Detection of Endangered Species Using the Agilent Resolve Raman Analyzer

Význam tématu

Protiilegální obchod s ohroženými druhy představuje významnou globální hrozbu pro biodiverzitu a stabilitu ekosystémů. Ochrana přírodních zdrojů a zabránění pašování vyžaduje spolehlivé metody rychlé a neinvazivní identifikace materiálů na místě zásahu. Ruční Ramanův analyzátor vybavený technikou SORS otevírá nové možnosti detekce skrytých vzorků a doplňuje tradiční vizuální a chemické přístupy v hraniční kontrole i v ochraně životního prostředí.

Cíle a přehled studie

Studie představuje aplikaci přenosného přístroje Agilent Resolve s technologií prostorově posunuté Ramanovy spektroskopie (SORS) k detekci produktů z ohrožených druhů. Hlavními cíli bylo ověřit: identifikaci slonařiny ukryté pod vrstvami nátěrů, rozlišení plastových napodobenin od skutečných materiálů a kategorizaci vzorků na základě jejich chemického složení (minerální vs. proteinová hmota). Doplňkově byla použita analýza hlavních komponent (PCA) pro diferenciaci proteinových vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu bylo nasazeno ruční Ramanovo zařízení Agilent Resolve v režimech povrchové analýzy a skrze bariérové měření SORS. Spektrální data se porovnávala s vestavěnými knihovnami (Standard library) a v případě potřeby bylo možné vytvářet vlastní uživatelské knihovny. K diferenciaci složitějších proteinových vzorků byla použita vícerozměrná analýza dat pomocí PCA.

Hlavní výsledky a diskuse

Povrchovým režimem bylo možné rychle rozlišit slonařinu od plastových náhražek díky odlišným Ramanovým signálům. SORS proces efektivně odstraňoval rušivý vliv barevného nebo neprůhledného nátěru a odhaloval spektrální charakteristiku ukryté slonařiny. Rozdělení vzorků na minerální (slonařina, kosti, zuby, pancéřové šupiny) a proteinové (ropy, rohovina nosorožce, šupiny pangolina, močové měchýře ryby totoaba, sušené mořské koníky) bylo patrné už z hrubých spektrálních rozdílů. PCA analýza odhalila dostatečnou variabilitu ve spektrálních datech proteinových vzorků pro spolehlivé odlišení klíčových materiálů, zejména pangolina a mořského koníka.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá detekce i skrytých vzorků bez odběru a konzistentní výsledky do dvou minut.
• Možnost rozšíření vestavěných knihoven o vlastní spektra vzácných či nových materiálů.
• Neinvazivní měření přímo u místa zadržení zboží, bez nutnosti odběru vzorků či přístrojové laboratoře.
• Podpora rozhodování celních a ochranářských složek při hraničních kontrolách.

Budoucí trendy a možnosti využití

Během následujících let lze očekávat další miniaturizaci a integraci pokročilých algoritmů strojového učení pro automatické rozpoznávání spektrálních vzorů. Rozvoj větších a sdílených databází spekter ohrožených druhů posílí odezvu na nezákonný obchod. Kombinace Ramanovy spektroskopie s jinými přenosnými technikami (např. NIR, FTIR) nabídne komplexnější spektrální profil a zvýší spolehlivost identifikace.

Závěr

Agilent Resolve Handheld Raman Analyzer se SORS technologií prokázal vysokou efektivitu při detekci a diferenciaci materiálů z ohrožených druhů. Spojení rychlého neinvazivního měření a pokročilé analýzy dat nabízí silný nástroj pro ochranu biodiverzity a prevenci nelegálního obchodu. Integrace do terénní praxe může výrazně zlepšit kapacitu hraničních i ochranářských složek detekovat pašované materiály.

Reference

1. U.S. Immigration and Customs Enforcement (ICE), End Wildlife Trafficking, 2023.
2. Customs Outwits Contraband Goods by Air, Singtao, September 12, 2021.
3. Hargreaves M. et al., Application of Portable Raman Spectroscopy and Benchtop SORS, J. Raman Spectrosc., 2009.
4. Movasaghi Z., Rehman S., Raman Spectroscopy of Biological Tissues, Appl. Spectrosc. Rev., 2007.