在掃描電鏡分析中，有機物的分析一直是一個難題。現在隨著電鏡低電壓的能力越來越強，已經能解決有機物的荷電以及電子束輻照損傷問題，對形貌的表征不再是難事。但是對有機物除形貌之外的分析依然是個難題，因為能譜的元素分析功能對有機物的表征起不了太大作用。

而拉曼光譜是除了紅外光譜以外，另一個可以很好地進行有機結構解析的表征手段。因此RISE拉曼-電鏡一體化系統相比一般的SEM系統，對有機物的分析能力就有了極大的拓展。

有機物的結構分析主要是碳骨架結構和特殊官能團的解析。碳結構的表征在上期已經詳述，是拉曼zui為優勢的領域之一；而特殊官能團也可通過其對應的拉曼指紋峰來進行指示。

不同特殊官能團對應不同拉曼指紋峰

有機材料的分析

如下圖，試樣為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)的共混膜。如果是用傳統電鏡觀察，可以憑借經驗，根據形貌來大致區分兩者，但是這僅僅是依靠經驗判斷，并無有效的證據。除此之外，EDS等附件并不能確切的給出區分兩相的有力數據。

而用RISE分析卻有了明顯的進步，在觀察到的區域可以進行拉曼光譜面掃描。PMMA和PS雖然都是有機材料，不過碳骨架結構和部分官能團的結構卻有著較大的差異。PMMA化學式是-[CH2C(CH3)(COOCH3)]n-，PS為(C8H8) n。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)的化學結構式

PMMA有特征的C=O結構、CH3伸縮振動，而PS有特征的苯環的環呼吸振動、苯環內碳原子的非對稱振動、苯環C-H的伸縮振動。這些振動對應的拉曼峰分別位于1727cm-1、2951cm-1、1000cm-1、1600cm-1、3052cm-1，這些峰即可作為兩項的特征峰輕易的將兩項進行區分。

通過拉曼特征峰輕易區分PMMA和PS

此外，很多有機物都有特征性的骨架結構和官能團，這些均可作為拉曼光譜的特征峰用RISE進行分析。

有機物中特征骨架結構和官能團對應特征拉曼峰

再比如，RISE也可輕易區分下圖有機物中的聚羥基丁酸酯(紅色)和聚乳酸(藍色)。

通過拉曼特征峰區分聚羥基丁酸酯(紅色)和聚乳酸(藍色)

生命科學的分析

在生命科學研究領域中也經常需要用到掃描電鏡，尤其是染色的細胞切片組織通過掃描電鏡觀察，可以通過形貌襯度判斷細胞內部結構。然而除了形貌照片之外，沒有更多的分析數據也困擾著這一類方向的研究。

然而RISE技術仍可以在此基礎上進行進一步的拓展，很多生命試樣的特征結構也都有特征的物質組成，比如特征的蛋白、脂類等等，還是可以由特征的有機物及其對應的特征拉曼光譜作為指紋標記。

如下圖，可以將細胞切片組織在形貌的基礎上進行RISE表征，進一步區分出細胞核、細胞間隙和高濃度磷脂。

通過RISE技術表征細胞切片組織中不同物質

再比如下圖，試樣為眼蟲細胞。在獲得SEM圖像之后再通過拉曼光譜獲得RISE圖像，可以進一步分析出其中的葉綠體、蛋白質、細胞核、副淀粉等物質。

眼蟲細胞中不同物質的RISE表征分析

醫工交叉

目前學科交叉是科學研究的發展趨勢，其中醫工交叉也是備受關注的方向。醫工交叉的科學研究中有大量的新材料和仿生材料，這也是僅靠傳統SEM系統無法*表征清楚的。而RISE系統在這方面就大有了用武之地。

如下圖，某仿生材料，用戶除了關心其形貌特征外，也關心其中的膠原和礦化膠原的分布。其特征峰主要在627cm-1、1601cm-1，其特征峰強度分布如圖，除此之外還有420-460cm-1、2938-2941cm-1等其他特征峰，可以進行更加細微結構的判斷。zui終得到了膠原和礦化膠原，以及細微結構不同的(礦化)膠原的分布圖和電鏡形貌混合的RISE圖像。

仿生材料中膠原及不同細微結構的礦化膠原分布分析

食品安全

食品安全及其相關領域已經成為大眾非常關心的問題以及檢測領域遇到的新問題，比如三聚氰胺奶粉、蘇丹紅等問題。然后可惜的是在食品安全及相關領域，用戶更關系的是化學結構分析而非形貌和元素成分，因此掃描電鏡很難在此領域的檢測上發揮作用。

如下圖，某品牌嬰兒奶粉，對其中部分區域進行RISE成像，發現其中的空氣液泡、脂類、磷酸、胡蘿卜素、蛋白質、膽固醇、甘油三酯等物質的分別。

嬰兒奶粉中不同物質的RISE表征分析

RISE拉曼-電鏡一體化系統相比一般的掃描電鏡系統，對有機物的分析能力有了極大的拓展，通過有機物的碳骨架結構和特殊官能團對應的拉曼指紋峰來進行指示，結合形貌表征，從而實現對于有機材料的結構解析。

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下期將帶大家開啟RISE二維材料分析

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TESCAN發源于zui大的電鏡制造基地-捷克Brno，是電子顯微鏡及聚焦離子束系統領域的跨國公司，有超過60年的電子顯微鏡研發和制造歷史，是掃描電子顯微鏡與拉曼光譜儀聯用技術、聚焦離子束與飛行時間質譜儀聯用技術以及氙等離子聚焦離子束技術的*，也是行業領域的技術。

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