Shimadzu FTIR TALK LETTER - Vol. 40

Význam tématu

V oblasti materiálové, farmaceutické a environmentální analytické chemie je stále větší poptávka po nástrojích umožňujících rychlou a spolehlivou identifikaci organických i anorganických komponent v mikrooblastech. Kombinace infračervené (FTIR) a Ramanovy mikroskopie v jednom přístroji otevírá nové možnosti pro detailní charakterizaci vzorků, od mikroplastů ve vodách až po kontaminanty na površích farmaceutických tablet.

Cíle a přehled článku

Článek představuje novou řadu mikroskopů Shimadzu AIRsight (infračervená/Raman) a AIMsight (jen FTIR) a doprovodný software AMsolution. Cílem je popsat:

• Hlavní funkce a uživatelské rozhraní AMsolution.
• Opticko-mechanické řešení kombinované FTIR/Raman spektroskopie.
• Praktické ukázky analýz mikroobjektů a kontaminantů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro infračervenou část slouží FTIR spektrometr IRXross s modulární optikou připojenou k mikroskopu (reflexe/transmise). Ramanova část obsahuje:

• 532 nm a 785 nm polovodičové lasery s možností fotobleaching.
• ND filtr pro řízení intenzity laseru a ochranu vzorku.
• Konfokální optický systém s objektivy 50×/100×.
• Chlazená CCD detekční matice (2 048×264 px) s korekcí citlivosti.
• AMsolution software pro přepínání režimů, měření délky/hloubky, automatické rozpoznání částic a validaci přístroje podle JP/USP/EP/ChP.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Přepínání režimů: Jedním klikem přepnout mezi IR a Raman bez přesunu vzorku.
2. Měření mikroskopických rozměrů: Až 60 bodů délkových i hloubkových profilů s automatickými reporty.
3. Automatická detekce kontaminantů: Software rozpozná oblast zájmu, nastaví aperturu a vygeneruje měřící body.
4. Validace: Integrovaný program kontroluje spektrální výkon, přesnost vlnového čísla a opakovatelnost dle farmakopejí.
5. Příklady analýzy:

• Polystyrenová kulička 1 μm – Raman dokázal poskytnout kvalitní spektrum pod hranicí 10 μm, kde FTIR selhal.
• Farmaceutická tableta – IR spektrum povrchu určilo mannitol, Raman znečištění identifikoval jako oxid železitý.
• Vícevstupová fólie balení – IR rozpoznalo polyethylen a nylon, Raman navíc lokalizoval PET a TiO₂ v mezivrstvě.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace FTIR a Raman mikroskopie v jednom přístroji šetří prostor i čas a rozšiřuje možnosti analýzy:

• Identifikace jak organických, tak anorganických látek bez přestavby aparatury.
• Analýza mikroplastů v životním prostředí a identifikace zdrojů kontaminace.
• Kontrola kvality farmaceutických přípravků včetně detekce cizorodých částic.
• Průmyslové aplikace v elektronice, potravinářství a materiálovém výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj míří ke zlepšení automatizace a rychlosti zpracování dat, rozšíření knihoven spekter a multimodální integraci s dalšími mikroanalytickými technikami. Trendem je použití v oblasti micro-CT korelace, vysokorozlišené chemické zobrazování a umělé inteligence pro pokročilé rozpoznávání vzorků.

Závěr

Shimadzu AIRsight a AIMsight v kombinaci s AMsolution software představují univerzální platformu pro vysoké nároky mikroanalýzy. Umožňují flexibilní přechod mezi infračervenými a Ramanovými měřeními, efektivní identifikaci kontaminantů a validaci dat podle farmakopejí. Tento přístup poskytuje širší spektrum použití napříč vědeckými i průmyslovými disciplínami.

Reference

[1] Takeshi Hasegawa, Yukihiro Ozaki, Experts Series for Analytical Instrumentation Analysis: Vol. 2 Infrared Spectroscopy & Raman Spectroscopy, Kyoritsu Shuppan (2020).
[2] Hiro-o Hamaguchi, Koichi Iwata, Spectroscopy Series 1—Raman Spectroscopy, Kodansha (2015).