FTIR talk letter (Vol. 43)

Význam tématu

Infraredová spektroskopie je klíčová pro rychlou a nenáročnou analýzu materiálů, avšak tradičně vyžaduje zkušeného specialistu. Moderní nástroje jako Spectrum Advisor a IR Pilot snižují vstupní bariéru pro nové uživatele a zároveň poskytují robustní identifikaci struktur uhlovodíků (parafiny, olefiny, aromatiky) a hodnocení mikroplastů ve vzorcích životního prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Text shrnuje tři vzájemně provázané příspěvky:

• Popis funkce Spectrum Advisor ve verzi 2.33 softwaru LabSolutions IR pro FTIRSpirit-X spektrometry.
• Přehled metodik infraredové analýzy alifatických nasycených i nenasycených uhlovodíků a aromatických sloučenin.
• Představení kompletní produktové řady pro přípravu, pozorování a komponentní hodnocení mikročástic plastů (mikroplastů).

Použitá metodika a instrumentace

Funkce Spectrum Advisor a IR Pilot:

• FTIRSpirit-X se softwarovým modulem LabSolutions IR 2.33.
• Interaktivní detekce a náprava šumu, nesprávného podkladu, nesprávného nastavení pozadí v režimech transmission, reflection, ATR.

Infraredová spektra uhlovodíků:

• Analýza C–H strečinkových vibrací (>3000 cm⁻¹) a C=C strečinkových vibrací (1650 vs. 1600–1500 cm⁻¹).
• Out-of-plane bending vibrace C=C–H (1000–800 cm⁻¹) pro rozlišení struktur olefinů i aromatických substitucí v oblasti 900–670 cm⁻¹.

Příprava a analýza mikroplastů:

• Automatizovaný přístroj MAP-100 pro izolaci mikročástic z vodních vzorků.
• FTIR Plastic Analyzer pro rychlou identifikaci polymerních typů.
• Infrared mikroskopy AIMsight (FTIR/Raman) a AIRsight (FTIR) pro lokální komponentní analýzu.

Hlavní výsledky a diskuse

Spectrum Advisor poskytuje uživateli:

• Okamžitou zpětnou vazbu o kvalitě spektra a návrhy řešení (auto-adjust, zvýšení počtu skenů, kontrola připevnění vzorku).
• Porovnání referenčních spekter s aktuálním měřením pro snadnou diagnostiku příčin šumu či deformací.

Infraredová analýza uhlovodíků:

• Klasifikace parafinů, olefinů a aromatik jednoduchou kontrolou hlavních pásů.
• Rozlišení např. cis-/trans-butadienových gum podle poměru vinylových, cis- vinylénových a trans-vinylénových pásů v oblasti 1000–800 cm⁻¹.
• Odhad polohy substitučních skupin v aromatikách na základě počtu a polohy pásů 900–670 cm⁻¹, doplněný o kombinovaná pásma ve 2000–1660 cm⁻¹.

Komplexní řešení pro mikroplasty:

• Celý workflow od automatizované přípravy vzorků (MAP-100) přes FTIR identifikaci (Plastic Analyzer) až po mikroanalýzu (AIMsight, AIRsight).
• Možnost rychlého nasazení v environmentálních laboratořích i výzkumných ústavech.

Přínosy a praktické využití metody

• Redukce potřeby expertního zásahu a zkrácení doby analýzy.
• Zvýšení reprodukovatelnosti a kvality spekter zejména u méně zkušených analytiků.
• Možnost detailní charakterizace polymerních materiálů, pryží a environmentálních vzorků s mikroplasty.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Propojení Spectrum Advisor a IR Pilot s AI moduly pro automatickou optimalizaci měření.
• Rozšiřování databází referenčních spekter pro nové typy polymerů a směsí.
• Integrace FTIR/Raman mikroskopie s hyphenovanými technikami (GC-IR, LC-IR) pro komplexní analýzu složitých matric.
• Využití v monitoringu životního prostředí, kontrole kvality recyklovaných plastů a ve farmaceutickém QA/QC.

Závěr

Moderní funkce jako Spectrum Advisor a IR Pilot výrazně snižují technologickou a personální bariéru v FTIR analýze. V kombinaci s metodikami identifikace uhlovodíků a kompletním portfoliem pro přípravu i analýzu mikroplastů představují integrované řešení pro výzkum, průmyslové aplikace i environmentální monitoring.

Reference

1. Xu Yan, Karen Maruyama, FTIR Analysis of Recycled Plastics Using the Spectrum Advisor Function, Shimadzu Application News 01-00653-EN (Dec. 2023)
2. Shigeyuki Tanaka, Norio Teramae, Infrared Spectroscopy, Kyoritsu Shuppan (1993)
3. P. J. Larkin, Infrared and Raman Spectroscopy: Principles and Spectral Interpretation, 2nd Edition, Elsevier (2017)
4. Takuo Sone, Journal of the Society of Rubber Science and Technology, Japan, 88, 178 (2015)