Ver a través de la espectroscopia Raman (STRaman^TM) es una tecnología recientemente desarrollada que amplía la capacidad de la espectroscopia Raman para medir muestras debajo de material de empaque de dispersión difusa. Raman convencional normalmente tiene un área de muestreo muy pequeña con una alta densidad de potencia en el punto focal del láser en la muestra, lo que significa que solo se mide una porción limitada de una muestra, y las muestras pueden calentarse o quemarse. La tecnología ST ha sido diseñada para superar estos problemas. La tecnología está disponible en sistemas Raman portátiles y de mano con láser de excitación láser de 785 nm y de 1064 nm. El Straman^TM La tecnología presenta un área de muestreo mucho más grande que el enfoque confocal. Este diseño mejora la intensidad relativa de la señal de las capas más profundas, lo que aumenta la profundidad efectiva de muestreo y, a su vez, permite la medida de materiales dentro de embalajes visualmente opacos. El área de muestreo más grande tiene la ventaja adicional de prevenir el daño de la muestra al reducir la densidad de potencia, así como de mejorar la precisión de la medida al eliminar el efecto heterogéneo.

Hemos demostrado las capacidades del STRam de 785 nm para la identificación a través del paquete[1,2] como botellas de polietileno blanco, un empaque común para productos químicos sólidos, y otros empaques opacos como sobres blancos y manila. Se recolecta un espectro de material debajo de las capas opacas debido a la mayor profundidad de muestreo de la tecnología. Junto con algoritmos de identificación avanzados, la contribución de la señal Raman del paquete se elimina y la muestra se identifica correctamente. La identificación a través de plástico de colores, múltiples capas opacas y vidrio grueso se puede hacer con el STRaman^TM tecnología con excitación de 785 nm. Un ejemplo de identificación de benzoato de sodio dentro de una botella blanca de PE se da en Figura 1. Las tabletas recubiertas también se pueden identificar ya que la tecnología transparente penetra en la capa de recubrimiento y mide el espectro Raman de la tableta subyacente. Y debido a que la densidad de potencia del sistema es más baja que la señal altamente enfocada utilizada en Raman convencional, incluso los recubrimientos de tabletas de colores y las muestras oscuras se pueden medir sin quemar la superficie con láser. Figura 2 muestra el espectro Raman de un polvo negro recogido con el STRam a plena potencia del láser sin quemarse.

Muchas materias primas se suministran en sacos de papel kraft de una o varias capas, a veces también con una capa de revestimiento de plástico. El papel kraft marrón, así como muchos otros materiales de colores oscuros, tiene un fuerte fluorescencia cuando se mide con Raman de 785 nm. La aplicación de la tecnología STraman a nuestros sistemas Raman de 1064 nm permite la identificación de materiales incluso a través de materiales de embalaje tan complicados. Para ilustrar, obtuvimos una serie de diferentes bolsas de papel multicapa utilizadas como contenedores de materia prima en las compañías farmacéuticas, seleccionamos varios excipientes de uso común con diferentes fuerzas de dispersión Raman y probamos la capacidad de STRaman^TM a 1064 nm para identificarlos a través de las bolsas de papel. Como tabla 1 muestra, incluso el fosfato trisódico del material activo Raman más débil, que es aproximadamente 40 veces más débil que el carbonato de calcio, se identifica positivamente (una identificación positiva significa que el producto químico correcto figura como el principal éxito, con un índice de calidad de éxito por encima de un umbral establecido, y más alto que el 2^{Dakota del Norte} golpeado por un margen establecido. El umbral de HQI se establece en 85 y el margen se establece en 2 en estas pruebas). Sin embargo, a una excitación de 785 nm, el fosfato trisódico solo se puede identificar con éxito a través de la bolsa de papel kraft blanca.

figura 3 muestra el espectro del fosfato trisódico medido a través de una bolsa de dos capas de papel kraft blanco y marrón, con un resultado de búsqueda positivo en la biblioteca. Aunque el espectro está dominado por la fluorescencia y las características Raman de la bolsa de papel, el algoritmo utilizado en STRaman es capaz de extraer de él la firma del fosfato trisódico e identificarlo de forma fiable.

Las ventajas adicionales de la tecnología STRam son su mayor área de muestreo. Debido a este diseño, Raman se puede usar más ampliamente y brindar resultados más repetibles para muestras heterogéneas, como polvos mixtos o productos naturales.

La capacidad de medir muestras dentro de paquetes, eliminando la necesidad de preparación de muestras, es una de las principales ventajas de Raman. Los avances producidos con la tecnología STRaman suponen que un Un paso más allá para medir a través de paquetes opacos, desde botellas de plástico blancas hasta sacos de fibra, sacos de papel kraft, sobres e incluso piel, permite una fácil adopción de esta herramienta espectroscópica en muchos entornos de trabajo, en el laboratorio o en el campo. El desarrollo de la tecnología para la excitación láser de 785 nm y 1064 nm aborda incluso los envases oscuros y con muchos colores que están influenciados por la fluorescencia. Esto abre Raman a muchos nuevos usuarios potenciales, para quienes anteriormente no había sido una herramienta viable.

1. j Zhao, KA Bakev, J. Zhou, “Espectroscopia Raman Peers Through Packaging”, Photonics Spectra, febrero de 2018, https://www.photonics.com/a62932/Raman_Spectroscopy_Peers_Through_Packaging.
2. ka Bakeev, “Ciencia transparente”, The Analytical Scientist, mayo de 2018, https://theanalyticalscientist.com/issues/0518/see-through-science/.