和細胞是基礎科學和應用科學的關鍵步驟。為此，拉曼光譜是一種廣泛使用的測量技術。當激光束投射到分子上時，光線會與分子鍵的振動和旋轉相互作用，從而改變散射光的頻率。由此測得的散射光譜就是分子獨特的 “振動指紋”。

這項研究的主要研究者 Ideguchi 說：“測量是科學的基礎，因此，我們努力實現測量系統的比較高性能。特別是，我們致力于突破光學測量的極限。”

由于拉曼光譜是一種廣泛使用的測量技術，因此人們一直在嘗試改進它。其主要限制因素之一是測量速率，使其無法 “跟上”某些化學和物理反應的變化速度。研究小組開始從零開始建立一個系統，以提高測量速率。

Ideguchi 說："這個想法我已經考慮了十多年，但一直未能啟動這個項目。正是我們幾年前開發的新型比較好激光系統，才最終使項目取得進展成為可能"。

研究人員利用自身在光學和光子學方面的專業知識，將三種成分結合在一起：相干拉曼光譜(拉曼光譜的一種，與傳統的自發拉曼光譜相比，它能產生更強的信號)、專門設計的超短脈沖激光器以及使用光纖的時間拉伸技術。

結果，他們實現了50MS譜/秒(兆譜/秒)的測量速度，與迄今為止最快的 50 kSpectra/秒(千譜/秒)測量速度相比，提高了100倍。Ideguchi 描述了這一改進的廣泛潛力。

“我們的目標是將我們的光譜儀應用于顯微鏡，通過拉曼散射光譜捕捉二維或三維圖像。此外，我們還設想通過將這項技術與微流體技術相結合，將其應用于流式細胞儀。這些系統將能夠對細胞或組織中的生物分子進行高通量、無標記的化學成像和光譜分析。

審核編輯 黃宇