[发明专利]基于双脉宽激光的痕量有机污染物解析光谱仪和检测方法

说明书

本发明提供一种基于双脉宽激光的痕量有机污染物解析光谱仪和检测方法，包括检测仓、双脉宽激光器、拉曼光谱仪和数据处理模块；检测仓包括输入端和输出端，用于放置待检测样品；双脉宽激光器与检测仓的输入端连接，用于向检测仓发射双脉宽激光，激发待检测样品产生拉曼信号；拉曼光谱仪与检测仓的输出端连接，用于接收拉曼信号，并将拉曼信号转换成光谱信息；数据处理模块电连接拉曼光谱仪，数据处理模块对光谱信息进行处理得到待检测样品的物质种类和含量，并通过物质种类和含量实现对待检测样品的定性和定量检测。本发明通过双脉宽激光激发待检测样品产生的拉曼信号分辨率高，进而使依据拉曼信号得到的检测结果更加精确。

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种基于双脉宽激光的痕量有机污染物解析光谱仪和检测方法。

背景技术

随着城市化的发展和产业结构的升级，污染扰民企业实施关停并转，涉及石油化工、炼焦工业、化学原料及化学制造品工业等行业。这类遗留工业场地中多环芳烃、苯系物、农药等致癌致畸有机污染物问题尤为突出，已严重威胁着居民健康和生态环境安全。

目前常用的有机污染物实验室检测主要采用气相色谱-质谱联用仪和高效液相色谱仪分析，具有较高的检测精度和稳定性，但需要对样品进行繁琐的化学前处理，且存在检测耗时长、萃取溶剂消耗量大和检测成本高等问题。

表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)方法是近年来新兴的一种可检测低浓度有机物的痕量分析方法，可用于快速分析复杂体系中有机污染物，甚至可实现单分子检测。该方法是基于金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应，增强分析物分子的拉曼散射光谱信号，并对被测物质的拉曼散射光谱信号进行研究，以实现对分析物质的定性和定量分析。与传统的有机物检测方法相比，SERS方法具有如下特点：(1)检测速度快，从激光发射到信号采集仅仅需要几十秒的时间；(2)可用于无损检测；(3)具有较高的灵敏度；(4)可实现对多种有机污染物同时分析检测。

SERS已开始应用于环境样品(主要是液相介质)中有机污染物、无机污染物、病原体等的定性和定量分析。然而现有SERS使用的拉曼光谱仪均采用单一大能量纳秒脉冲激光发射器作为光源。这种单脉冲激光发射源的聚焦光斑能量特征决定了其产生的光谱测量均为单次激发光谱。所激发光谱的检测灵敏度受到以下因素影响：单次纳秒脉冲热效应高，对样品损伤量大，容易造成激发点周围的重熔和爆裂现象，进而影响测量位置原始信息的获取；同时纳秒激光等离子体的稳定性较差，影响定量测量的精密度。

因此，需要提供一种针对上述现有技术中不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双脉宽激光的痕量有机污染物解析光谱仪和方法，用以克服上述现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于双脉宽激光的痕量有机污染物解析光谱仪，痕量有机污染物解析光谱仪包括：

检测仓，检测仓包括输入端和输出端，用于放置待检测样品；

双脉宽激光器，双脉宽激光器与检测仓的输入端连接，用于向检测仓发射双脉宽激光，激发待检测样品产生拉曼信号；

拉曼光谱仪，拉曼光谱仪与检测仓的输出端连接，用于接收拉曼信号，并将拉曼信号转换成光谱信息；

数据处理模块，数据处理模块电连接拉曼光谱仪，数据处理模块对光谱信息进行处理得到待检测样品的物质种类和含量，并通过物质种类和含量实现对待检测样品的定性和定量检测。

优选地，痕量有机污染物解析光谱仪还包括入射光纤，入射光纤的一端连接双脉宽激光，另一端连接检测仓的输入端。

优选地，痕量有机污染物解析光谱仪还包括反射光纤，反射光纤的一端连接拉曼光谱仪，另一端连接检测仓的输出端。