HYPERION II FT-IR | FPA | IR Laser Imaging Microscope

Význam tématu

Infračervená mikroskopie je klíčová pro prostorové a chemické charakterizace materiálů napříč obory od biologie přes forenzní vědy až po průmyslovou kontrolu kvality. Kombinace Fourierovy transformace a kvantově kaskádového laseru (FT-IR a QCL) v jednom nástroji rozšiřuje možnosti analýzy a zvyšuje citlivost i rychlost měření.

Cíle a přehled studie / článku

Brožura představuje Bruker Hyperion II, první infračervený mikroskop spojující FT-IR a QCL technologii. Cílem je ukázat, jak jediné zařízení zvládne klasické FT-IR zobrazování i vysokorychlostní laserové mapování, a demonstrovat aplikace v různých vědních oblastech.

Použitá metodika a instrumentace

HYPERION II umožňuje tři základní režimy měření:

• FT-IR mikroskopie s MCT detektory chlazenými TEC nebo kapalným dusíkem
• FT-IR zobrazování s diodovou maticí FPA (64×64 nebo 128×128 pixelů)
• IR laserové zobrazování s QCL zdrojem (tunable MIR laser)

Doplňující vybavení:

• Objektivní čočky IR a ATR s různými zvětšeními (3.5× až 74× IR, 20× ATR, 15× pod úhlem)
• Vzorkovací příslušenství (univerzální držáky, makro ATR, teplotně řízené stolky od –196 °C do 600 °C)
• Optické doplňky (Köhlerovy apertury, kontrastní iris, tmavé pole, fluorescence, polarizátory, autofocus)
• Software OPUS: pokročilá analýza obrazů, k-means clustering, PCA, strojové učení, Python rozhraní

Hlavní výsledky a diskuse

Hybridiace FT-IR a QCL přináší:

• Plné spektrální pokrytí a rychlou akvizici vybraných vlnových čísel v režimu QCL
• Nejvyšší prostorové rozlišení záznamu a rychlou prescreeningovou analýzu
• Režimy transmisní, odrazové i ATR měření s konzistentní kvalitou

Rychlost snímání při celospektrálním FT-IR zobrazování je až 800 spekter za sekundu s rozlišením 16 cm-1, zatímco QCL umožňuje až 30000 spekter za sekundu pro zvolené pásmo. To vede k úspoře času až řádově desetkrát při cílené analýze oblastí zájmu.

Přínosy a praktické využití metody

Univerzální nástroj slouží v řadě aplikací:

• Biomedicína a histologie: živé IR obrazy a superpozice laserových snímků s optickými daty
• Forenzní vědy: identifikace vláken, stopových materiálů
• Farmacie: rychlá detekce nečistot ve farmacitech
• Polymerní materiály: stanovení složení, tloušťky a homogenity laminátů
• Geologie a mikroplasty: odlišení minerálů a částic znečišťujících životní prostředí

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj infračervené mikroskopie směřuje k:

• Integrované multimodální analýze kombinující FT-IR, QCL, viditelné a fluorescenční metody
• Automatizaci vzorkování i zpracování dat pomocí strojového učení
• Rozšíření spektrálního pokrytí do NIR a FIR oblastí pro nové materiálové výzvy
• Miniaturizaci a field deployable zařízení pro mobilní analýzy

Závěr

Bruker HYPERION II představuje špičku v infračervené mikroskopii díky spojení FT-IR a QCL technologií. Nabízí výjimečnou flexibilitu, rychlost i citlivost potřebnou pro široké spektrum vědeckých i průmyslových aplikací a otevírá nové možnosti ve výzkumu i rutinní analýze.