See Through Raman Technology: Expanded capabilities for through package identification using 785 nm and 1064 nm excitation Raman

Význam tématu

Ramanova spektroskopie je klíčová pro rychlou, nedestruktivní identifikaci materiálů v chemickém, farmaceutickém a forenzním prostředí. Nicméně tradiční Raman vyžaduje přímý kontakt nebo transparentní obaly, což omezuje jeho použití v terénu a při práci s uzavřenými vzorky. Technologie STRaman™ umožňuje analyzovat látky pod neprůhlednými a difuzně rozptylujícími obaly bez nutnosti jejich otevírání a zásahu do integrity vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje vývoj a implementaci STRaman technologie na ručních a přenosných Raman spektrometrech s excitací 785 nm a 1064 nm. Hlavním cílem je demonstrovat hlubší vzorkovací hloubku a širší plochu měření, které umožňují identifikaci materiálů skrze bílé polyetylenové lahve, papírové a kraftové pytle či tabletové povlaky, a předvést výhody oproti konvenčním konfokálním systémům.

Použitá metodika a instrumentace

• STRam® Raman spektrometr BWT-840000676 pro 785 nm měření skrze neprůhledné plastové lahve a obálky
• STRam® 1064 Raman spektrometr BWT-840000945 pro identifikaci skrze vysoce fluorescenční a vícevrstvé papírové obaly

Hlavní výsledky a diskuse

STRaman technologie prokázala schopnost detekce a rozlišení látek skrze různorodé obaly:

• Sodný benzoát byl identifikován pod bílou polyetylenovou lahví díky subtrakci signálu obalu a zvýšené hloubce vzorkování při 785 nm.
• Černý prášek byl měřen bez poškození vzorku díky snížené hustotě laserového paprsku a rozšířenému měřicímu poli.
• Trisodný fosfát byl správně rozpoznán přes dvouvrstvý pytel z kraftového papíru (bílá a hnědá vrstva) při 1064 nm, zatímco konvenční 785 nm Raman selhal kvůli silné fluorescenci obalu.

Přínosy a praktické využití metody

STRaman umožňuje:

1. Bezdotykovou identifikaci materiálů bez porušení obalů, což zrychluje kontrolu příchozích surovin v logistice a výrobě.
2. Redukci rizika kontaminace a poškození vzorku či obalu, klíčové pro farmaceutický průmysl a forenzní aplikace.
3. Rozšíření nasazení Raman spektroskopie do terénu pro záchranné složky a celní kontrolu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj STRaman technologie směřuje k:

• Zvýšení citlivosti a rychlosti měření díky pokročilým algoritmům potlačení šumu a fluorescenčních příspěvků.
• Integraci s umělou inteligencí a strojovým učením pro automatickou identifikaci a kvantifikaci složitých směsí.
• Rozšíření spektra použitých vlnových délek a adaptaci pro nové typy obalových materiálů a biologické vzorky (např. měření skrze tkáně).

Závěr

STRaman technologie znamená zásadní posun v Ramanově spektroskopii: umožňuje přesnou a nedestruktivní identifikaci materiálů skrze neprůhledné obaly a díky variantám 785 nm a 1064 nm pokrývá široké spektrum aplikací od laboratoře až po terénní kontroly.

Reference

• J. Zhao, K. A. Bakeev, J. Zhou: Raman Spectroscopy Peers Through Packaging, Photonics Spectra, únor 2018.
• K. A. Bakeev: See-Through Science, The Analytical Scientist, květen 2018.