Sampling Guidelines for Handheld Raman Measurements; What You Need To Know

Význam tématu

Ramanova spektroskopie v přenosné a ruční podobě se stala klíčovou technologií pro rychlou identifikaci materiálů mimo klasickou laboratoř. Uplatňuje se při kontrole surovin ve farmaceutickém průmyslu, detekci výbušnin či omamných látek v bezpečnostních aplikacích, recyklaci plastů a v dalších odvětvích, kde je nutné provést neinvazivní a stoprocentně ověřitelnou analýzu přímo na místě.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje zásady správného odběru spekter při ručních Ramanových měřeních a představuje sadu vyměnitelných adaptérů, které maximalizují kvalitu dat a reprodukovatelnost výsledků v různých aplikačních scénářích a typech vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhá bez přípravy vzorku, přímo přes průhledné i neprůhledné obaly. Jako základní přístroj slouží ruční Ramanův spektrometr NanoRam od B&W Tek s automatickým nastavením expozičního času a optimalizací teplotní stability. Klíčové příslušenství:

• Point and Shoot adaptér – univerzální kontakt pro vakuové i plastové obaly (hloubka ~1 mm).
• Immersion Probe – nerezová sonda se safírovým okénkem (dlouhá 36 cm) pro měření kapalin v sudech a barelech, možnost jednorázových plastových návleků.
• Bottle Adaptor – těsnící držák pro měření kapalin v lahvích s fokusací 5–6 mm za stěnou.
• Long-working distance shaft – prodloužená hlavice pro zkušební lahve se silnějšími skly (> 5 mm).
• Vial Holder – zakrytý držák pro 15 mm skleněné vialky s reprodukovatelným polohováním a potlačením okolního světla.
• Right Angle Adaptor – úhlový držák pro hands-free měření na rovných podložkách, hloubka ~1 mm.
• Tablet Holder – krytý držák pro tablety s rozšířenou oblastí vzorku pro chemometrické analýzy.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizované adaptéry významně zvyšují kvalitu a opakovatelnost Ramanových dat u široké škály vzorků: kapalin, prášků, tablet i kusových materiálů. Díky minimalizaci rušivého vnikání okolního světla a přesnému zaměření do hloubky pod povrchem obalu lze měřit přímo v originálním balení bez otevření či přemísťování vzorku. Automatická volba expozičního času zkracuje dobu analýzy na řadu sekund, což zvyšuje ergonomii práce a produktivitu v terénu.

Přínosy a praktické využití metody

Ručně přenosné Ramanovo měření přináší:

• Rychlou verifikaci surovin při příjmu bez nutnosti zasílání vzorků do laboratoře.
• Snížení nákladů a zvýšení účinnosti kontrolních procesů (vysoké ROI).
• Stoprocentní sledovatelnost a auditovatelnost měření.
• Neinvazivní analýzu v oblastech bezpečnosti, farmacie, recyklace, geologie či uměleckých restaurátorských pracích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k integraci umělé inteligence pro automatickou interpretaci spekter, cloudovým databázím pro sdílení výsledků, miniaturizaci přístrojů a rozšiřování spektra adaptérů pro složité tvarové a materiálové kombinace. Perspektivní je nasazení v mobilních laboratořích, IoT aplikacích a preemptivní kontrolní síti v celém dodavatelském řetězci.

Závěr

Výměnné adaptéry pro ruční Ramanovy spektrometry významně rozšiřují možnosti rychlé, přesné a neinvazivní analýzy materiálů přímo v terénu. Komplexní řešení NanoRam s optimalizovanými doplňky umožňuje efektivní kontrolu kvality a autenticity vzorků napříč obory.

Reference

1. D. Yang, R. J. Thomas: The Benefits of a High-Performance, Handheld Raman Spectrometer for the Rapid Identification of Pharmaceutical Raw Materials, American Pharmaceutical Review, 2012.
2. E. Lozano Diz, R. J. Thomas: Portable Raman for Raw Material QC: What’s the ROI?, Pharmaceutical Manufacturing, 2013.
3. R. S. Tirumalai: Disinfectants and Antiseptics, Pharmacopeial Forum, Vol. 30(6).
4. K. A. Bakeev, R. V. Chimenti: Pros and cons of using correlation versus multivariate algorithms for material identification via handheld spectroscopy, European Pharmaceutical Review, 2013.