Czułość Ramana przy długości fali wynoszącej 785 nm ma również swoje odzwierciedlenie w możliwości używania niższych mocy lasera. Pomiary prowadzone z niższą mocą lasera pozwalają na analizę wrażliwych próbek, które przy wyższych mocach lasera mogłyby ulec degradacji termicznej, wybuchowi, bądź spaleniu. Detektory krzemowe powszechnie wykorzystywane przy laserach o długości fali 785 nm nie wymagają chłodzenia, co bezpośrednio wpływa na wydłużenie żywotności baterii. W rezultacie systemy bazujące na laserze 785 nm mogą mieć kompaktowe rozmiary i nadal w sposób szybki i dokładny dostarczać rzetelnych wyników, podczas wielogodzinnych operacji w terenie.

Dowiedz się więcej w jaki sposób MIRA stała się mobilna z naszego poprzedniego postu na blogu.

Jak spektrometr MIRA stał się mobilny

Szacuje się, że jedynie 10% związków, które są aktywne ramanowsko, wykazuje zjawisko fluorescencji podczas oddziaływania z laserem 785 nm. Dla przykładu guma arabska jest szeroko wykorzystywana jako związek o właściwościach wypełniających oraz wiążących. [1]. Kiedy poddawana jest analizie przy użyciu lasera 785 nm, to zjawisko fluorescencji jest tak silne, że sygnał Ramana nie jest widoczny dla detektora (więcej na ten temat później). Podobnie, substancje pomocnicze (np. sacharoza znajdowana w ulicznych narkotykach), które ulegają zjawisku fluorescencji, co uniemożliwia prawidłową identyfikację właściwej substancji o działaniu narkotycznym. Ponadto wszelkiego rodzaju barwniki mogą być problematyczne na etapie identyfikacji tabletek, żywności, sztuki (obrazy, eksponaty), a także tworzyw sztucznych. Często, słaby efekt rozpraszania ramanowskiego można obserwować przy używaniu lasera 785 nm
i wtedy konieczne jest tłumienie zjawiska fluorescencji na etapie dopasowywania widm w ramach biblioteki.

MIRA XTR DS jest ewolucją w zakresie spektroskopii Ramana. Łączy ona kompaktowe rozmiary, wysoką rozdzielczość, niski pobór mocy oraz zalety używania lasera 785 nm z zaawansowanymi, opatentowanymi algorytmami, pozwalającymi na eXTRakcję sygnału Ramana nawet z widm bardzo mocno obciążonych zjawiskiem fluorescencji!

Rysunek 1 zawiera widma Ramana pochodzące z analizy fluorescencyjnego materiału, tj, proszkowej formy gumy arabskiej. Analiza została wykonana przy użyciu tradycyjnego lasera 785 nm, lasera 1064, a także lasera 785 nm w trybie XTR. Poprawa rozdzielczości w przypadku zastosowania XTR jest oczywista. Warto również zauważyć bardzo płaską (nawet bez korekcji) linię bazową widoczną na widmie uzyskanym przy użyciu XTR. 
Ma to kluczowe znaczenie na etapie dopasowania i przeszukiwania bibliotek z wykorzystaniem  korelacji Pearsona korelacji Pearson.

Dowiedz się więcej na ntemat spektrometru MIRA XTR DS here.

Spektrometr MIRA XTR DS: Ewolucja podręcznego spektrometru Ramana do identyfikacji materiałów bez fluorescencji

Klasyczne aplikacje udoskonalone dzięki MIRA XTR DS

Lidokaina [2] jest miejscowym środkiem znieczulającym, który może być również dodawany do kokainy, aby wzmocnić chwilowe uczucie odrętwienia, które przez wielu użytkowników kokainy kojarzone jest z produktem wysokiej jakości. Zazwyczaj zawartość czystej kokainy w próbkach ulicznych jest na poziomie ok. 30%, a jej sygnał może być skutecznie maskowany przez inne składniki obecne w matrycy. Jednak skuteczna identyfikacja powszechnie występujących związków wspomagająco-maskujących (np. lidokainy) może być sygnałem i wskazówką do wykonania dalszych, bardziej szczegółowych analiz pod kątem substancji narkotycznych.

W tradycyjnym podejściu, identyfikacja lidokainy była dużym wyzwaniem dla systemów Ramana z laserem 785 nm, ponieważ jej fluorescencja uniemożliwiała wykrycie zarówno samej lidokainy, jak również kokainy. Podejście ewolucyjne, gdzie zastosowany został tryb XTR pozwala na uzyskanie doskonałego, wolnego od fluorescencji widma lidokainy, gdzie widoczne są charakterystyczne pasma (Rys. 2).

Mikrokrystaliczna celuloza

Mikrokrystaliczna celuloza (MCC) to przykład kolejnego związku o właściwościach neutralnych, który jest często wykorzystywany przy produkcji żywności oraz leków. Kiedy związek ten jest poddawany analizie z laserem 785 nm, pojawiająca się fluorescencja skutecznie tłumi sygnał Ramana, co uniemożliwia identyfikację oraz analizę mieszanin (Rys. 4).

Keczup

Szczególnie interesującą aplikacją może być pomiar analitów zawieszonych w keczupie z uwagi na fakt, że jest to kolorowa i złożona matryca. Przy analizie z laserem 785 nm pojawia się fluorescencja, natomiast stosując laser 1064 nm dochodzi do zapalenia. Jednak analizując keczup przy użyciu technologii XTR możemy uzyskać dodatkową korzyść związaną ze wzmocnieniem sygnału ramanowskiego, co widoczne jest na zarejestrowanym widmie przedstawiającym śladowe ilości likopenu – związku chemicznego, który odpowiada za czerwony kolor keczupu (Rys. 5).

W przeszłości użytkownicy systemów Ramana z laserem 785 nm napotykali na problem związany ze zjawiskiem fluorescencji. MIRA XTR DS z laserem 785 nm łączy niewielkie rozmiary, wysoką rozdzielczość, niski pobór energii z rewolucyjnym podejściem bazującym na uczeniu maszynowym, aby wyeXTRahować sygnał Ramana z próbek wykazujących fluorescencję. Korzyści są nieocenione!

• Laser z długością fali 785 nm, dysponuje na tyle małą mocą, że możemy poddawać analizie próbki wrażliwe, skłonne do zapłonu czy spalenia
• Kompaktowa konstrukcja o kieszonkowych wymiarach pozwala na jednoręczną obsługę
• Niskie zużycie energii oznacza dłuższą żywotność baterii podczas dłuższych operacji w terenie

Spektrometr MIRA XTR DS: wszystko co najlepsze w podręcznym spektrometrze Ramana, posiadającym praktycznie nieograniczone zastosowania. 

Dowiedz się więcej o spektrometrze MIRA XTR DS