Metrohm STRam portable Raman spectrometer

Význam tématu

Rychlá a neinvazivní identifikace materiálů prostřednictvím neprůhledných obalů je klíčová pro bezpečnostní kontroly, farmaceutický průmysl, forenzní analýzy a další aplikace, kde otevření obalu může ohrozit integritu vzorku nebo bezpečí obsluhy.

Cíle a přehled studie / článku

Představení přenosného Ramanova analyzátoru STRam® se zaměřením na jeho schopnost pronikat skrz difuzní a neprůhledné bariéry (plastové lahve, papírové sáčky) bez potřeby otevřít obal. Článek popisuje princip patentované STRaman® technologie a demonstruje její univerzálnost, citlivost a přenosnost.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická sestava zahrnuje:

• Přenosný Ramanův systém STRam® s patentovanou technologií STRaman®
• Laser s vlnovou délkou 785 nm, výkon 420 mW, regulace 0–100 % (1 % kroky)
• Spektrometr BWS475-785H-ST (raman 150–2800 cm−1, rozlišení < 6 cm−1 @912 nm) nebo BWS475-1064-ST (100–2500 cm−1, < 10 cm−1 @1296 nm)
• Detektor: chlazené CCD (−25 °C) pro 785 nm, InGaAs Array (−20 °C) pro 1064 nm
• Integrační časy od 7 ms do 30 min (785 nm) a 0,2 ms až 5 min (1064 nm)
• Software BWID®-Pharma (21 CFR Part 11), BWSpec®, BWIQ® chemometrie (PLS, PCA, SVM)
• Rozhraní USB 2.0, externí trigger, možnost bateriového napájení
• Velká vzorkovací plocha, nízká hustota laserové energie, adaptéry pro bodové a plošné měření

Hlavní výsledky a diskuse

Systém prokázal schopnost detekovat Ramanův signál z hloubky pod neprůhlednou vrstvou, kdy signatura horní bariéry není dominantní oproti vzorku. Optimalizovaná optika a algoritmy STID umožňují spolehlivou identifikaci materiálů v plastových kontejnerech, papírových obalech i citlivých biologických či energetických vzorcích. Větší plocha měření zlepšuje reprodukovatelnost u heterogenních vzorků, zatímco nízká hustota laseru minimalizuje riziko poškození.

Přínosy a praktické využití metody

• Neinvazivní kontroly v celních a logistických operacích
• Rychlá verifikace farmaceutických surovin a hotových výrobků
• Bezpečná detekce nelegálních látek a nebezpečných materiálů
• Podpora archeologického a uměleckého výzkumu bez poškození artefaktů
• Biomedicínské aplikace pro analýzu citlivých vzorků
• Geologické a materiálové studie v terénu díky přenosnosti

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření spektrálních knihoven, pokročilá integrace strojového učení pro vyšší přesnost identifikace a automatizace procesů v průmyslových linkách. Dalšími zajímavými směry jsou vývoj specializovaných adaptérů pro vzdálené či nepřístupné lokality a integrace s drony nebo robotickými systémy pro mobilní monitoring.

Závěr

Přenosný Ramanův analyzátor STRam® představuje průlomový nástroj pro rychlou, citlivou a neinvazivní identifikaci materiálů skrz neprůhledné bariéry. Kombinace sofistikované instrumentace a specializovaného softwaru přináší široké možnosti aplikace napříč vědeckými i průmyslovými obory.

Reference

Žádné literární odkazy nebyly v původním textu přímo uvedeny.