跨學科研究的精密導航：為何高階「共同儀器中心」升級必選拉曼成像？

為了讓精密且價值較高的儀器能被有效管理與共享，並提高儀器使用率、降低各單位的營運成本，許多研究機構與教學場域皆設有「共同儀器中心（Core Facilities）」。在現代學術界與工業界，共同儀器中心也已漸漸蛻變為跨領域的技術樞紐。

然而，共同儀器中心的實驗室管理者正面臨著全新挑戰：在跨領域環境中，應如何同時滿足半導體、能源材料與生命科學等多元工作流程？此外，如何在使用者操作經驗參差不齊的狀況下，仍維持營運穩定與數據的高再現性（reproducibility）？

英國科研儀器製造商牛津儀器（Oxford Instruments）拉曼產品線的產品經理哈克爾貝格（Sabrina Hakelberg）指出，要克服上述問題，兼具高自動化與多模態整合能力的「共軛焦與關聯式拉曼成像平台」（Confocal and Correlative Raman imaging platforms）正是關鍵。

一、 通用性與非破壞性：打破學科壁壘的通用解方

在儀器共享環境中，設備的「通用性」與「非破壞性」是決定設備使用率高低的關鍵。而拉曼成像即具備以下三大核心優勢：

• 免標記與非破壞性：樣品不需任何前置處理，量測後即可完整流轉至電子顯微鏡等儀器進行後續分析。
• 高化學特異性：提供微米級空間解析度，能直接鑑定物質成分、晶體取向、應力應變與電荷狀態。
• 應用範圍極廣：單一系統即可橫跨半導體製程缺陷、鋰電池極片、聚合物複合材料，到癌細胞組織等跨領域研究。

二、 以自動化硬體打破「專家導向」的技術壁壘

過去，拉曼顯微鏡被視為需高度仰賴具經驗者協助的「專家級儀器」。而現代高階拉曼平台則將「自動化」融入產品設計中，解決了在多使用者環境中會出現的再現性痛點：

• 智慧化自動校正：內建自動化光學校正程序，大幅降低開機設定複雜度。
• Hexalight 光譜儀技術：一鍵自動切換雷射波長與光譜配置，全程無需手動校正，可確保系統長期保持穩定。
• 引導式工作流程：提供預設的測量模板，即使是非拉曼專家，也能輕鬆產出高品質的化學圖像。

三、 關聯性成像（Correlative Imaging）的加乘價值

頂尖科研已跨入多維度的資訊時代，而拉曼光譜正好能為傳統成像增添關鍵的化學特異性，實現強大的跨平台串聯。

• 拉曼 + SEM（掃描式電子顯微鏡）+ EDS（能量散佈能譜儀）：用於鑑定半導體先進封裝缺陷與表面的微米級污染物。

• 拉曼 + SHG／THG（二次諧波與三次諧波）非線性光學：觀測 2D 材料晶界取向或生醫組織脂肪細胞、膠原蛋白分布等。下圖為 MoS2 薄膜關聯性成像，由左至右分別為：白光/SHG/Raman/PL。

• 形貌成像 + 拉曼：克服表面粗糙度，針對電池極片、藥錠等不規則表面，精準追蹤地形並生成拉曼圖像。

透過在單一平台即可擷取多維度資訊的方式，不僅能顯著提升資訊密度，更能有效降低樣品在儀器間移動的污染風險。

由此可知，現代共同儀器中心的採購決策已超越單純的極限規格，反而更看重營運可靠性、易用性、跨學科適用性與長期擴充性，才能長期支持科學創新，並建立永續的共享基礎設施模式。

作者：應用研究部專員 江長融／編輯：陳曉芙

全文改寫自：Raman Microscopy in Core Facilities: How Confocal and Correlative Imaging Platforms Support Modern Multi-User Research Environments