リチウムを含む鉱物試料のラマンスペクトルを、従来ラマン分光(CWラマン)とTimegateラマン分光で比較した例です。

従来のラマン分光では、試料から発生する蛍光によりベースラインが大きく上昇、またラマンピークの識別が困難です。

一方、Timegateラマン分光では蛍光成分を時間的に除去することにより、鉱物由来のスポジュメン等ラマンピークを明瞭に観測することができます。

生体関連試料のラマンスペクトルを、従来ラマン分光とTimegateラマン分光で比較した例です。

従来のラマン分光では、生体試料に含まれる蛍光成分の影響により、スペクトルのベースラインが大きく上昇し、ラマンピークの識別が困難になる場合があります。

特に、生体試料や発酵液などでは、蛍光バックグラウンドが強く、化学成分由来のラマン信号が埋もれてしまうことが少なくありません。

一方、Timegateラマン分光では、時間ゲート検出を利用することで蛍光成分を効果的に抑制し、試料中の分子由来のラマンピークをより明瞭に観測することができます。

図に示すようにグルコース、脂質（lipid）、タンパク質（protein）などの分子に対応するスペクトルの特長をはっきり確認することができます。

微結晶セルロース（Microcrystalline cellulose）は、医薬品製剤において錠剤の賦形剤として広く使用される材料です。

蛍光の影響により従来のラマン分光ではスペクトルの取得が困難になる場合があります。

このスペクトルでは、微結晶セルロース試料を例として、従来ラマン分光とTime-gatedラマン分光の違いを示します。

CW（連続波）レーザーを用いた従来のラマン分光では、試料由来の蛍光成分がスペクトルのベースラインを大きく押し上げています。一方、Time-gatedラマン分光では、時間ゲート検出を用いることで蛍光成分を抑制し、セルロース由来のラマンピークを明瞭に観測することができます。

Time-gatedラマン分光において設定する検出遅延時間の範囲によって、ラマン散乱と蛍光の寄与がどのように変化するかを示した例です。

Time-gatedラマン分光では、励起パルスに対する検出タイミング(遅延時間)を調整することで、ラマン散乱と蛍光を時間的に分離することが可能です。

黒線は、遅延時間範囲を4.6〜5.2ナノ秒に設定した場合のスペクトルです。蛍光成分が抑えられ、ラマン散乱が支配的なスペクトルが得られています。

一方、赤線は遅延時間範囲を4.6〜5.7ナノ秒に設定した場合のスペクトルです。

“0.5ナノ秒”の差ですが、遅れて発生する蛍光成分も検出されるため、ベースラインが大きく上昇し、蛍光が支配的なスペクトルとなっています。

このように、Time-gatedラマン分光では検出遅延時間の設定により、ラマン信号を選択的に取得することが可能になります。

Timegateラマン分光は、蛍光干渉の問題を克服できる可能性があるため、さまざまな研究分野や材料分析で応用されてきています。

主な応用例としては以下のような分野が挙げられます。

• 蛍光を発する有機材料
• 医薬・バイオ関連材料
• 鉱物試料
• ポリマー材料

これらの分野では、従来のラマン分光では取得が難しかったスペクトル情報を取得できる可能性があります。