96、中红外透射显微光谱学：原理、应用与未来方向

中红外透射显微光谱学：原理、应用与未来方向

1. 引言

20世纪80年代初，红外（IR）显微镜与傅里叶变换红外（FT - IR）光谱仪的结合，促使红外微分析技术成功复兴。此后，红外显微光谱学作为一种定性工具，在科学界迅速获得广泛认可，可用于分析孤立污染物或大型样品的局部区域。尽管该方法的空间分辨率有限，但能提供分子信息并实现直接鉴定，这是其主要优势。如今的红外显微镜不仅能进行透射测量，还具备反射 - 吸收、漫反射和衰减全反射（ATR）等多种测量模式，同时融合了研究级光学显微镜的诸多功能，成为各学科通用的分析工具。

2. 历史

红外显微镜的历史可追溯到20世纪40年代末至50年代初。1949年，英国牛津的物理化学实验室将Burch设计的显微镜与红外光谱仪成功集成，用于测量直径约20µm的生物颗粒。随后，美国宝丽来公司和波士顿儿童医院的实验室详细报道了红外显微镜的设计、与光谱仪的耦合及系统性能标准，还讨论了采样考虑、光谱分辨率和最小样品尺寸等问题，并进行了偏振测量。1953年，珀金 - 埃尔默公司推出首款商用红外显微镜Perkin - Elmer Model 85，其基本设计被现代许多红外显微镜沿用。

20世纪70年代末，计算机行业对识别颗粒污染物的需求增加，推动了红外显微光谱学的复兴。Nanometrics推出基于滤光片单色仪的NanoSpec/20，这是首个集成数字计算机进行数据采集和仪器控制的系统，并配备高灵敏度的碲镉汞探测器。80年代初，红外显微镜与新开发的FT - IR光谱仪结合，克服了以往的限制。如今，有六家制造商提供基础和高级红外显微镜系统，高级系统具备图像分析、自动映射平台、多模式红外分析和光学方法等功能。

3. 仪器结构