<h3>Obsah</h3>
<ol>
<li>O nás</li>
<li>Úvod do FTIR spektroskopie</li>
<li>Kompaktní FTIR spektrometry ALPHA II</li>
<li>Úvod do Ramanovy spektrometrie</li>
<li>Ruční Ramanův spektrometr BRAVO</li>
</ol>
<h3>BRUKER Optics</h3>
<ul>
<li>Ettlingen, Německo</li>
<li>Od roku 1974</li>
<li>Od vědeckých až po rutinní přístroje</li>
<li>Priority: kvalita, inovativnost, flexibilita</li>
</ul>
<h5>Nejinovativnější výrobce v oblasti FTIR a Ramana</h5>
<ul>
<li>FT-IR spektrometry (ALPHA II, INVENIO, VERTEX)
</li>
<li>FT-IR mikroskopy (LUMOS II, HYPERION II)
<ul>
<li>Kombinace FTIR a optické mikroskopie</li>
</ul>
</li>
<li>Ramanovy (mikro)spektrometry (BRAVO, MultiRAM, SENTERRA II, RamanScope)
</li>
<li>NIR spektrometry (TANGO, MPA II)
</li>
<li>Procesní spektrometry (MATRIX-MF, MATRIX-F)
<ul>
<li>Online FTIR a NIR monitoring procesů v reálném čase</li>
</ul>
</li>
<li>Analýza plynů a vzdálená analýza (Matrix-MG, OMEGA, EM27, OPS, HI90, SIGIS 2)
<ul>
<li>Dedikované plynné analyzátory (OMEGA, Matrix-MG)</li>
<li>Chemický imaging v reálném čase na dlouhé vzdálenosti (km)</li>
</ul>
</li>
</ul>
<h3>FTIR spektroskopie - úvod</h3>
<h5>Infračervené záření</h5>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Infracervene_zareni_11d7274643/Optik-Instruments-Infracervene-zareni.jpg" alt="Optik Instruments: Infračervené záření"/>
<h5>Infračervené spektrum vody (H₂O)</h5>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Infracervene_spektrum_vody_H_O_c0a579fc91/Optik-Instruments-Infracervene-spektrum-vody-(HO).jpg" alt="Optik Instruments: Infračervené spektrum vody (H₂O)"/>
<h5>Infračervená (IR) spektra:</h5>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_IR_c94f775998/Bruker-IR.jpg" alt="Optik Instruments: nfračervená (IR) spektra"/>
<h3>Výhody FT-IR Spektroskopie</h3>
Osvědčená technika se spolehlivými reprodukovatelnými výsledky
<ul>
<li>ASTM E168 Standard Practices for General Techniques of Infrared Quantitative Analysis
</li>
<li>ASTM E1252 Standard Practice for Obtaining FTIR spectra for Qualitative Analysis
</li>
<li>Použitelné pro většinu látek – tuhé, kapalné, plynné, černé vzorky, pasty, gumy, gely…
</li>
<li>Nedestruktivní analýza
</li>
<li>Minimální až žádná příprava vzorku
</li>
<li>Krátký čas analýzy
</li>
<li>Nízké provozní náklady
</li>
<li>Jednoduché ovládání
</li>
<li>Dlouhá životnost
</li>
</ul>
<h3>FT-IR instrumentace</h3>
<h5>Instrumentace pro laboratoře</h5>
Co laboratoř potřebuje?
<ol>
<li>Flexibilitu – přizpůsobení přístroje svému využití</li>
<li>Dlouhou životnost, nízké náklady</li>
<li>Výkonný systém</li>
</ol>
<h4>FRIT spektrometr ALPHA II</h4>
<h4>1. Flexibilita Modulární design</h4>
<ul>
<li>Rutinní aplikace, kontrola kvality, výzkum a vývoj</li>
<li>Modulární design</li>
<li>Transmise/Reflexe/ATR/Difůzní reflexe</li>
<li>Kufr pro přenos</li>
<li>Dotykové PC/notebook</li>
<li>WiFi komunikace s PC</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_FRIT_spektrometr_ALPHA_II_Modularni_design_348ddb2df7/Optik-Instruments-FRIT-spektrometr-ALPHA-II-Modularni-design.jpg" alt="Optik Instruments: FRIT spektrometr ALPHA II - Modulární design"/>
<h4>Široké databáze spekter:</h4>
<h5>ATR Complete &gt;26.000 spekter, 50% sleva</h5>
<ul>
<li>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
</li>
<li>Široké spektrum doprovodných informací: CAS number, molecular formula, chemical structure, molecular weight for pure chemical substances
</li>
</ul>
<h5>ATR Forensic/ATR polymer</h5>
<ul>
<li>10,000 spekter, 50% sleva</li>
</ul>
<h5>Bruker plus</h5>
<ul>
<li>10,000 spekter za dobrou cenu, chemické, farmaceutické, polymerní a forenzní látky</li>
</ul>
<h5>A stovky dedikovaných knihoven</h5>
<h4>2. Dlouhá životnost, nízké náklady</h4>
<ul>
<li>Robustní kovová skříň
</li>
<li>Diodový kalibrační laser
</li>
<li>Prémiový nelepený ATR krystal
</li>
<li>Prodloužené záruky
<ul>
<li>laser 10 let!</li>
<li>IČ zdroj 5 let!</li>
<li>ATR krystal 10 let!</li>
</ul>
</li>
<li>Nutnost pravidelného seřizování optiky, poruchovost, náchylnost na vibrace
</li>
<li>Bruker používá tzv. permanentně seřízenou optiku odolnou vůči mechanickým vlivům
</li>
<li>Přenos přístroje, robustnost, žádné servisní náklady atd.
</li>
<li>Záruka 10 let na interferometr
</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Robustnost_dlouha_zivotnost_nizke_naklady_de1cdb08c5/Bruker-Robustnost-dlouha-zivotnost-nizke-naklady.jpg" alt="Bruker: Robustnost, dlouhá životnost, nízké náklady"/>
<h4>3. Výkonnost FTIR systému</h4>
<ul>
<li>Poměr signál-ku-šumu ovlivňuje výrazně limity detekce:</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Vykonnost_FTIR_systemu_a2f6aa94a2/Bruker-Vykonnost-FTIR-systemu.jpg" alt="Bruker: Výkonnost FTIR systému"/>
Poměr signál-ku-šumu: 55.000:1!
ALPHA II má o téměř 50% vyšší citlivost oproti jiným kompaktním systémům
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Vykonnost_FTIR_systemu_Signal_vs_sum_27aad0182f/Bruker-Vykonnost-FTIR-systemu-Signal-vs-sum.jpg" alt="Bruker: Výkonnost FTIR systému Signal vs šum"/>
<h5>Další parametry jsou na tom obdobně:</h5>
<ul>
<li>Rozsah: 8.000 - 350 cm¯¹</li>
<li>Přesnost vlnové délky: 0.05 cm¯¹</li>
<li>Rozlišení: &gt; 0.8 cm¯¹</li>
</ul>
ALPHA II je plnohodnotný FTIR pro rutinní aplikace, laboratorní praxi i základní výzkum
<h3>Ramanova spektroskopie - úvod</h3>
<ul>
<li>Ramanova spektroskopie - princip</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Ramanova_spektroskopie_princip_40a6f2f04e/Optik-Instruments-Ramanova-spektroskopie-princip.jpg" alt="Optik Instruments: Ramanova spektroskopie - princip"/>
<ul>
<li>Měření přes obaly
</li>
<li>Ještě nižší nároky na úpravu vzorku
</li>
<li>Širší nabídka malých přenosných přístrojů
</li>
<li>Ještě větší kompaktnost
</li>
<li>x Horší selektivita (fluorescence)
</li>
<li>x Možnost degradace vzorku
</li>
<li>x Nutnost volby vhodného laseru pro daný vzorek (1064 - 785)
</li>
</ul>
<h3>Ramanova spektroskopie - instrumentace</h3>
<h5>BRAVO</h5>
<ul>
<li>ruční Raman nové generace</li>
</ul>
<h4>1. Flexibilita</h4>
<ul>
<li>Šikovný software pro snadné ovládání</li>
<li>WiFi i Ethernet komunikace s PC, vzdálené ovládání systému</li>
<li>Dokovací stanice – připojení spektrometru a využití jako stolního přístroje</li>
<li>IntelliTipTM – vyměnitelné připojené měřící nástavce</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_BRAVO_Raman_021365b5cd/Bruker-BRAVO-Raman.jpg" alt="Bruker: BRAVO Raman"/> 
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Intelli_Tip_49435fbed7/Bruker-IntelliTip.jpg" alt="Bruker: IntelliTip"/>
<h4>2. Robustnost, dlouhá životnost, nízké náklady</h4>
<ul>
<li>Utěsněná přístrojová skříň – krytí IP54</li>
<li>Odolnost proti vibracím a otřesům</li>
<li>Robustní provedení</li>
<li>Nulové provozní náklady</li>
</ul>
<h4>3. Výkonnost systému</h4>
<ul>
<li>Klíčové technologie – DuoLASERTM
</li>
<li>Oba LASERY třída 1M (nízký výkon, minimální riziko - poškození vzorku, není třeba ochranných pomůcek)
</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Duo_Laser_77bf27d2dc/Bruker-DuoLaser.jpg" alt="Bruker: DuoLaser"/>
<ul>
<li>Klíčová technologie – Sekvenčně posunutá excitace SSE
</li>
<li>Skvělá přesnost vlnové délky - typicky &lt; 1 cm¯¹
</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Sekvencne_posunuta_excitace_SSE_ce73314078/Bruker-Sekvencne-posunuta-excitace-SSE.jpg" alt="Bruker: Sekvenčně posunutá excitace SSE"/>
<h5>Jak vzniká spektrum?</h5>
<ul>
<li>Sekvenčně posunutá excitace</li>
<li>Dva lasery</li>
</ul>
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_Jak_vznika_spektrum_68a393cf97/Bruker-Jak-vznika-spektrum.jpg" alt="Bruker: Jak vzniká spektrum"/>
S BRAVEM máte laboratoř ve svých rukou.
<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Bruker_BRAVO_spektrum_f8bdb16464/Bruker-BRAVO-spektrum.jpg" alt="Bruker: BRAVO spektrum"/>
<h3>Souhrn</h3>
<ul>
<li>Shrnutí základů k technikám FTIR a Ramanovy spektrometrie
</li>
<li>Ukázka pokročilých technologií u kompaktních přístrojů
</li>
<li>FTIR spektrometr ALPHA a ruční Raman BRAVO lze využít jako plnohodnotné stolní laboratorní přístroje
</li>
</ul>

Kompaktní FTIR a Ramanovy spektrometry: Plnohodnotné řešení pro každou laboratoř

Letošní ročník veletrhu LABOREXPO 2024 se blíží a kromě návštěvy stánků je možné se zúčastnit dvoudenního programu odborných a produktových prezentací.
Zveme Vás na přednášku Ing. Martina Klimička (OPTIK INSTRUMENTS) s názvem Kam směřuje FTIR a Ramanova spektrometrie? Nové technologie, kde je hledat a jak je využít, která se koná ve čtvrtek 6. 6. v čase 12:00 - 12:20 hod.
<ul>
<li>Název přednášky: Kam směřuje FTIR a Ramanova spektrometrie? Nové technologie, kde je hledat a jak je využít</li>
<li>Přednášející: Ing. Martin Klimiček (OPTIK INSTRUMENTS) </li>
<li>Místo: Otevřený prostor konferenčního sálu č. 7 ve vstupní hale I</li>
<li>Termíny: 12:00 - 12:20 (5.6 a 6. 6. 2024)</li>
</ul>
<h3>ABSTRAKT</h3>
<ul>
<li>Klíčová slova: FTIR, Raman, Mikroskopie, FPA, QCL, AI, analýza, informační databáze</li>
</ul>
FTIR a Ramanova spektroskopie jsou velmi populární a univerzální techniky, které se hojně využívají jak ve špičkovém výzkumu, tak v průmyslových aplikacích. Nabízejí možnost rychlé a nedestruktivní kvalitativní a kvantitativní analýzy široké škály látek. V kombinaci s mikroskopií se stávají předními nástroji pro analýzu mikroplastů, polovodičů nebo tkání.
V současné době se i tyto technologie vydávají cestou mechanizace a automatizace softwaru, což výrazně zjednodušuje proces analýzy a zvyšuje uživatelský komfort. Do interpretace výsledků se stále více zapojují algoritmy umělé inteligence a metody strojového učení, které postupně eliminují nedokonalosti lidského faktoru a zvyšují spolehlivost výsledků. V oblasti hardwaru představují průlom nové technologie, jako jsou detektory Focal Plane Array (FPA), kvantové kaskádové lasery (QCL) a Line-Shaped lasers, které umožňují o několik řádů rychlejší sběr dat.
Veškeré informace o těchto technologiích, stejně jako o dalších moderních trendech v oblasti FTIR-u a Ramana, najdete na našich webových stránkách. Vytváříme nejširší informační databázi o těchto technologiích, jejich praktickém využití a budujeme tak spektroskopickou komunitu od studentů až po špičkové odborníky v oboru.
Ať už chcete lépe porozumět současným trendům, nebo jen potřebujete vyřešit konkrétní analytický problém, rádi přispějeme svými odbornými znalostmi.

 Přednáška LABOREXPO 2024: Kam směřuje FTIR a Ramanova spektrometrie? Nové technologie, kde je hledat a jak je využít.

Ramanova spektrometrie patří do skupiny technik molekulové vibrační spektrometrie. Jedná se o techniku, která si díky svým přednostem vydobyla významnou pozici v oblasti chemické analýzy. Za přednosti lze považovat nedestruktivnost, časovou nenáročnost, nízké provozní náklady, nízké požadavky na úpravu vzorku, možnost měření přes obalový materiál aj. Jako taková zároveň dokáže podat důležitou informaci o chemické struktuře látky.Vzhledem k neustálému vývoji instrumentace se tato technika stává dostupnější, účinnější a nachází také stále širší uplatnění. Velké oblibě se těší ruční přístroje nebo mikroskopy, které kombinují Ramanovu spektrometrii s optickou mikroskopií. Využití dnes Ramanova spektrometrie běžně nachází v mnoha oblastech chemického výzkumu i průmyslu, ve farmacii, geologii, biologii, lékařství atd.Následující článek popisuje nejnovější technologie v oblasti Ramanovy spektrometrie, a to vše na příkladech <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1324">ručního Ramanova spektrometru BRAVO</a> a <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1330">Ramanova mikroskopu Senterra II</a> od německého výrobce Bruker Optics.<h4>Ruční Ramanova spektrometrie</h4>Ruční Ramanovy spektrometry jsou předurčené pro rychlou kontrolu kvality chemikálií ve farmaceutické či chemické výrobě nebo pro forenzní aplikace. Minimalizace rozměrů umožňuje snadnou manipulaci s přístrojem a analýzu látek in-situ ve skladu, bez nutnosti otevírání obalu. Nevýhodou je obvykle zhoršená spektrální kvalita takových přístrojů, která komplikuje vyhodnocení naměřených spekter a využití této instrumentace i pro další aplikace.<a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1324">Ruční Ramanův spektrometr BRAVO</a> (obr. 1) byl německým výrobcem Bruker Optics původně vyvinut za účelem verifikace chemikálií ve farmacii a tomu odpovídá i hardwarová výbava (čtečka čárových kódu, hlava pro vialky/pevné látky) a jednoduchost ovládání prostřednictvím dotykového displeje a inovativního softwaru OPUS Touch™, který odkáže provést operátora procesem identifikace či verifikace pouhými několika dotyky na obrazovce (viz obr 2), a krom toho také umožňuje velmi jednoduchou správu a restrikci uživatelských účtů, pro práci ve validovaném prostředí.BRAVO díky několika patentovaným prvkům dosahuje velmi vysoké spektrální kvality (srovnání obr. 3) a je proto považováno za ruční Ramanův spektrometr nové generace.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_562411269b.jpg" alt="Optik Instruments s.r.o.: Obr. 1 – Ruční Ramanův spektrometr BRAVO." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_562411269b.jpg 156w," sizes="100vw" width="800" height="800"><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_2_009148d317.jpg" alt="Optik Instruments s.r.o.: Obr. 2 – Proces analýzy na BRAVU –– změřit, vyhodnotit, zobrazit výsledek. " srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_2_009148d317.jpg 245w," sizes="100vw" width="3900" height="1279"><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_3_bfa0f405d8.jpg" alt="Optik Instruments s.r.o.: Obr. 3 – Srovnání spektrální kvality BRAVA se stolním FT-Ramanovým spektrometrem a se spektrometrem s excitačním laserem 785 nm." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_3_bfa0f405d8.jpg 238w," sizes="100vw" width="1129" height="739">První z klíčových patentovaných technologií je DuoLaserTM. BRAVO i přes malé rozměry disponuje dvěma excitačními lasery (s excitační energií ve VIS a NIR oblasti) a při měření využívá oba lasery současně – VIS na část spektra s nižšími vlnočty, NIR na část s vyššími vlnočty – software následně obě spektra spojí. Výhodou z toho plynoucí je široký spektrální rozsah BRAVA, který lze rozšířit až na 3200 – 170 cm-1 a zahrnuje tedy jak oblast uhlovodíkových řetězců, tak i oblast vibrací vazeb tvořených těžšími atomy. Další výhodou je také relativně vysoký S/N poměr, protože každý laser je využíván primárně na oblast, kde dosahuje vyšší citlivosti. Za zmínku stojí také nízký výkon obou laserů – s bezpečnostní třídou 1M není třeba žádných ochranných pomůcek. Snížený výkon laserů pod 100 mW plně dostačuje pro měření vzorků a zároveň minimalizuje riziko jejich degradace. Další patentovanou technologií je SSETM (sekvenčně posunutá excitace). BRAVO při měření několikrát nepatrně změní excitační energii na obou svých vestavěných laserech, což má za následek posun energií Ramanova signálu. Fluorescence naopak zůstává na stejných energetických hladinách. BRAVO pomocí patentované technologie SSETM dokáže odlišit proměnlivý Ramanovský signál od statické fluorescence a fluorescenci tímto způsobem ze spekter eliminovat. Díky SSETM je BRAVEM možné měřit i vzorky, které jsou obvykle Ramanovou spektroskopií obtížně měřitelné.Výkonnost BRAVA měla za následek zvýšený zájem i ze strany ne-farmaceutických analytických laboratoří a také z mnoha oblastí R&amp;D. Příkladem využití je rychlá kontrola kvality a orientační kvantifikace látek v průmyslové výrobě, identifikace neznámých látek vč. potenciálních výbušnin (forenzní analýza), chemická analýza minerálů (mineralogie), analýza chemického složení barviv a pigmentů přímo na uměleckých dílech (restaurátorství) aj.Softwarové vybavení BRAVA s nedávnými upgrady taktéž přispívá využití přístroje i jako plnohodnotného výzkumného spektrometru. Umožnuje snadnou změnu experimentálních parametrů pomocí PC, identifikaci neznámých látek a také využití komerčních knihoven přímo v zařízení (cca 20.000 spekter). Z hardwarových změn stojí za zmínku rostoucí škála příslušenství např. měřící hlavy pro SERS, práškové vzorky, tablety nebo pro nastavení fokusu záření na vzorek. V dnešní době tak uplatnění mimo farmacii nachází více než třetina všech instalovaných jednotek. Řada laboratoří BRAVO využívá dokonce jako stolní spektrometr.<h4>Hybridní Ramanova mikroskopie</h4>Klíčovou otázku v oblasti Ramanovy spektroskopie může hrát volba vhodného laseru pro optimální excitaci vzorku. S rostoucí vlnovou délkou laseru klesá citlivost, resp. intenzita rozptýleného záření, ale na druhé straně roste také pravděpodobnost excitace elektronů na vyšší hladiny s následnou fluorescencí při de-excitaci. Fluorescence jako mnohem intenzivnější jev překryje sledovaný Ramanův rozptyl.Obecně je tedy úkolem analytika vhodně zvolit excitační laser. To s sebou přináší komplikace, jelikož pro lasery ve VIS oblasti se používá jako disperzní prvek mřížka a detekuje se pomocí plošných detektorů a pro NIR lasery se využívá modulaci svazku pomocí interferometru a jedno-elementová detekce. V praxi je pak nutné mít dva různé přístroje pro maximální možnost volby excitačního laseru (obr. 4).<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_4_57596bf84c.jpg" alt="Optik Instruments s.r.o.: Obr. 4 – Srovnání výhod disperzní FT-Ramanovy spektrometrie." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_4_57596bf84c.jpg 245w," sizes="100vw" width="769" height="350">Bruker přišel s tzv. Hybridní Ramanovou spektroskopií, kdy <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1330">vysoce automatizovaný disperzní mikroskop Senterra II</a> (obr. 5) umožňuje excitaci pomocí 3 různých laserů ve VIS oblasti a současně také umožňuje vstup interferometricky modulovaného optického svazku z NIR laseru (z FT-Ramanova spektrometru MultiRAM) a jeho následnou detekci pomocí vysoce-citlivého jedno-elementového detektoru. V jedné konfiguraci je tak možné mít disperzní i FT-Ramanův spektrometr a kombinovat tak lze až 4 různé excitační lasery v rozsahu 488 – 1064 nm. S přihlédnutím k dalším technickým prvkům představuje Senterra II skutečně nový level v kompaktnosti. Těmito prvky jsou např. možnost automatizované výměny mřížky pro vyšší rozlišení, automatické přepínání mezi lasery, permanentní kalibrace x-ové osy, konfokální optika a v neposlední řadě all-in-one spektroskopický software OPUS pro automatizované ovládání přístroje, měření, úpravu dat, vyhodnocení a reporting. Software OPUS disponuje mnohými funkcemi pro efektivní vyhodnocení spektroskopických dat – identifikace látek, kvantifikace (Lambert-Beerova i multivariantní analýza) a v také užitečnými funkcemi pro chemické mapování, které umožňují např. sledovat distribuci jednotlivých komponent ve vzorku (obr. 6) atd.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_5_c5111890d4.jpg" alt="Optik Instruments s.r.o.: Obr. 5 – Ramanův mikroskop Senterra II." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_5_c5111890d4.jpg 245w," sizes="100vw" width="960" height="473"><img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_6_1a9fd71ba6.jpg" alt="Optik Instruments s.r.o.: Obr. 6 – Zpracování mikroskopických dat v softwaru OPUS – sledování distribuce C-H vazeb ve vzorku." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_s_r_o_Nove_trendy_v_oblasti_Ramanovy_spektrometrie_6_1a9fd71ba6.jpg 225w," sizes="100vw" width="1073" height="744"><h4>Shrnutí inovací v oblasti Ramanovy spektrometrie</h4>Nové technologie implementované vývojáři z R&amp;D centra Bruker Optics do stávajících i nových zařízení rozšiřuji využitelnost přístrojů založených na Ramanově spektrometrii. Výsledkem nejnovějších patentů je ruční spektrometr BRAVO, který měří spektra s velmi dobrou spektrální kvalitou, srovnatelnou se stolními přístroji a Ramanův mikroskop Senterra II, který je schopen dosáhnout maximální flexibility při výběru excitační energie tak, aby byla selektivita Ramanovy spektrometrie co nejvíce potlačena.

Nové trendy v oblasti Ramanovy spektrometrie

Molekulární spektroskopie představuje skupinu komplementárních technik, které si díky svým četným výhodám vydobyly významnou pozici v oblasti chemické analýzy. Techniky jako infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), Ramanova spektroskopie nebo blízká infračervená spektroskopie (NIR) jsou obecně považovány za nedestruktivní, časově nenáročné, s nízkými provozními náklady a minimálními požadavky na úpravu vzorku. Jako takové zároveň dokáží podat spolehlivou informaci o chemické struktuře látky. Když se k tomuto výčtu přidá soulad s legislativními předpisy jako (GMP nebo CFR část 11), jsou shrnuty hlavní důvody, proč jsou IČ a Ramanovy spektrometry a mikroskopy nedílnou součástí farmaceutických laboratoří a farmaceutických výrobních zařízení. Tento článek shrnuje možnosti využití výše zmíněných technik ve farmacii s důrazem na mnohé technologické inovace z dílny Brukeru – předního výrobce přístrojového vybavení pro molekulární spektroskopii. Bruker nabízí ucelené portfolio produktů pro farmaceutický průmysl.<h4>Kontrola kvality vstupních surovin a produktů</h4>FTIR i Ramanova spektrometrie se používá pro rychlé porovnání chemismu látek (vstupních surovin, meziproduktů, či výsledných produktů) proti referenčním standardům či elektronickým knihovnám. Pro porovnávání spekter je využíváno různých pokročilých matematických postupů, jako je např. multivariantní nebo korelační analýza. Na těchto principech pracují např. přenosný <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1321">FTIR spektrometr ALPHA</a> nebo ruční <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1324">Ramanův spektrometr BRAVO</a> (obr.1).<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_f22230bedc.jpg" alt="Optik Instruments: Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů: Obr. 1 – QC pomocí ručního Ramanova spektrometru BRAVO ve farmacii." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_f22230bedc.jpg 245w," sizes="100vw" width="1085" height="376">Ruční Ramanův spektrometr BRAVO využívá konvenčně známých výhod Ramanovy spektrometrie, jako je možnost měření vzorku přes obalový materiál a intenzivnější signál u mnoha anorganických materiálů. Zároveň dokáže eliminovat největší nevýhodu této techniky – fluorescenci. Fluorescence je často velmi intenzivní, a proto zakrývá spektrální informaci z Ramanova rozptylu. BRAVO nepatrně mění excitační energii na obou svých vestavěných laserech, což má za následek posun energií Ramanova signálu. Fluorescence naopak zůstává na stejných energetických hladinách. BRAVO pomocí patentované technologie SSETM dokáže odlišit proměnlivý Ramanovský signál od statické fluorescence. Díky SSETM je BRAVEM možné měřit i vzorky, které jsou Ramanovou spektroskopií obtížně měřitelené. Důsledkem je i výborná spektrální kvalita (viz obr. 2). Tato unikátní funkcionalita v kombinaci se spektrálním rozsahem 300 – 3200 cm-1 a dvěma integrovanými lasery v oblastech VIS – NIR dedikuje BRAVO mimo jiné k verifikaci látek ve farmacii.<figure class="image"><img style="aspect-ratio:592/401;" src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_2_3d5d1bc25e.jpg" alt="Optik Instruments: Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů: Obr. 2 – Porovnání Ramanových spekter mastku v PE obalu. Červené spektrum měřeno pomocí stolního disperzního spektrometru, modré ručním Ramanovým spektrometrem BRAVO s potlačováním fluorescence SSETM." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_2_3d5d1bc25e.jpg 230w," sizes="100vw" width="592" height="401"></figure>NIR spektrometrie nabízí alternativu k výše zmíněným technikám. Vzhledem k lepší penetraci NIR záření do vzorku je brána spektrální informace z většího objemu. Doplňující příslušenství, jako rotátory pro nehomogenní vzorky či auto-samplery, proces analýzy velmi usnadní. Pro laboratorní analýzy se využívá Multi-Purpose-Analyzer (MPA), který obsahuje současně měřící sondy i měřící jednotky pro pevné látky a kapaliny ve vialkách. Pro rutinní kontrolu kvality vzorku konkrétního skupenství se používá zjednodušená verze MPA – TANGO. Vyhodnocení dat v NIR spektroskopii probíhá prostřednictvím multivariantní analýzy.<h4>Výzkum a vývoj farmaceutických produktů</h4>Neméně důležitou roli zastupuje molekulární spektroskopie v oblasti výzkumu a vývoje. Tam, kde je třeba identifikovat nové látky, je porovnávání spekter s komerčně dostupnými spektrálními knihovnami silným nástrojem. Výzkumný <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1327">FTIR spektrometr VERTEX</a> s FT-Ramanovým modulem RAM II (obr. 3) umožňuje kombinaci obou komplementárních technik na jednom zařízení. Pomocí softwaru Know-it-all od výrobce BioRad lze vyhledávat tzv. multidisciplinárně. Tzn. vyhledávací algoritmus je uplatněn zároveň na FTIR i Ramanovo spektrum neznámé látky a výsledky z obou technik jsou mezi sebou korelovány.<figure class="image"><img style="aspect-ratio:574/321;" src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_3_5488f4cbac.jpg" alt="Optik Instruments: Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů: Obr. 3 – FTIR spektrometr VERTEX 70 vybavený FT-Ramanovým modulem RAM II pro komplementární FTIR/Ramanovu analýzu látek." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_3_5488f4cbac.jpg 245w," sizes="100vw" width="574" height="321"></figure>Pro rozbor spekter je možné využít software OPUS, který je vybaven obzvláště širokým portfoliem funkcí pro úpravu a vyhodnocování. Pro jednoduchý rozbor individuálních pásů ve spektrech lze využít i funkcionalitu AnalyzeIt v softwaru Know-it-all (na obr. 4). Ta umožňuje spektrum rozložit na charakteristické vibrace funkčních skupin a efektivně tak pomoci s rozkrytím struktury neznámé látky.<figure class="image"><img style="aspect-ratio:818/438;" src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_4_05d5f9f64f.jpg" alt="Optik Instruments: Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů: Obr. 4 – Identifikace charakteristických pásů funkčních skupin ve spektru fenolu pomocí softwaru Know-it-all. " srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_4_05d5f9f64f.jpg 245w," sizes="100vw" width="818" height="438"></figure>Velmi důležitou oblastí ve farmaceutické analýze je diferenciace polymorfů – látek se stejným chemickým vzorcem, které však v důsledku rozdílné struktury vykazují rozdílné vlastnosti. FT- Ramanovy spektrometry RAM II a <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1332">MultiRAM</a> nabízejí širokou škálu možností pro citlivé odlišení krystalických struktur – například tzv. HTS (High Throughput Screening) rozšíření pro automatizovaná měření většího množství vzorků na standardizovaných vzorkovacích plátech.Kombinací FTIR a Ramanovy spektrometrie s optickou mikroskopií je možné získat spektrální informaci z podstatně menší plochy (řádově 1 μm) a provést tak mikroanalýzu vzorku. To je ve farmacii využíváno při analýze defektů, kontaminantů, či sledování distribuce složek ve směsi. Software OPUS/3D (obr. 5) umožní jednoduché pořízení optického snímku oblasti zájmu a jednoduchým kliknutím myši je následně zvoleno místo pro získání spektrální informace. Automatizovaný stolek nastaví požadované místo do ohniska excitačního záření a automaticky vykoná měření. Software i procedura je shodná pro všechny <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products?instrumentationItems=98&amp;manufacturerItems=8">mikroskopy Bruker</a> – &nbsp;automatizovaný IČ mikroskop LUMOS, R&amp;D mikroskop HYPERION 3000 nebo Ramanův disperzní mikroskop <a target="_blank" rel="noopener noreferrer" href="https://icpms.cz/products/1330">SENTERRA II</a>.<img src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_5_bf9ad098ac.jpg" alt="Optik Instruments: Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů: Obr. 5 – Chemické mapování vícevrstvé tablety pomocí mikroskopu HYPERION 3000 vybaveného ATR objektivem v kombinaci se softwarem OPUS/3D. Vlevo optický snímek, vpravo chemická mapa, dole FTIR spektra z vybraných bodů." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_5_bf9ad098ac.jpg 245w," sizes="100vw" width="1100" height="521">Výzkumný mikroskop HYPERION jde v mikroanalýze vzorků ještě dále. Využívá tzv. FPA (Focal Plane Array) detektor. Ten se skládá z pole čítajícího 128 × 128 dílčích MCT detektorů. Svazek IČ záření dopadající ze vzorku na detektor je rozdělen tak, že každý detektor zaznamená informaci z jiné oblasti. Tím je současně naměřeno 16.384 spekter a prostorového rozlišení takového měření je až 0,5 μm.&nbsp;<h4>Kontrola výrobních procesů</h4>Ve výrobních procesech se pro online kontrolu produktů a reaktantů využívají tzv. procesní spektrometry. Ty se od laboratorních liší tím, že jsou přizpůsobeny k instalaci do průmyslových provozů. Jejich design je uzpůsoben aplikaci. Jedná se o robustní přístroje často pracující v nepříznivých podmínkách. Měření probíhá pomocí vlákno-optických sond implementovaných do výrobního reaktoru, potrubí či dopravníku. Spektrometr je napojen do řídícího systému, a proto je možné na řídícím panelu monitorovat koncentraci či kvalitu produktu v reálném čase. Důležitá je volba vhodné sondy v závislosti na charakteru vzorku a fyzikálních podmínkách při měření (zvýšený tlak, teplota atd.). FT-NIR spektrometr MATRIX-F a FTIR spektrometr Matrix-MF patří mezi zástupce procesních spektrometrů od německého výrobce BRUKER. Každý přístroj má 6 portů, což umožňuje napojení 6ti různých sond na jedno zřízení. Toto je výhodné např. v etážovém reaktoru pro monitoring jednotlivých etáží. MATRIX je možné umístit i do výbušného prostředí vyžadující naplnění směrnice ATEX.<figure class="image"><img style="aspect-ratio:861/574;" src="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_6_b2d059a1ca.jpg" alt="Optik Instruments: Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů: Obr. 6 – Procesní FTIR spektrometr Matrix-MF určený pro monitoring procesů, vybavený dvěma sondami." srcset="https://storage.googleapis.com/labrulez-bucket-strapi-h3hsga3/thumbnail_Optik_Instruments_Vyuziti_molekularni_spektroskopie_ve_farmacii_prehled_instrumentace_Bruker_aplikaci_a_modernich_trendu_6_b2d059a1ca.jpg 234w," sizes="100vw" width="861" height="574"></figure><h4>Shrnutí využitelnosti molekulární spektroskopie ve farmacii</h4>V článku bylo nastíněno, nakolik důležitou technikou je molekulární spektroskopie. Nachází uplatnění ve všech fázích farmaceutické produkce – při kontrole vstupních surovin, monitoringu výrobního procesu i při kontrole meziproduktů a výsledných produktů. Důležitou roli hraje také v oblasti vývoje a výzkumu. Z těchto důvodů zaujímá molekulární spektroskopie ve farmacii zásadní postavení.

Využití molekulární spektroskopie ve farmacii – přehled instrumentace Bruker, aplikací a moderních trendů

Webináře

Aplikace

Akademie

Osobnosti

Plasty

Životní prostředí

Potraviny

Vody

Zdraví

Přednáška

Vědecký článek

Rozhovor

Toxikologie

Popularizace

Věda a výzkum

Software

Covid-19

Kariéra

Video

Článek

Laboratoře

Různé

Produkt

Poster

Nejbližší akce

Typ novinky

Zaměření

Vše ze světa analytické chemie na jednom místě. Propojujeme lidi při řešení jejich problémů. U nás naleznete všechny potřebné informace snadno, rychle a přehledně. Přestaňte hledat a začněte nacházet.

LabRulez

Naše společnost Optik Instruments nabízí FTIR a Ramanovy spektrometry a mikroskopy německého výrobce Bruker Optics využívajícího vlastní patentované hi-tech prvky a komponenty. Uplatňujeme mnohaleté zkušenosti s aplikací high-end, R&D, rutinních i procesních přístrojů ve vědě, laboratořích a průmyslu. Jsme distributorem pro Česko, Slovensko, Slovinsko a Chorvatsko, kde kromě distribuce zajišťuje také komplexní servis a plnohodnotnou aplikační podporu.

Optik Instruments s.r.o.

Představení nové série Reometru společně se softwarem RheoCompas

ALS Kurz Analýzou HYDRAULICKÝCH a TURBÍNOVÝCH olejů k větší efektivitě výroby

Svět měření na dosah: Potravinářské technologie

Novel Advancements in Trace Level Determination and Longterm Stability of Metals in TMAH and UPW matrices

Meet Compact-Q DEER Spectrometer, Your Gateway to Quantum Innovation

Process Raman: A Reliable and Versatile Tool For Downstream Process Monitoring and Control For mAB Production