红外显微镜的发展历史|发展趋势

　　红外显微镜是通过显微镜观察被测样品的外观形态或物理微观结构的基础上直接测试样品某特定微小部位的化学结构，得到该微区物质的高质量红外谱图。它结合了微区观察和红外测量功能。

红外显微成像技术

　　红外显微成像技术是将显微镜技术应用到红外光谱仪中，将显微镜的直观成像和红外光谱的官能团化学分析相结合，它不仅能对物体进行形貌成像，而且还能提供物体空间各个点的光谱信息。红外显微镜就是应用红外显微成像技术的仪器。

　　红外显微成像技术是一种快速、无损、无污染的检测技术，具有图谱合一、微区化、可视化、高精度和高灵敏度等优点，是了解复杂物质的空间分布和分子组成的强有力方法。制样时无需溴化钾压片，也不需要添加任何稀释剂，能反映样品的本质光谱。

　　红外显微成像技术能够选择样品的不同部位的红外光谱图像进行分析，从而得到测量位置处物质的分子结构、官能团信息及微区中某化合物含量的空间分布信息。对于非均相固体混合物，不需要分离，可直接测试并鉴定各个组分。

红外显微镜的发展历史

　　1983年，美国Nicolet Spectra Tech公司设计并制造出世界上diyi台商用红外显微镜。

　　1986年，Spectra-Tech公司推出了两项ZL技术：diyi，目标光阑，可以对采样区域进行选择;第二，双光阑技术，双光阑技术使得样品谱图信息更加“纯净”。由于红外显微镜主要用来研究微小样品区域，而红外光在待测样品特别微小时就会不可避免地发生衍射，采用双光阑技术可以消除杂散光的干扰，滤除与待测样品无关的谱图信息。

　　2001年推出了全新的Centaurμs红外显微镜，首次将平行光引入显微镜。目前用量Zda的Continuμm显微镜采用了Zxin的ReflexAperture双光阑系统，从过去的双光阑技术发展到计算机控制红外光两次通过一个光阑来减小杂散光，用单光阑起到双光阑的作用。ReflexAperture双光阑系统可以使红外采样空间分辨能力小到10μm。同时由于这个光路的设计极大地减小了机械误差，使得聚焦、仪器调整都更加简便，使得检测器读到的数据更准确、更精确，因此谱图也就更可靠。

　　随着计算机技术的飞速发展，以及红外显微镜制作的更新换代，目前显微红外光谱仪已日益受到广大用户的欢迎，红外显微镜的应用越来越多，范围也越来越广。

红外显微镜的研究难点

　　1、工作方式

　　不同的测试样品，它们的形态、结构、性质各有不同。因此在测试之前有必要对所测样品充分了解，根据样品自身的特点选择适合的采集图像和光谱的工作方式，以便获得高质量的图谱信息。

　　2、图谱影响因素

　　红外显微镜具有图谱合一的特点，而影响图谱质量的因素很多且具有不确定性。光源位置、光源强度、采集背景及分辨率的选择、样品的均匀及平整度等对图谱都会有不同程度的影响。由于红外显微成像是一种新兴的技术，所以关于图谱影响因素的研究还不够透彻。因此有必要进行更深入的理论研究，积累丰富的经验，尽量消除对图谱影响的不利因素，获得更准确可靠的图谱信息。

　　3、数据分析方法

　　红外显微镜能够获得大量的数据，对于1cm×1cm的微区，50μm像素分辨率的显微图像可以包含40000条光谱。这就增加了数据存储和分析的难度。面对不同的测试样品，其对应的特征波段和数学处理方法不完全相同，所以需要选取合适的特征波段和数据处理方法进行数据分析。

红外显微镜的发展趋势

　　从目前的研究情况来看，红外显微镜已经逐渐成为人们关注的热点，但它还有许多方面需要完善和发展。例如红外显微镜的放大倍数一般不超过35，使得该技术不能用于更加微观的研究，提高红外显微镜的放大倍数是一个发展方向。

　　红外显微镜的定量分析需要利用红外显微图谱信息与标准方法(如HPLC)所获得的参考值建立模型，但是由于红外显微成像技术测量的样品一般是微小微量的，而标准方法却无法对那么微小微量的样品进行分析，所以目前红外显微镜很少在定量分析方面有所应用。但随着现代分析方法的进步，标准方法测量微小微量的样品的精度将逐步提高，因此红外显微镜的另一个发展趋势是微区定量分析。

　　目前，红外显微镜比较昂贵，进行相关技术研究的单位还不多，限制了这项技术的广泛应用，因此有必要开发价格低廉红外显微镜。此外，红外显微成像技术还应该朝着加快扫描速度，提高图像、光谱的分辨率与信噪比，获得更GX、快捷的光谱、图像数据的处理算法，扩展红外成像系统的应用范围这些目标发展。如此发展，红外显微镜将有更加广阔的应用前景。