Infrared/Raman Microscope AIRsight

Význam tématu

Kombinace infračervené (FTIR) a Ramanovy mikroskopie v jedné platformě umožňuje získat komplementární molekulární informace z téže pozice vzorku. Tato synergie zvyšuje přesnost kvalitativní analýzy organických i anorganických látek a zjednodušuje pracovní postupy v průmyslové a výzkumné analytické chemii.

Cíle a přehled studie

Cílem je představit systém AIRsight, který integruje FTIR a Raman mikroskopii do jediné platformy pro měření ve stejném místě. Přístroj podporuje rychlou výměnu mezi analyzačními režimy, přehledné softwarové ovládání a úsporu prostoru. Ukázky aplikací ilustrují jeho využití pro analýzu kontaminantů, pigmentů, mikroplastů, uhlíkových povrchů, materiálů v bateriích, polymorfních krystalů a vícevrstvých filmů.

Použitá metodika a instrumentace

• Model AIRsight spojený s FTIR spektrometrem (IRTracer-100 nebo IRXross) a Raman spektrometrem se zdroji 532 nm a 785 nm.
• Objektivní čočky 50× a 100×, širokoúhlá kamera, XYZ korekce pro přesné zaměření.
• Detektory FTIR: T2SL (s LN2), TEC MCT, DLATGS.
• Software AMsolution pro měření, analýzu, mapování (transmise, reflexe, ATR) a tvorbu chemogramů.
• Volitelné moduly: High-Speed Mapping Program, Particle Analysis, KnowItAll, knihovny degradovaných plastů, kontaminantů a farmakopejní validace (JP, USP, EP, ChP).

Hlavní výsledky a diskuse

• Analýza kontaminantů na povrchu tablet: identifikace mannitolu (FTIR) a oxidů železa (Raman).
• Pigmenty na dřevě: detekce BaSO4 (FTIR) a Pb3O4 (Raman) u vzácných historických vzorků.
• Mikroplasty: rozpoznání polystyrenu na částicích od 1 do 115 µm.
• DLC filmy: kvantifikace rušení krystalové struktury a koncentrace vodíku pomocí Ramanových parametrů I(D)/I(G), FWHM(G) a log(N(G)/I(G)).
• Bateriové elektrody: Raman area mapping grafitu pro vizualizaci distribuce strukturního pásu G.
• Polymorfní krystaly: rozlišení monohydrátu a bezvodého kofeinu podle charakteristických Ramanových pásů.
• Vícevrstvé a povrchové filmy: kombinované mapování FTIR a Raman pro vizualizaci složek (ftaláty, TiO2) i hloubková analýza degradace akrylové vrstvy.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost měření organických i anorganických látek na tomtéž místě bez posuvu vzorku minimalizuje chybovost.
• Rychlé přepínání režimů šetří čas a prostor v laboratoři.
• Vysoká prostorová a hloubková rozlišovací schopnost umožňuje analýzu mikroskopických i průsvitných vzorků.
• Integrovaná softwarová řešení zajišťují automatizaci, tvorbu knihoven, vyhledávání a vizualizaci dat.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace umělé inteligence, IoT a strojového učení pro automatickou diagnostiku a interpretaci spekter.
• Rozšíření knihoven o degradované polymerní materiály a nové aplikace v oblastech životního prostředí a forenzní analýzy.
• Vývoj rychlých technik mapování a 3D chemického zobrazování v prostorových osách X–Y–Z.

Závěr

Kombinovaný FTIR/Raman mikroskopický systém AIRsight nabízí univerzální a efektivní platformu pro kvalitativní i kvantitativní analýzu drobných vzorků. Umožňuje komplexní chemické zobrazení, zrychluje workflow a rozšiřuje možnosti průmyslových i výzkumných aplikací.

Reference

• Shimadzu Application News No.01-00394: Analýza kontaminantů na farmaceutickém tabletě
• Shimadzu Application News No.01-00395: Analýza pigmentu na dřevěném povrchu
• Shimadzu Application News No.01-00396: Analýza mikroplastu
• Shimadzu Application News No.01-00397: Analýza DLC filmu
• Shimadzu Application News No.01-00465: Analýza vícevrstvého filmu