FT-IR Microscopic Analysis of Micro-particles

Význam tématu

Analýza mikročástic je klíčová v mnoha odvětvích včetně farmacie, elektroniky, environmentální monitoringu a průmyslové výroby. Možnost stanovit chemickou identitu jednotlivých částic umožňuje identifikovat kontaminanty, optimalizovat složení produktů a zlepšit kvalitu konečných výrobků.

Cíle a přehled studie

Tento Application Note demonstruje použití FT-IR mikroskopie (LUMOS II II) pro neinvazivní a vysoce lokálně rozlišenou identifikaci mikročástic. Ukazuje, jak lze s jediným sub-mikročásticovým vzorkem provést rychlou chemickou analýzu a vizualizaci rozložení složek.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza byla realizována na FT-IR mikroskopu LUMOS II II s integrovaným spektrometrem a motorickými prvky pro automatizaci měření. Použité měřicí módy:

• ATR (attenuated total reflectance) s motorickým ATR krystalem
• transmise
• reflexe

Optika poskytuje 8× zvětšení. Software OPUS s průvodcem Video-wizard zajišťuje intuitivní ovládání. Parametry příkladových měření:

• ATR režim s nožovým otvorem 10×10 µm
• akviziční čas 20 s/spektrum
• spektrální rozlišení 4 cm⁻¹
• mapování 7×7 bodů s otvorem 12×12 µm pro chemické zobrazování

Hlavní výsledky a diskuse

První příklad: kontaminanty z farmaceutické formulace filtrované přes zlatý filtr 5 µm. Tři měřicí pozice odhalily:

• cellulózu
• talek
• talek s doprovodnými amidoskupinami, naznačující polyamid nebo vlnu

Míra shody s knihovními spektry dosahovala téměř 1000 u všech vzorků.

Druhý příklad: mikročástice o průměru ~22 µm v akrylovém nátěru. Mapování odhalilo charakteristické dvojité pásy 1650 a 1550 cm⁻¹, které nachemicky zobrazily inkluzi s vysokým kontrastem. Knihovní vyhledání prokázalo, že inkluze je z polyamidu.

Přínosy a praktické využití metody

FT-IR mikroskopie mikročástic umožňuje:

• identifikovat jednotlivé částice bez nutnosti množného vzorku
• neinvazivní měření s možností následných analýz
• vysoké laterální rozlišení (desítky µm a méně)
• plně automatizované mapování a změření více vzorků
• rychlou detekci kontaminantů v kritických aplikacích

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v oblasti automatizované datové analýzy, rozšiřování spektrálních knihoven, hyperspektrálních zobrazovacích přístupů a inline monitoringu procesů. Integrace FT-IR mikroskopie s jinými technikami (Raman, SEM) přinese komplexnější chemicko-morfologickou charakterizaci.

Závěr

FT-IR mikroskop LUMOS II II představuje rychlý, citlivý a vysoce automatizovaný nástroj pro chemickou analýzu mikročástic. Díky kombinaci různých měřicích módů, vysokému rozlišení a integrované knihovní identifikaci je ideální volbou pro rutinní i náročné aplikace v analytické chemii.