Handheld Raman Spectroscopy - For Art and Cultural Heritage Analysis

Význam tématu

Analýza uměleckých děl a kulturního dědictví vyžaduje neinvazivní a přesné metody pro určení složení materiálů bez poškození vzorků či objektů. Handheld Ramanova spektroskopie umožňuje rychlou a šetrnou identifikaci organických i anorganických sloučenin přímo na místě, což je klíčové pro velké artefakty, nástěnné malby nebo exponáty, jejichž transport do laboratoře je problematický.

Cíle a přehled studie / článku

Představení přenosného Ramanova spektrometru BRAVO od společnosti Bruker Optics určeného zejména pro aplikace v umění a konzervaci. Článek popisuje, jak přístroj kombinuje výkon benchtop systémů s mobilitou a jak řeší hlavní výzvu Ramanovy spektroskopie – rušivou fluorescence.

Použitá metodika a instrumentace

• DuoLaser™ excitace (170–3200 cm⁻¹) pro rozšířený spektrální rozsah a vysokou citlivost.
• SSE™ (shifted excitation) patentovaná technika potlačení fluorescence.
• Laser s výkonem <100 mW (třída 1) pro minimalizaci rizika tepelného poškození vzorku.
• Vysoce kvalitní optika a přesnost měření ±1 cm⁻¹ v oblasti „fingerprint“.
• Detektor optimalizovaný pro viditelné záření a nízký šum.
• Dálkové ovládání přes Wi-Fi/Ethernet a možnost montáže na stativ.
• Software OPUS s integrovanou databází běžných pigmentů, pojidel a vosků.

Hlavní výsledky a diskuse

Testy ukázaly, že BRAVO účinně potlačuje fluorescence bez ztráty citlivosti, přičemž kvalita spekter je srovnatelná s FT-Raman systémy pracujícími při 1064 nm. SSE™ technika umožňuje oddělit slabé Ramanovy signály od silné fluorescence, aniž by bylo nutné zvyšovat výkon laseru nad hranici bezpečnou pro vzorek. Vysoká přesnost vlnových čísel usnadňuje automatickou identifikaci látek pomocí knihovny spekter.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá in situ analýza bez odebrání vzorku.
• Široké spektrální pokrytí vhodné pro pigmenty, plnidla, vosky, pryskyřice aj.
• Minimální riziko poškození díky nízké laserové energii.
• Přenosnost a flexibilita využití v muzeích, galeriích i v terénu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další miniaturizace přístrojů, rozšíření spektrálních databází a integrace s pokročilými AI nástroji pro rychlejší a přesnější identifikaci materiálů. Kombinace Ramanovy spektroskopie s dalšími technikami (XRF, hyperspektrální zobrazování) přinese komplexnější materiálové charakterizace a monitorování stavu uměleckých děl.

Závěr

Handheld Ramanův spektrometr BRAVO představuje vysoce citlivé a přesné řešení pro neinvazivní analýzu kulturního dědictví. Díky patentované SSE™ metodě a DuoLaser™ excitaci odstraňuje hlavní omezení fluorescence a přináší robustní nástroj pro vědeckou, konzervační i průmyslovou aplikaci.

Reference

• Conti, C., et al., Analyst 141, 4599 (2016).
• Vagnini, M., et al., Spectrochimica Acta Part A 176, 174 (2017).
• Bruker Product Note T29, Efficient mitigation of fluorescence in Raman spectroscopy using SSE™ (12/15).
• Bruker Product Note R34, Advanced Data Acquisition and Evaluation in Handheld Raman Spectroscopy (05/16).