LABOREXPO 2022: Kompaktní FTIR a Ramanovy spektrometry: Plnohodnotné řešení pro každou laboratoř

Obsah

1. O nás
2. Úvod do FTIR spektroskopie
3. Kompaktní FTIR spektrometry ALPHA II
4. Úvod do Ramanovy spektrometrie
5. Ruční Ramanův spektrometr BRAVO

BRUKER Optics

• Ettlingen, Německo
• Od roku 1974
• Od vědeckých až po rutinní přístroje
• Priority: kvalita, inovativnost, flexibilita

Nejinovativnější výrobce v oblasti FTIR a Ramana

• FT-IR spektrometry (ALPHA II, INVENIO, VERTEX)

• FT-IR mikroskopy (LUMOS II, HYPERION II)

  • Kombinace FTIR a optické mikroskopie

• Ramanovy (mikro)spektrometry (BRAVO, MultiRAM, SENTERRA II, RamanScope)

• NIR spektrometry (TANGO, MPA II)

• Procesní spektrometry (MATRIX-MF, MATRIX-F)

  • Online FTIR a NIR monitoring procesů v reálném čase

• Analýza plynů a vzdálená analýza (Matrix-MG, OMEGA, EM27, OPS, HI90, SIGIS 2)

  • Dedikované plynné analyzátory (OMEGA, Matrix-MG)
  • Chemický imaging v reálném čase na dlouhé vzdálenosti (km)

FTIR spektroskopie - úvod

Infračervené záření

Optik Instruments: Infračervené záření

Infračervené spektrum vody (H₂O)

Optik Instruments: Infračervené spektrum vody (H₂O)

Infračervená (IR) spektra:

Optik Instruments: nfračervená (IR) spektra

Výhody FT-IR Spektroskopie

Osvědčená technika se spolehlivými reprodukovatelnými výsledky

• ASTM E168 Standard Practices for General Techniques of Infrared Quantitative Analysis

• ASTM E1252 Standard Practice for Obtaining FTIR spectra for Qualitative Analysis

• Použitelné pro většinu látek – tuhé, kapalné, plynné, černé vzorky, pasty, gumy, gely…

• Nedestruktivní analýza

• Minimální až žádná příprava vzorku

• Krátký čas analýzy

• Nízké provozní náklady

• Jednoduché ovládání

• Dlouhá životnost

FT-IR instrumentace

Instrumentace pro laboratoře

Co laboratoř potřebuje?

1. Flexibilitu – přizpůsobení přístroje svému využití
2. Dlouhou životnost, nízké náklady
3. Výkonný systém

FRIT spektrometr ALPHA II

1. Flexibilita Modulární design

• Rutinní aplikace, kontrola kvality, výzkum a vývoj
• Modulární design
• Transmise/Reflexe/ATR/Difůzní reflexe
• Kufr pro přenos
• Dotykové PC/notebook
• WiFi komunikace s PC

Optik Instruments: FRIT spektrometr ALPHA II - Modulární design

Široké databáze spekter:

ATR Complete >26.000 spekter, 50% sleva

• Substance classes: polymers, monomers, additives, plasticizer, fillers, building materials, cosmetics, excipients, organic and inorganic chemicals, biochemicals, fibres, proteins, fatty acids, lipids, ingredients, natural products, silicon containing compounds, solvents, pesticides, pollutants, semiconductors, dyes, paints, coatings, food, food additives, minerals, lubricants, surfactants, kidney stones, pharmaceuticals, and drugs

• Široké spektrum doprovodných informací: CAS number, molecular formula, chemical structure, molecular weight for pure chemical substances

ATR Forensic/ATR polymer

• 10,000 spekter, 50% sleva

Bruker plus

• 10,000 spekter za dobrou cenu, chemické, farmaceutické, polymerní a forenzní látky

A stovky dedikovaných knihoven

2. Dlouhá životnost, nízké náklady

• Robustní kovová skříň

• Diodový kalibrační laser

• Prémiový nelepený ATR krystal

• Prodloužené záruky

  • laser 10 let!
  • IČ zdroj 5 let!
  • ATR krystal 10 let!

• Nutnost pravidelného seřizování optiky, poruchovost, náchylnost na vibrace

• Bruker používá tzv. permanentně seřízenou optiku odolnou vůči mechanickým vlivům

• Přenos přístroje, robustnost, žádné servisní náklady atd.

• Záruka 10 let na interferometr

Bruker: Robustnost, dlouhá životnost, nízké náklady

3. Výkonnost FTIR systému

• Poměr signál-ku-šumu ovlivňuje výrazně limity detekce:

Bruker: Výkonnost FTIR systému

Poměr signál-ku-šumu: 55.000:1!

ALPHA II má o téměř 50% vyšší citlivost oproti jiným kompaktním systémům

Bruker: Výkonnost FTIR systému Signal vs šum

Další parametry jsou na tom obdobně:

• Rozsah: 8.000 - 350 cm¯¹
• Přesnost vlnové délky: 0.05 cm¯¹
• Rozlišení: > 0.8 cm¯¹

ALPHA II je plnohodnotný FTIR pro rutinní aplikace, laboratorní praxi i základní výzkum

Ramanova spektroskopie - úvod

• Ramanova spektroskopie - princip

Optik Instruments: Ramanova spektroskopie - princip

• Měření přes obaly

• Ještě nižší nároky na úpravu vzorku

• Širší nabídka malých přenosných přístrojů

• Ještě větší kompaktnost

• x Horší selektivita (fluorescence)

• x Možnost degradace vzorku

• x Nutnost volby vhodného laseru pro daný vzorek (1064 - 785)

Ramanova spektroskopie - instrumentace

BRAVO

• ruční Raman nové generace

1. Flexibilita

• Šikovný software pro snadné ovládání
• WiFi i Ethernet komunikace s PC, vzdálené ovládání systému
• Dokovací stanice – připojení spektrometru a využití jako stolního přístroje
• IntelliTipTM – vyměnitelné připojené měřící nástavce

Bruker: BRAVO Raman

Bruker: IntelliTip

2. Robustnost, dlouhá životnost, nízké náklady

• Utěsněná přístrojová skříň – krytí IP54
• Odolnost proti vibracím a otřesům
• Robustní provedení
• Nulové provozní náklady

3. Výkonnost systému

• Klíčové technologie – DuoLASERTM

• Oba LASERY třída 1M (nízký výkon, minimální riziko - poškození vzorku, není třeba ochranných pomůcek)

Bruker: DuoLaser

• Klíčová technologie – Sekvenčně posunutá excitace SSE

• Skvělá přesnost vlnové délky - typicky < 1 cm¯¹

Bruker: Sekvenčně posunutá excitace SSE

Jak vzniká spektrum?

• Sekvenčně posunutá excitace
• Dva lasery

Bruker: Jak vzniká spektrum

S BRAVEM máte laboratoř ve svých rukou.

Bruker: BRAVO spektrum

Souhrn

• Shrnutí základů k technikám FTIR a Ramanovy spektrometrie

• Ukázka pokročilých technologií u kompaktních přístrojů

• FTIR spektrometr ALPHA a ruční Raman BRAVO lze využít jako plnohodnotné stolní laboratorní přístroje