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The self-absorption phenomenon in quantitative Raman spectroscopy and how to correct its effects
Microchemical Journal ( IF 4.9 ) Pub Date : 2018-06-01 , DOI: 10.1016/j.microc.2018.02.013
L.M. Uriarte , L.J. Bonales , J. Dubessy , A. Lobato , V.G. Baonza , M. Cáceres

Abstract When the wavelength of the Raman scattered light coincides with the absorption spectrum of the sample, a phenomenon known as Raman self-absorption occurs. If the absorption wavelength range matches completely with the Raman wavenumber range for a given excitation line (high absorption), this process causes spectra with poor signal-to-noise-ratio, making the acquisition nearly impossible. When the absorption of the sample and the Raman scattered are partially coincident (low absorption), smaller modifications in the band-profile of the Raman spectrum are expected difficult to be detected. If a different excitation wavelength is available in order to avoid or minimize this phenomenon, a correction method is customary. The correction methods developed so far in quantitative analysis are still very complex and require the knowledge of several sampling parameters. In this work, we present a very simple but reliable method based on the Beer-Lambert law to correct low self-absorption effects. This method uses simple concepts, a straightforward methodology and the concentration of the Raman active component in the liquid matrix is the only parameter required to perform the correction. This method may be extremely useful in different fields in which Raman spectroscopy is used to obtain molecular and structural information from a band profile analysis. As an example, the method is applied here to successfully correct the Raman spectra of different CuSO4 aqueous solutions excited at 532 nm.

中文翻译:

定量拉曼光谱中的自吸收现象及其影响校正方法

摘要 当拉曼散射光的波长与样品的吸收光谱重合时,就会发生拉曼自吸收现象。如果吸收波长范围与给定激发线(高吸收)的拉曼波数范围完全匹配,则此过程会导致光谱的信噪比较差,从而几乎无法进行采集。当样品的吸收和散射的拉曼部分重合(低吸收)时,预计很难检测到拉曼光谱带分布中的较小变化。如果可以使用不同的激发波长来避免或最小化这种现象,则通常采用校正方法。迄今为止在定量分析中开发的校正方法仍然非常复杂,需要了解几个采样参数。在这项工作中,我们提出了一种基于 Beer-Lambert 定律的非常简单但可靠的方法来纠正低自吸收效应。该方法使用简单的概念、直接的方法,并且液体基质中拉曼活性成分的浓度是执行校正所需的唯一参数。这种方法在使用拉曼光谱从谱带分析中获取分子和结构信息的不同领域可能非常有用。例如,该方法在此应用成功校正了在 532 nm 激发的不同 CuSO4 水溶液的拉曼光谱。我们提出了一种基于 Beer-Lambert 定律的非常简单但可靠的方法来纠正低自吸收效应。该方法使用简单的概念、直接的方法,并且液体基质中拉曼活性成分的浓度是执行校正所需的唯一参数。这种方法在使用拉曼光谱从谱带分析中获取分子和结构信息的不同领域可能非常有用。例如,该方法在此应用成功校正了在 532 nm 激发的不同 CuSO4 水溶液的拉曼光谱。我们提出了一种基于 Beer-Lambert 定律的非常简单但可靠的方法来纠正低自吸收效应。该方法使用简单的概念、直接的方法,并且液体基质中拉曼活性成分的浓度是执行校正所需的唯一参数。这种方法在使用拉曼光谱从谱带分析中获取分子和结构信息的不同领域可能非常有用。例如,该方法在此应用成功校正了在 532 nm 激发的不同 CuSO4 水溶液的拉曼光谱。一种简单的方法和液体基质中拉曼活性成分的浓度是执行校正所需的唯一参数。这种方法在使用拉曼光谱从谱带分析中获取分子和结构信息的不同领域可能非常有用。例如,该方法在此应用成功校正了在 532 nm 激发的不同 CuSO4 水溶液的拉曼光谱。一种简单的方法和液体基质中拉曼活性成分的浓度是执行校正所需的唯一参数。这种方法在使用拉曼光谱从谱带分析中获取分子和结构信息的不同领域可能非常有用。例如,该方法在此应用成功校正了在 532 nm 激发的不同 CuSO4 水溶液的拉曼光谱。
更新日期:2018-06-01
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