Analýza anorganických a organických látek pomocí Ramanovy spektroskopie s reálně potlačenou fluorescencí
Prezentace | 2024 | Nicolet CZ | Mezinárodní konference o separační chemii a analýze toxických látekInstrumentace
Ramanova spektroskopie umožňuje citlivou identifikaci molekulárních otisků anorganických i organických látek bez destrukce vzorku. Potlačení fluorescence, která často zakryje Ramanovy signály, rozšiřuje aplikaci této metody v forenzní analýze, environmentálním monitoringu, farmaceutickém výzkumu a procesní kontrole.
Článek poskytuje komplexní přehled technik pro omezení fluorescence při Ramanově měření a ukazuje nasazení těchto přístupů při analýze široké škály látek, včetně nelegálních drog, průmyslových toxinů, výbušnin a bojových chemikálií.
Analyzovány jsou následující principy a nástroje:
Hlavní přístroje:
Při vyšších excitačních vlnových délkách (785–1064 nm) se fluorescence snižuje, avšak klesá i intenzita Ramanova signálu. Time-gated přístup prokázal účinné oddělení krátkodobého Ramanova signálu od opožděné fluorescence, což umožnilo získat čistá spektra látky mikrokrystalické celulózy i složitých sloučenin jako syntetické kanabinoidy a kathinony. U výbušnin (RDX, PETN, HMX, Semtex) a bojových látek (sarin, soman, yperit) byly úspěšně identifikovány charakteristické pásy bez rušení fluorescence.
Potlačení fluorescence zvyšuje rychlost a spolehlivost analýzy vzorků přímo v poli či přes obalový materiál. Technologie Time-gate navíc umožňuje detekci stopových koncentrací látek v reálném čase, což je klíčové pro forenzní a bezpečnostní aplikace, kontroly kvality ve farmaceutickém a chemickém průmyslu a environmentální monitorování.
Očekává se rozšíření přenosných a kombinovaných přístrojů (Raman+IR), zlepšení detektorů s vyšší citlivostí a integrace s umělou inteligencí pro automatické vyhodnocení spekter. Vývoj nových modulátorů a laserových zdrojů umožní ještě rychlejší time-resolved měření a analýzu dynamických procesů.
Potlačení fluorescence je nezbytné pro použití Ramanovy spektroskopie u komplexních vzorků. Kombinace časově rozlišené detekce s optimalizovanou excitací a pokročilým softwarovým zpracováním výrazně rozšiřuje analytické možnosti této metody.
RAMAN Spektrometrie
ZaměřeníNebezpečné látky
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Ramanova spektroskopie umožňuje citlivou identifikaci molekulárních otisků anorganických i organických látek bez destrukce vzorku. Potlačení fluorescence, která často zakryje Ramanovy signály, rozšiřuje aplikaci této metody v forenzní analýze, environmentálním monitoringu, farmaceutickém výzkumu a procesní kontrole.
Cíle a přehled studie / článku
Článek poskytuje komplexní přehled technik pro omezení fluorescence při Ramanově měření a ukazuje nasazení těchto přístupů při analýze široké škály látek, včetně nelegálních drog, průmyslových toxinů, výbušnin a bojových chemikálií.
Použitá metodika a instrumentace
Analyzovány jsou následující principy a nástroje:
- Princip Ramanova rozptylu: elastický (Rayleighův) vs. neelastický rozptyl s posunem frekvence
- Změna excitační vlnové délky (532–1064 nm) a výkonu laseru
- Konfokální uspořádání, photo-bleaching a úprava vzorku
- SERS a SSERS, rezonanční Ramanova spektroskopie
- Časově rozlišená Ramanova spektroskopie (Time-gate) využívající pulzní laser (<100 ps) a SPAD detektor
- Matematické postupy: korekce základní linie, algoritmické odečítání fluorescence
Hlavní přístroje:
- FT-Raman modul (Nicolet iS50) s Nd:YAG laserem 1064 nm
- Disperzní Ramanové mikroskopy DXR3 a iXR (Thermo Fisher)
- PicoRaman M3 s optickým mikroskopem Olympus a SPAD detektorem pro time-gated měření
- Akustooptický (AOM) a elektrooptický (EOM) modulátor pro sekvenční excitaci
Hlavní výsledky a diskuse
Při vyšších excitačních vlnových délkách (785–1064 nm) se fluorescence snižuje, avšak klesá i intenzita Ramanova signálu. Time-gated přístup prokázal účinné oddělení krátkodobého Ramanova signálu od opožděné fluorescence, což umožnilo získat čistá spektra látky mikrokrystalické celulózy i složitých sloučenin jako syntetické kanabinoidy a kathinony. U výbušnin (RDX, PETN, HMX, Semtex) a bojových látek (sarin, soman, yperit) byly úspěšně identifikovány charakteristické pásy bez rušení fluorescence.
Přínosy a praktické využití metody
Potlačení fluorescence zvyšuje rychlost a spolehlivost analýzy vzorků přímo v poli či přes obalový materiál. Technologie Time-gate navíc umožňuje detekci stopových koncentrací látek v reálném čase, což je klíčové pro forenzní a bezpečnostní aplikace, kontroly kvality ve farmaceutickém a chemickém průmyslu a environmentální monitorování.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření přenosných a kombinovaných přístrojů (Raman+IR), zlepšení detektorů s vyšší citlivostí a integrace s umělou inteligencí pro automatické vyhodnocení spekter. Vývoj nových modulátorů a laserových zdrojů umožní ještě rychlejší time-resolved měření a analýzu dynamických procesů.
Závěr
Potlačení fluorescence je nezbytné pro použití Ramanovy spektroskopie u komplexních vzorků. Kombinace časově rozlišené detekce s optimalizovanou excitací a pokročilým softwarovým zpracováním výrazně rozšiřuje analytické možnosti této metody.
Reference
- Thermo Fisher Scientific: Disperzní Ramanové spektroskopy DXR3, iXR. www.thermofisher.com
- Timegate Photonics: Time-gated Raman spectrometers. https://www.timegate.com
- Rozsypal T., Greplova N. Advances in Military Technology, Vol. 18, No. 1, 133–150 (2023)
- Zhang P. et al. Molecules, 29, 197 (2024)
- Akhavan J. Spectrochimica Acta Part A, 47, 1991
- Atieno-Alego V., Speers N. Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science, Wiley (2012)
- Johnson T.J. et al. International Journal of Spectroscopy, 11 (2012)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Ramanova spektroskopie: Novinky a trendy
2024|Thermo Fisher Scientific|Prezentace
Ramanova spektroskopie: Novinky a trendy František Kesner Ramanova spektroskopie - procesní analytická technika (PAT) • • • • výukové účely (střední a vysoké školy) akademická a vědecká pracoviště rutinní analytické laboratoře procesní analyzátory Jakým způsobem můžeme vzorek analyzovat? off-line –…
Klíčová slova
ramanova, ramanovaměření, měřeníspektroskopie, spektroskopiečasově, časověraman, ramangated, gatedfluorescence, fluorescencelaseru, laseruvlnové, vlnovéexcitačního, excitačníhozměna, změnaramanův, ramanůvspekter, spekterprocesní, procesníramanovy
Nové možnosti analýzy nebezpečných látek pomocí infračervené a Ramanovy spektroskopie RNDr. František Kesner Ph.D. Obsah: • • Srovnání infračervené a Ramanovy spektroskopie Ramanovo záření versus fluorescence • • Ramanovy spektrometry s budícím laserem 1064nm Ramanovův spektrometr s budícím laserem 248nm…
Klíčová slova
spektroskopie, spektroskopiesrovnání, srovnáníotisků, otiskůprstů, prstůukázky, ukázkylátek, látekramanovy, ramanovyinfračervené, infračervenémolekuly, molekulybudícím, budícímvibrující, vibrujícíspektrum, spektrumramanových, ramanovýchvibrace, vibracepro
MOŽNOSTI SPEKTROSKOPICKÉ ANALÝZY MODELOVÝCH VZORKŮ MODERNÍCH PIGMENTŮ
2024|Thermo Fisher Scientific|Vědecké články
Původní a metodické práce www.chemicke-listy.cz MOŽNOSTI SPEKTROSKOPICKÉ ANALÝZY MODELOVÝCH VZORKŮ MODERNÍCH PIGMENTŮ Eva Svobodová a Ivana Kopecká Národní technické muzeum, Kostelní 1320/42, 170 78 Praha 7, Česká republika [email protected], [email protected] Došlo 25.8.23, přijato 19.10.23. Identifikace složení barevných vrstev (pojiv, plniv…
Klíčová slova
oracet, oracetcinquasia, cinquasiaběloba, bělobapink, pinkolej, olejstárnutí, stárnutímagenta, magentaakrylát, akrylátkřída, křídazinková, zinkováintenzita, intenzitadoplněk, doplněkabsorbance, absorbancemodelových, modelovýchstárnutím
LABOREXPO: Kompaktní FTIR a Ramanovy spektrometry: Plnohodnotné řešení pro každou laboratoř
2022|Bruker|Prezentace
1 Obsah 1. O nás 2. Úvod do FTIR spektroskopie 3. Kompaktní FTIR spektrometry ALPHA II 4. Úvod do Ramanovy spektrometrie 5. Ruční Ramanův spektrometr BRAVO 2 O Optik Instruments 3 3 BRUKER Optics • Ettlingen, Německo • Od roku…
Klíčová slova
spektroskopie, spektroskopiebravo, bravoftir, ftirradiation, radiationramanova, ramanovamicrocrystallicka, microcrystallickaatr, atrwaves, wavesovládání, ovládánínáklady, nákladybruker, brukerpřístrojů, přístrojůraman, ramanposunutá, posunutákrystal