Solutions for Contaminant Analysis

Význam tématu

Analýza kontaminantů je klíčová pro odhalení zdrojů znečištění v průmyslu a prevenci závad či zdravotních rizik. Díky kombinaci různých analytických přístupů lze přesně určit složení, velikost a původ cizorodých částic, což umožňuje rychlá nápravná opatření a zlepšení kvality výroby.

Cíle a přehled studie / článku

Tento materiál představuje komplexní postupy pro analýzu kontaminantů podle jejich velikosti a chemického složení. Popisuje výběr vhodných technik – od rentgenové fluorescenční spektrometrie (EDX) přes infračervenou spektroskopii (FTIR) a Ramanovy mikroskopy až po elektronovou mikroanalýzu (EPMA) – a ukazuje příklady aplikací na konkrétních vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro identifikaci kontaminantů byly využity následující metody:

• EDX (EDX-7200/8100): bezodrazová analýza elementárního složení mikročástic s vyměnitelným průměrem záření (1 mm, 0,3 mm).
• FTIR (IRSpirit + QATR-S, AIMsight): měření infračervených absorpčních spekter s ATR příslušenstvími a mikroskopickým rozlišením až do 10 µm.
• Raman (AIRsight na IRTracer-100): spektroskopie malých organických i anorganických vzorků transparentních substrátů.
• EPMA (EPMA-1720/8050G): elementární mapování a analýza topografie znečišťujících částic.
• Software EDXIR-Analysis: integrované vyhodnocení EDX a FTIR dat s původní knihovnou 485 datových sad.
• EDXIR-Holder: držák pro přenos vzorků mezi EDX a FTIR systémy bez ztráty či kontaminace.

Hlavní výsledky a diskuse

V řadě případových studií byla ukázána efektivita jednotlivých technik:

• Metaličtí částice na plastu: EDX identifikoval SUS316 na základě prvkového profilu s nízkým pozadím při průměru 0,3 mm.
• Kov na potravině: menší pole záření zlepšilo poměr signál/šum a odhalilo olovo v mosazi.
• Žloutnutí plastového krytu automobilu: FTIR-ATR rozlišil degradovaný polykarbonát pomocí UV-poškozené plastové knihovny.
• Kontaminant na baterii: AIMsight identifikoval NBR kaučuk s přímou ATR metodou a automatickou detekcí částic.
• Hnědá skvrna na tabletu: Raman rozlišil oxid železitý tam, kde FTIR neprokázal charakteristické píky.
• Černá částice na mražené pizze: EPMA prokázala Fe, Cr, Ni a fluorové sloučeniny, což nasvědčuje kombinaci oparu oleje, fluoropolymeru a nerezové oceli.
• Integrovaná analýza: EDXIR-Analysis automaticky spojil EDX a FTIR data, určil NBR s CaCO₃ a stearátem zinku a porovnal vzorky PVC s mírou podobnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Metody nabízí bezodstranění vzorku, minimální předúpravu, vysokou přesnost elementární a molekulární identifikace, databázové porovnání a možnost sledovat kontaminanty v potravinách, léčivech, průmyslových součástkách či polimerech.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření a digitalizace spektrálních knihoven s využitím umělé inteligence pro rychlejší shodu dat.
• Automatizované workflow a přenositelné přístroje pro in‐situ monitoring výrobních linek.
• Integrace další chemické analýzy (LC, MS) do centralizovaných databázových platforem.
• Pokročilá spektroskopie v terénu pro environmentální a bezpečnostní aplikace.

Závěr

Komplexní přístup k analýze kontaminantů využívá synergie EDX, FTIR, Raman a EPMA metod. Díky integrovanému softwaru a speciálním držákům lze dosáhnout rychlé a spolehlivé identifikace, minimalizovat ztráty vzorků a zvýšit efektivitu QA/QC procesů.

Reference

Shimadzu Corporation: Solutions for Contaminant Analysis (C10G-E099), červenec 2023.