在许多情况下，已经为多组分分析进行了优化的拉曼系统往往不再对许多其他生命科学应用有用。液芯光纤技术该技术从被泵入光纤的水样品中收集光谱。虽然该装置已经证明了迄今为止对多组分分析的最佳结果，但该系统不适用于细胞或组织样本的分析。在生命科学和材料科学实验室中发现的拉曼光谱仪最常见的形式是基于共聚焦结构。共焦拉曼显微系统通过在样品和光谱仪之间插入针孔，有效地减少来自光学元件和样品衬底不必要的杂散散射。
拉曼多组分分析的技术方法
拉曼光谱是基于单色光的非弹性散射，是一种可以用来识别特定化学键的强大技术。当入射光子和化学分子相互作用时，就会发生光子散射。大多数散射光子是由瑞利散射(一种弹性散射形式)产生的，并且与激发激光具有相同的波长。一小部分被散射的光子是由称为拉曼散射的非弹性散射过程产生的。虽然与瑞利散射光子相比，光子的数量相对较少，但这些光子的波长和强度携带有关特定化学键存在的定性和定量信息。在给定的拉曼光谱中，出现在特定波数位置的一组峰可以被描述为识别特定化学物质的“指纹”，同时，峰的高度可以与这种化学物质的浓度有关。
多组分分析是拉曼光谱的应用之一。在过去的二十年里，许多研究小组提出了光学拉曼装置，专门设计来提高该技术测量多组分浓度的能力。这些系统是专门设计的，以减少整体方法的错误，这反过来允许增加所调查的混合物中分析物的数量，以及降低可测量的特定化学品的浓度限制。
图1
在这类的第一个实验中，使用如上图1所示的基本拉曼设置来定量水溶液中的葡萄糖、尿素和乳酸，将波长为514.5 nm、功率为10 mW的氩离子激光器对准样品容器。散射光相对于入射光路90°收集入采集光路。采集路径采用陷波滤波器去除瑞利散射光子，将拉曼散射光子传输到1200线/mm光栅光谱仪。记录4个积分时间为10s的拉曼光谱，然后取其平均值。这种基本的拉曼设置在后来的许多实验中也被使用。
图2
不久后的新方案中采用了近红外拉曼光谱仪，该光谱仪在样品穿透和背景信号减弱方面具有优势，可以预测盐水中葡萄糖、乳酸和肌酐的浓度。方案中使用了一束光纤，以便于在不牺牲光谱分辨率的情况下，将更多的光子从样本上的大面积传送到光谱仪的入口狭缝。实验的设置如上图2所示：本实验使用的激发源为200 mW的830氩离子激光泵浦染料激光器。后向散射的光子通过二色分束器被光纤束采集。实验中记录光谱的曝光时间为100秒。
图3
根据上述实验经验与结果，新的方案提出在收集路径中替换使用抛物面镜，进一步增加可以记录的拉曼散射光子的数量，如上图3所示。这种类型的拉曼系统已经被许多不同的研究小组证明可以有效地测量血液分析物的浓度。
图4
另一种强大的拉曼多分量分析方法是使用液芯光纤(LCOF)。该方法通过将样本注入LCOF而不是传统的样本容器，能够显著提高采集光谱的信噪比(SNR)，从而使采集体积显著增大。典型的LCOF拉曼设置如上图4所示。当使用LCOF技术时，根据比尔-朗伯定律考虑收集的光谱的衰减和吸收是很重要的。这是通过记录白光参考光谱来实现的，从这个参考光谱可以计算LCOF中依赖波长的光损失系数。LCOF拉曼系统的可行性和优越性已经被相关技术人员证实，它可以在几秒钟内获得高质量的预测结果。与所有其他系统设计相比，LCOF拉曼系统是最适合进行多组分分析的系统，并且需要最短的采集时间。尽管LCOF方法具有很高的性能，但其整体性能从根本上受到样品中水的喷射噪声的限制。尽管散射较弱，高浓度的水的结果是一个相对强的光滑光谱。这可以用增强乘性散射校正（EMSC）算法来抵消，但是散粒噪声永远不能被去除。
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