生物制藥表征的 “熒光困境"：曾讓精準分析望而卻步

在生物制藥研發與質控中，拉曼光譜的優勢早已深入人心 —— 分子特異性無需復雜樣品預處理，無損非接觸的測量模式適配生物溶液與高含水量體系，靈活的采樣配置更能無縫對接自動化流程。但行業內共識明確：熒光發射是拉曼光譜技術面臨的主要挑戰，這一痛點長期制約著技術落地。

許多小分子藥物、生物分子本身具有的熒光背景，傳統連續波拉曼光譜技術下，熒光信號會掩蓋微弱的拉曼信號，導致這類關鍵分子的拉曼光譜 “無法測量"；更棘手的是，細胞外囊泡（EVs）等生物標志物的來源區分，也因熒光干擾陷入 “無譜可依" 的困境，成為生物制藥研究中的 “卡脖子" 難題。

技術破局： Timegated® 時間門控拉曼，從根源攻克熒光干擾

為解決這一行業頑疾，獲得技術的全新 Timegated® 技術應運而生，其核心原理精準抓住拉曼與熒光的時間尺度差異：

拉曼散射發生在亞皮秒時間尺度，而熒光發射衰減時間遠長于此；依托 100 皮秒脈沖激發源 + 時間分辨單光子計數探測器陣列，通過時間門控精準篩選拉曼信號，實現真實熒光

• 核心配置：搭載 100 皮秒脈沖激發源與時間分辨單光子計數探測器陣列，硬件層面構建 “高速信號篩選系統"；

• 熒光抑制核心：通過時間門控精準鎖定亞皮秒級拉曼信號，將熒光干擾從根源剔除，與傳統 CW（連續波）拉曼技術相比，實現高效熒光抑制；

• 多維數據賦能：同步獲取波長軸光譜數據與時間維度熒光衰減信息，讓分析從 “單一光譜" 升級為 “光譜 + 時域" 雙重維度，獲得比以往更多的數據支撐；

•  抗干擾升級：獨特的時間篩選機制讓環境光和熱輻射不會干擾測量，無需復雜屏蔽設備即可穩定工作。

搭載該技術的 PicoRaman M3 光譜儀，測量速度較前代提升 10-40 倍，信噪比大幅提升，簡化化學計量學模型，讓 “看見以前無法看見的信息" 成為現實。目前，國內時間門控拉曼光譜儀已在上海大學正式開展應用研究工作，多項前沿成果驗證了技術的硬核實力。

全場景優勢：從實驗室到工業界的能力躍遷

Timegated® 技術的價值，遠不止于熒光抑制 —— 其衍生的多重優勢，讓 PicoRaman 光譜儀實現了從實驗室研發到工業流程質控的全場景適配：

1. 信噪比飆升，簡化分析模型

熒光信號的大幅減少，直接帶來SNR（信噪比）的顯著提升。更純凈的拉曼信號讓化學計量學模型構建更簡單，無需復雜的熒光校正算法，模型穩健性與重復性大幅增強，降低了后期維護與校準成本。

2. 惡劣環境適配，打破場景限制

與傳統拉曼技術對測量環境的嚴苛要求不同，Timegated® 技術支持環境光下直接工作，無需額外遮光設備；更能從容應對高溫工藝場景 —— 即使在具有高熱輻射的工業反應體系中，也能精準捕捉拉曼信號，環境光和熱輻射不會干擾測量，解決了傳統技術 “高溫 / 強光下無法穩定測量" 的痛點。

3. 極速測量，效率倍增

PicoRaman M3 的測量速度較前幾代儀器提升10-40 倍，快速響應能力不僅適配高通量藥物篩選、大規模樣品質控等場景，更能實時追蹤反應動力學過程，為工藝優化提供即時數據支持。

4. 數據維度升級，解鎖深度分析

拉曼光譜與時間分辨熒光數據的結合，獲得了比以往更多的數據，為高ji數據分析提供了全新基礎。例如通過熒光衰減曲線的差異，可進一步區分分子微環境變化、識別同分異構體，甚至捕捉反應中間態的瞬態特征，讓 “看到以前無法看到的東西" 成為現實。

核心應用案例：從工業質控到科研突破的實戰驗證

核心應用案例

案例一：上海大學 —— 高溫冶金晶型轉變原位表征

作為國內時間門控拉曼技術的核心科研應用基地，上海大學材料科學與工程學院將 Timegated® 技術應用于高溫硅酸鈣材料晶型轉變研究，攻克了傳統拉曼在高溫領域的致命缺陷：

傳統拉曼光譜在 1500-1600℃高溫工況下，受高熱輻射、樣品熒光雙重干擾，無法獲取有效譜圖，高溫晶型轉變機理研究長期停滯。

而 Timegated® 拉曼憑借熱輻射不干擾測量的獨特優勢，在ji端高溫環境下穩定工作，成功獲取了硅酸鈣 1500至1600攝氏度間的完整晶型轉變拉曼譜圖，清晰揭示了晶格振動與晶相演化規律，為高溫冶金、耐火材料研發提供了全新的原位表征手段，相關研究成果已成為國內高溫材料分析的案例。

高溫下碳酸鈣時間門控拉曼譜圖

案例二：國內頭部創新藥企業 —— 熒光小分子藥物與細胞外囊泡精準分析

國內某科創板上市頭部創新藥企業（聚焦小分子靶向藥與細胞治療賽道），此前因藥物分子強熒光背景，傳統拉曼無法完成結構表征與純度分析，細胞外囊泡（EVs）的來源區分也因熒光干擾無法實現，成為研發瓶頸。

引入 Timegated® 拉曼光譜儀后，技術剔除熒光干擾，成功測得高熒光小分子藥物的真實拉曼光譜；結合拉曼光譜與主成分分析（PCA），實現不同細胞來源細胞外囊泡的精準區分，這一突破是傳統連續波拉曼技術無法實現的。

憑借技術的性價值，該企業已先后采購第1代、第2代 Timegated® 儀器，目前正籌集資金購置微探針（Microprobe），進一步拓展微量樣品、單細胞水平的研究應用。

典型應用案例拓展：四大場景的熒光干擾 “清零" 實踐

1. 晶體材料 YIG：剔除虛假峰，還原本征光譜

YIG（Y3Fe5O12，釔鐵石榴石）作為重要的激光材料，是典型的強熒光樣品 —— 傳統拉曼測試中，熒光干擾始終無法消除：

傳統 785CW、532CW 連續激光下，800-50000px-1 區間出現大量熒光導致的 “虛假拉曼峰"，掩蓋材料本征信號；

采用 532TG（時間門控）技術后，熒光信號被精準剔除，譜圖中虛假峰消失，呈現出 YIG 材料干凈、真實的拉曼特征峰，為激光材料的結構表征與性能優化提供了可靠數據支撐。

YIG在785CW，532CW，532TG下的拉曼譜圖

2. 納米材料：破解 “饅頭峰"，捕捉核心信息

納米材料因特殊表面能易產生強熒光，傳統拉曼測試中常出現模糊的 “饅頭峰"，導致無法提取有效拉曼信息：

以 1# 催化劑納米材料為例，傳統拉曼譜圖被寬化熒光峰覆蓋，關鍵結構信息丟失；

時間門控拉曼技術通過熒光抑制機制，成功 “剝離" 熒光干擾，清晰呈現納米材料的本征拉曼峰，為催化劑的活性位點分析、結構 - 性能關聯研究提供了核心數據。

3. 高溫冶金：1500-1600℃晶型轉變的精準追蹤

在硅酸鈣材料的高溫晶型轉變研究中，傳統拉曼技術因高熱輻射與熒光干擾，無法實現高溫下的穩定測量：

•  Timegated® 技術憑借 “熱輻射不干擾測量" 的優勢，在 1500-1600℃的ji端工況下仍能穩定工作；

• 成功捕捉到不同溫度區間硅酸鈣的晶型轉變特征譜圖，清晰呈現晶格振動模式的變化，充分驗證了時間門控拉曼在高溫冶金、材料熱穩定性研究領域的巨大應用潛力。

4. 生物檢測：TIMEGATE-SERS 賦能大腸桿菌精準識別

生物樣品普遍存在熒光干擾，即使傳統 SERS 技術也難以克服，導致拉曼信號微弱且辨識度低：

• 對比測試顯示：CW Raman（普通拉曼）粉色譜線信號雜亂，熒光干擾嚴重；單純 Timegate 綠色譜線信號顯著改善；

• TIMEGATE+SERS 紅色譜線實現 “熒光抑制 + 信號增強" 雙重賦能，拉曼信號強度大幅提升，特征峰清晰可辨，成功實現大腸桿菌的精準識別，為生物傳感、病原體檢測提供了更靈敏的技術方案。

Timegate+SERS，Timegate，CW Raman檢測大腸桿菌的拉曼譜圖對比

應用領域拓展：熒光抑制解鎖多行業新可能

有效的熒光抑制，讓 PicoRaman 光譜儀的應用領域比以往任何時候都更加廣泛—— 除了生物制藥領域的深度賦能，其技術優勢正快速滲透到多個此前受熒光限制的行業，成為跨領域的精準分析利器：

1. 精細化工：熒光性催化劑的實時監測

精細化工生產中，許多催化劑本身具有強熒光特性，傳統拉曼技術無法精準捕捉催化劑的結構變化與活性狀態。Timegated® 技術的熒光抑制能力，讓催化劑在反應過程中的化學鍵變化、降解程度等關鍵信息清晰呈現；同時環境光和熱輻射不會干擾測量，即使在高溫反應釜原位監測中也能穩定輸出數據；拉曼 + 時間分辨熒光的多維數據，更能幫助研發團隊分析催化劑活性中心的動態變化，為催化劑篩選、反應工藝優化提供直接支撐。

2. 食品檢測：熒光添加劑與污染物的精準識別

食品中的熒光增白劑、天然熒光色素，以及霉變產生的熒光性有害物質，曾讓拉曼檢測陷入 “信號混淆" 困境。如今借助 Timegated® 技術的熒光抑制能力，可精準區分食品基質與熒光成分的拉曼信號；無需搭建暗室，環境光不會干擾測量，適配生產線快速檢測場景；更通過多維數據對比，實現熒光性污染物的定性定量與溯源分析，為食品安全保駕護航。

3. 新材料研發：熒光聚合物的結構表征

在熒光聚合物、量子點等新材料研發中，傳統拉曼技術因熒光干擾無法獲取材料的本征結構信息。Timegated® 技術不僅能剔除熒光信號，獲得純凈的拉曼光譜，更能通過時間分辨熒光數據分析材料的發光壽命、能量轉移效率等關鍵參數，為新材料性能優化提供雙重數據支撐，加速研發進程。

應用價值升級：從科研到產業，全領域賦能

PicoRaman M3儀器誕生于芬蘭的TIMEGATE INSTRUMENT，星朗浩宇是其在中國的代理商。芬蘭Timegate時間門控拉曼光譜儀Pico Raman是集成式時間門控拉曼光譜儀，具備真正的熒光抑制功能。

其性能主要有：

• 更快速的測量

• 實時、在線

• 高度特異性的化學信息

• 濃度定量分析

• 緊湊、便攜的現場解決方案

• 更好地與工藝環境集成

• 可安裝OEM模塊

• 用戶友好的客戶界面

• 無需樣品制備

• 無損分析

主要參數：

有效的熒光抑制，讓 Timegated® 拉曼的應用邊界無限拓展：從上海大學的高溫冶金科研，到頭部藥企的創新藥研發，再到晶體材料、納米催化、生物檢測的全場景覆蓋；環境光與熱輻射零干擾的特性，讓實驗室技術真正走向工業原位監測；光譜 + 時域的多維數據，為高ji數據分析奠定基礎。

作為國內已落地高校科研、前沿技術，Timegated® 時間門控拉曼光譜儀，解決了拉曼光譜領域的熒光頑疾，成為材料研究、生物制藥、冶金化工領域的核心表征工具。

星朗浩宇/昊量光電是 Timegated® 在國內的一級代理，主營其皮秒時間門控拉曼光譜儀，設備搭載532nm皮秒脈沖激光與CMOS SPAD單光子探測模塊，可高效壓制熒光干擾，適配固 / 液 / 粉末樣品檢測。

星朗浩宇/昊量光電依托本地銷售網絡與專業技術團隊，服務半導體、生物醫療、量子科技、精密制造、光通訊等領域數萬科研及工業客戶。自有軟硬件研發團隊，可提供三類核心服務：

? 全天候售后技術支持，快速排障保障設備穩定運行；

? 全流程定制化方案，覆蓋售前選型、裝機培訓、系統集成；

? 服務大量頭部企業與科研院所，客戶滿意度高