KASTAMONU NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS FZK ANABLM DALI YKSEK LSANS
SEMNER DERS Raman Spektroskopi Tekniindeki Yeni Gelimeler
Yrd.Do.Dr. Turgay POLAT Fatih BULUT
KASTAMONU NVERSTESFEN BLMLER ENSTTSFZK ANABLM DALIYKSEK LSANS
SEMNER DERS
Raman Spektroskopi Tekniindeki Yeni Gelimeler
Fatih BULUT
Yrd. Do. Dr. Turgay POLATERKChandrasekhara Venkata RamanRaman
SpektroskopisiMekanizmann leyiiRaman Spektroskopisindeki Yeni
TekniklerCHANDRASEKHARA VENKATA RAMAN
1928de Hintli fiziki C.Venkata Raman, belirli molekllerce salan
nn ufak bir kesrinin grnr alandaki dalga boyunun, gelen n dalga
boyundan farkl olduunu ve buna ilaveten dalga boylarndaki
kaymalarn, salmadan sorumlu molekllerin kimyasal yapsna bal olduunu
buldu. Bu buluundan ve maddelerden salan nlarn ayn zamanda o
maddelerin parmak izleri olduunu sistematik incelemesinden dolay
1931 Nobel Fizik dln ald. [1] Raman salmas bir rnein, kuvvetli bir
grnr monokromatik n kayna ile nlandrlmasyla elde edilir.
Molekllerin titreim enerji dzeyleri hakknda bilgi edinilebilir.
Yksek iddetli gaz veya kat lazer kaynaklar kullanlmaktadr. Raman
spektroskopisi numuneye zarar vermez, fiziksel zorlayc etkenlerden
etkilenmez. Bu sebepten tr Raman spektroskopisi tercih edilen bir
yntemdir. [2]RAMAN SPEKTROSKOPS Bir molekln gelen foton ile
titreimi esnasnda polarlanabilirliinde oluan deiim molekl Raman
aktif klar. Bir molekln bir dipol tarafndan indklenme kolaylna
"polarlanabilirlik" denir. [3]
Gnderilen n esnek ya da esnek olmayan salma yapar. Etkileme
olmadnda. Gelen k, yansyan a eitse enerji deiimi sfr olur (E=E0) .
Bu Rayleigh salmasdr. Etkileme sonucu yansyan n enerjisi (E=E0 +
EV) eklinde ise buna anti-Stokes Raman salmas denir. Etkileme
sonucu yansyan n enerjisi (E=E0 - EV) eklinde ise buna Stokes Raman
salmas denir. [4]
Dispersif ve Fourier Transform Raman
Raman spektroskopisi iin ilk etapta iki ayr yntem vardr; Fourier
Transform Raman (FT Raman) ve Dispersif Raman spektroskopisi.
Fourier Transform Raman
FT Raman rutin analizlerde olduka iyi sonu verir fakat bir ok
snrlayc etkeni vardr. Bu yzden daha ok rutin lmler iin kullanlr.
Sulu zeltilerde, hassasiyette, yksek renkli rneklerde zayf
veriminden dolay az tercih edilir. Floresans etkisine kar
koyamaz.
Dispersif Raman
Dispersif Raman rutin ve derin analizler iin gayet uygundur.
Dispersif Raman ile Konfokal Raman Mikroskopisi yksek znrlk salar.
rnee gre uygulanabilir. Hassasiyet, derinlik kontrol yapabilir.
Floresans etkisini nlemesi ise byk bir avantaj salar.
[5]MEKANZMANIN LEYRaman spektrometresi temelde k kayna, tek renge
dntrc, rnek tutucu ve detektrden oluur.
RAMAN SPEKTROSKOPSNDEK YEN TEKNKLERBu ksmda, Yadvendra K.
Agrawal ve Ruchita S. Das tarafndan hazrlanan ve Vibrational
Spectroscopy adl dergide 2011 ylnda yaynlanan Raman spectroscopy:
Recent advancements, techniques and applications adl makale kaynak
olarak kullanlmtr.
YZEY ARTTIRILMI RAMAN SPEKTROSKOPS (SERS)YZEY ARTTIRILMI RAMAN
SPEKTROSKOPS (SERS)SERS, Raman salma sinyallerine geni arttrma
salar.Metal yzeylere tutunan molekllerin detekte edilmesinde en
hassas aratr.Bu teknikte iki etken vardr; elektromanyetik etkileim
ile arttrma ya da elektro manyetik iftlenimle kimyasal arttrma.Zayf
sinyalleri arttrtmak iin altlk zerine altn ve ya gm gibi metaller
yerletirilir.Altlk zerine konulan metaller Raman sinyallerini 104
106 kat arttrarak daha kolay gzlenebilir hale getirir. [4]
YZEY ARTTIRILMI RAMAN SPEKTROSKOPS (SERS)SERS teknii artk Pt
(platinyum) ve Ni (nikel) iin de baarl bir ekilde kullanlabilir
hale getirildi.Kristal yzeyler iin gm nano paracklardan oluan altlk
ve gm iyonlu solsyon kullanlmtr.Uucu organik bileikler iin de SERS
teknii olduka kullanldr.Bu gelimeler sayesinde Raman sinyalleri
sert yzeyler iin de baarl sinyaller elde edebilecek yksek
kapasiteye erimitir.SERS teknii sayesinde evre kirlilii,
patlayclar, ilalar ve besin gvenliinde yeni gelimeler salanmtr.
[4]YZEY ARTTIRILMI RAMAN SPEKTROSKOPS (SERS)KONFOKAL (AYNI ODAKLI)
RAMAN MKROSKOPSMarvin Minsky 1955te beyin hcrelerini ince
dilimlemekten kanmak amacyla ilk konfokal mikroskobu icat etmitir.
1927 doumlu olan Marvin Minsky MITde halen almalarn srdrmektedir.
[4]
KONFOKAL (AYNI ODAKLI) RAMAN MKROSKOPS
KONFOKAL (AYNI ODAKLI) RAMAN MKROSKOPSKonfokal Raman
mikroskopisinde aratrc utan kan n mikroskop objektiflerinden
yansyarak rnek zerine odaklanr. Yansyan Raman sinyalleri tekrar
odaklanarak filtrelenir ve CCD (Ykle Elenmi Cihaz) zerindeki
kameralar vastas ile detekte edilir. Mikrometre dzeyinde biyolojik
rneklerin incelenmesinde hzl olmasnda dolay tercih edilir. Fiziksel
rnek olmakszn, giriimsel olmayan yntemle, yksek detayl bilgi
edinmede kullanlan bir yntemdir. [4]KONFOKAL (AYNI ODAKLI) RAMAN
MKROSKOPSBu teknii yalandrlm ve kuru hedeflerde farkl sonular
verdii grld. nce film ile boya zellikleri arasndaki varyasyonlar
analiz ederek kuru kaplamal boyalarn geliimini salamtr. Kozmetik
rnlerindeki zararl bileiklerin atomik yaplarn ortaya kardndan dier
tekniklere byk bir alternatif olmutur. Kozmetik rnlerinde 150 ve
3000cm-1 de zayf spektrum veren kurunslfatn varln ortaya karmtr.
[4]KONFOKAL (AYNI ODAKLI) RAMAN MKROSKOPS Elektrik Rezonans
Ykseltmeli CARS (ERE-CARS) spektroskopisi NO, C2H2 gibi aznlktaki
trleri detekte etmek iin kurulmutur. Saf svlar ve polimer karmlar
iin oklanm CARS (M-CARS) kullanlr. Pulse Train tekniinin
kullanlmasyla CARS ile sinyal elde etme hz 3 kat artmtr. [4]
Bir altn nanokablo rneinin CARS fotorafTUTARLI ANT-STOKES RAMAN
SAILMASI (CARS)
Konfokal raman mikroskobu ile doymu kolestroln dzeltilmi doku
rneinden resimKONFOKAL (AYNI ODAKLI) RAMAN MKROSKOPSTUTARLI
ANT-STOKES RAMAN SAILMASI (CARS) dalga kartrlm deneyler adnda ilk
olarak P. D. Maker ve R. W. Terhune tarafndan rapor edilmitir. CARS
ismi Begley tarafndan 1974te verilmitir. Reaksiyon aknda eit
younluu ve scaklk lm iin deerli bir aratr. CARS oluumunda gelen ma,
frekansn iki atmasnn stste binmesiyle oluur; (wp1) ve (ws), (wp1
> ws) eklinde. Wp2 sinyal benzeri bir tutarl lazer oluturur ve
yksek iddetli anti-Stokes Raman salmas gzlenir. [4]TUTARLI
ANT-STOKES RAMAN SAILMASI (CARS)
20Hcre zarndaki C-H band ve kromozomlardaki P-O titreimlerinin
fotorafn ekmede kullanlr.
nce biyolojik rnekleri incelemede bir numaral yntemdir. Yksek
hzlarda yksek kaliteli fotoraflama yapabildiinden dolay tercih
edilen bir yntemdir. Kullanlan rnekte titreim frekans ayarlamas,
yksek hz ve kaliteli fotoraf verir.[4]CARS ile grntlenen fare
derisiTUTARLI ANT-STOKES RAMAN SAILMASI (CARS)REZONANS RAMAN
SPEKTROSKOPS (RSS)REZONANS RAMAN SPEKTROSKOPS (RSS) Rezonans raman
spektroskopisinde hareketli lazer kullanlr. Gelen nn enerjisi
elektron uyarma iin gerekli olan enerjiye yakn olmaldr. Uyarlan
elektron st seviyeye kar ve bu aamada molekln yapt titreim
ykseltilmi rezonans sinyali yaynlar. Bu olaya titreimsel etkileme
denir. Enzimler fotosentetik organizmalar koruyucu pigmentlerde ve
biomolekllerin eitli ksmlarnda nemli gelimelere olanak tand.
[4]
22
KAYNAKA
[1] S. Kantrk, Raman Spektroskopisi, (2002)[2] D. A. Skoog, D.
M. West, Principles of Instrumental Analysis, II. Ed. 1981 [3] -
http://atanesa.atauni.edu.tr/AtaNesADosya/dosya//1775/kutuplanabilirlik.htm[4]
Y. K. Agrawal, R. S. Das, Raman spectroscopy: Recent advancements,
techniques and applications, Vibrational Spectroscopy, (2011)[5] -
http://www.horiba.com/fr/scientific/products/raman-spectroscopy/raman-academy/raman-faqs/difference-between-dispersive-raman-and-ft-raman/
