如何为显微拉曼和显微红外选择滤膜材料？

在使用显微拉曼或显微红外分析颗粒物时，滤材发挥着至关重要的作用。它的作用很简单，那就是过滤液体，将固体分离到滤膜上——但是，一旦采用光谱法，对滤材的要求就会大幅增加。我们暂且从头开始：我们可以使用哪些滤膜？如何选择符合我们需求的滤膜？

一、适用于拉曼和红外的滤膜材料

在红外分析中，滤膜的选择取决于是测量单个颗粒（少量颗粒）还是整个滤膜上的颗粒（大量颗粒）。当颗粒较少且希望进行ATR测量时，常规硝化纤维和玻纤滤膜都可以选择。

当需要测试整张滤膜上的颗粒时，氧化铝滤膜和硅滤膜是不错的选择，非常适用于透射测量。反射大面积成像测试则选用硅和镀金滤膜。

在拉曼分析中，重点在于通过视觉成像识别颗粒，然后进行颗粒测量。因此，表面平坦、荧光影响小且拉曼信号可忽略不计的滤膜将是选择，镀金滤膜和硅滤膜。

不论是显微拉曼技术还是显微红外技术，我们都建议使用较小直径的滤膜，来缩短测量时间。

二、显微红外技术滤膜材料

在显微红外分析技术中，可选择的滤膜如下：

1. 氧化铝滤膜：阳极氧化铝材质，适用于显微红外透射模式，光谱范围在4000-1250 cm^-1。直径为25mm或13mm，孔径为0.2 µm。

2. 硅滤膜：适用于显微红外反射和透射模式。具有不同的滤膜和孔径尺寸，表面平坦，兼容暗场成像技术。

3. 镀金滤膜：适用于显微红外反射模式。覆盖整个中红外光谱范围，兼容暗场成像技术。

4.（硝化）纤维素/玻璃纤维滤膜：具有成本效益且易于处理。非常适用于显微红外-ATR分析，但不适用于显微成像以及显微透射和反射测量。有直径为25mm和13mm的产品可供选择。

红外光谱和拉曼光谱及相应的显微光谱技术中使用的不同滤膜

三、显微拉曼技术滤膜材料

1. 硅滤膜：直接在多孔硅基底上进行颗粒物测试，提供各种孔径和滤膜尺寸。较小的尺寸更有利于缩短测量时间。兼容暗场成像技术。

2. 镀金滤膜：镀金聚碳酸酯滤膜。在基底上直接测量颗粒，兼容暗场成像技术。

四、示例

1. 用于微塑料显微红外分析技术的滤膜

用于大面积微塑料显微红外分析的滤膜选择，布鲁克提出了明确的建议：氧化铝滤膜。

氧化铝滤膜是目前微塑料研究中的主流滤膜。这是为什么呢？因为这种滤膜在重要的光谱区域，几乎没有红外透射损失，适用于透射显微红外成像和可见光映射。氧化铝滤膜孔径很小，可以捕获所有微米级微塑料颗粒。最关键的是可以在滤膜上直接进行微塑料测试。

除了氧化铝滤膜，镀金滤膜也是一个不错的选择。它覆盖了完整的中红外光谱区域，而且兼容暗场成像技术，并提供良好的视觉对比度。但价格比较昂贵，只能用于反射测量。

在镀金滤膜反射测量中，透反射方式居多。在透反射测试时红外辐射两次通过颗粒，因此红外光的总吸收率会加倍。对于较大的颗粒，可能导致颗粒信息损失。此外，还可能会在光谱中出现干扰性伪影，从而导致谱库检索比对困难。

2. 用于药物失效分析的滤膜

保持药物的纯度是确保药物安全性和有效性的关键。颗粒或杂质的存在，可能导致药物发生物理和化学变化，引起刺激、炎症或过敏反应等不良后果，还可能导致药物降解或有效性降低。为了防止这些问题发生，保障药物的质量，通常使用显微红外或显微拉曼进行全面的检测和分析。

虽然硅膜和镀金滤膜都是不错的选择，但是需要注意的是：镀金滤膜不具有拉曼活性，但涂有硅树脂的滤膜会产生拉曼信号，从而产生滤膜和样品的混合光谱。因此必须对每个颗粒进行混合光谱分析，这会导致分析变得更加复杂。所以，如果需要快速有效地进行显微拉曼分析时，镀金滤膜是更好的选择。