Orbital Raster Scan (ORS™)

Význam tématu

Ramanova spektroskopie je klíčová technika pro nekontaktní a nedeštruktivní analýzu složení materiálů. V praxi se však setkáváme s heterogenními vzorky, kde malý laserový bod nestačí pokrýt reprezentativní plochu. Orbital Raster Scan (ORS) umožňuje rychlým pohybem laseru skenovat velkou oblast při zachování vysokého rozlišení a citlivosti. Tím se minimalizuje riziko poškození vzorku a zvyšuje spolehlivost výsledků.

Cíle a přehled článku

Popis patentované metody ORS vyvinuté firmou Metrohm Raman a její výhody oproti konvenčnímu pevnolaserovému přístupu. Článek demonstruje schopnost ORS dříve neřešeným způsobem zajistit reprezentativní vzorkování, vysokou kvalitu dat a ochranu citlivých materiálů ve třech klíčových aplikacích: farmaceutický průmysl, identifikace plastů a SERS substráty.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda ORS spočívá v rychlém kruhovém pohybu laserového bodu po vzorku, čímž se pokryje až několik milimetrů čtverečních za jednu akvizici. Použitá přístrojová zařízení:

• MIRA P Advanced – přenosný Raman analyzátor pro farmaceutické API a excipienty s laserem 785 nm, ORS, FDA 21 CFR Part 11 compliant.
• MIRA DS Advanced XL – robustní detekce nelegálních látek (drogy, výbušniny) s ORS a bohatou knihovnou spekter.
• MISA Advanced – přenosný SERS analyzátor pro stopové detekce potravinových kontaminantů a narkotik, vybaven P-SERS příslušenstvím.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Ochrana vzorku – nízký výkon 785 nm laseru ve spojení s ORS zabránil poškození plastových vzorků, zatímco 1064 nm systémy spálily povrch.
2. Identifikace plastů – ORS 785 nm systém přesně rozpoznal polystyren i polyphenylene ether, kde tradiční 1064 nm analyzátory selhaly.
3. Analýza P-SERS substrátů – díky ORS se významně snížila variabilita SERS signálů (snížení SD z 10 % na 1,4 %), což zajišťuje konzistentní a reprezentativní data z heterogenního povrchu křemenných vláken.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená spolehlivost výsledků u nerovnoměrných vzorků.
• Šetrné zacházení s citlivými a tepelně labilními materiály.
• Vhodné pro QA/QC v laboratořích, rychlou inspekci v terénu i on-line kontrolu výrobních procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření ORS do automatizovaných výrobních linek pro kontinuální monitoring složení.
• Integrace umělé inteligence pro pokročilou interpretaci Raman spekter získaných z velkých oblastí.
• Vývoj miniaturizovaných ORS systémů pro mobilní a ruční aplikace v terénu.

Závěr

Orbital Raster Scan představuje výkonnou inovaci v oblasti Ramanovy spektroskopie, poskytující vyváženou kombinaci vysokého rozlišení, citlivosti a reprezentativního vzorkování. Technologie ORS umožňuje bezpečně analyzovat heterogenní i tepelně citlivé materiály, což otevírá nové možnosti v průmyslové kontrole kvality a terénních analýzách.

Reference

1. European Pharmacopoeia (Ph. Eur.) 10th Edition, European Directorate for the Quality of Medicines.
2. Smith C. J., Stephens J. D., Hancock B. C., Vahdat A. S., Cetinkaya C., Acoustic Assessment of Mean Grain Size in Pharmaceutical Compacts, Int. J. Pharm. 2011, 419(1–2), 137–146.
3. Yu W. W., White I. M., Inkjet Printed Surface Enhanced Raman Spectroscopy Array on Cellulose Paper, Anal. Chem. 2010, 82(23), 9626–9630.