Excitation Laser Selection in the AIRsight Infrared Raman Microscope ―An Evaluation of UV-Degraded Plastics―

Význam tématu

Výběr optimální vlnové délky excitace v Ramanově mikroskopii je klíčový pro potlačení interference z fluorescenčního pozadí a zajištění kvalitního Ramanova signálu. To je obzvlášť důležité u polymerů degradovaných UV zářením, kde jsou signály slabší a náchylnější k rušení fluorescencí.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat účinnost dvou standardně dodávaných laserů (532 nm a 785 nm) v systému AIRsight pro analýzu UV-degradovaných plastů PA, PE a ABS. Studie porovnává vliv vlnové délky na kvalitu Ramanových spekter a ověřuje možnost redukce fluorescenčního pozadí pomocí fotobličování.

Použitá instrumentace

• Ramanový mikroskop AIRsight doplněný spektrometrem IRTracer-100
• Excitační lasery: 532 nm a 785 nm
• Detektor: CCD
• Objektiv: 50×
• Akumulace 10 skenů, doba expozice 5 s
• Spectrofluorometr RF-6000 pro doplňující fluorescenční měření

Metodika

Vzorky (PA, PE, ABS) byly měřeny před a po UV expozici. Ramanova spektra byla zaznamenána standardními podmínkami. U vzorků s výraznou fluorescencí bylo aplikováno fotobličování po dobu 180 s k snížení interference.

Hlavní výsledky a diskuse

• U PA oproti 532 nm laseru 785 nm laser eliminoval zvýšené pozadí a poskytl čistší spektrum s jasnými pásy.
• U PE obě vlnové délky bez degradace vykazovaly ostrá signální pásma, u UV-degradovaného vzorku však 532 nm laser vykazoval výrazné pozadí, kdežto 785 nm signály zůstaly čitelné. Fotobličování významně zlepšilo kvalitu spekter u 532 nm laseru.
• ABS vykazoval silnou fluorescenci při excitaci 532 nm, která znemožňovala identifikaci Ramanových pásů. 785 nm laser tuto fluorescenci potlačil a umožnil detekci charakteristických pásů.
• Fluorescenční měření potvrdilo vysokou emisi ABS při 532 nm a posun fluorescenčních maxim u degradovaných vzorků k delším vlnovým délkám.

Přínosy a praktické využití metody

Použití 785 nm laseru v Ramanově mikroskopii významně snižuje rušení fluorescencí, což zvyšuje spolehlivost analýz degradovaných polymerů. Možnost volby dvou laserů a aplikace fotobličování poskytuje flexibilitu při studiu široké škály materiálů v průmyslové i výzkumné praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace více vlnových délek pro kombinovanou analýzu komplexních vzorků.
• Vývoj automatizovaných protokolů fotobličování pro optimalizaci měření.
• Rozšíření aplikací na bioanalytiku a materiály s vysokou fluorescenční aktivitou.
• Spojení Ramanovy mikroskopie s chemometrickou analýzou pro rychlejší interpretaci dat.

Závěr

Studie potvrdila, že volba delší vlnové délky (785 nm) v AIRsight podstatně zlepšuje kvalitu Ramanových spekter polymerů s fluorescenční interferencí. Doplnění o fotobličování dále rozšiřuje možnosti analýzy degradovaných materiálů, čímž se zvyšuje robustnost a využitelnost metody v praxi.

Reference

• Sobue K. Excitation Laser Selection in the AIRsight Infrared Raman Microscope. Shimadzu Application News, 2023, 01-00586-EN.