OPTIK INSTRUMENTS p�edstavuje nov� technologie v mobiln�ch FTIR spektrometrech

FTIR spektrometrie u� dávno není technikou ryze laboratorní, ale zmenšováním optických i elektronických komponent je mo�né FTIR spektrometry p�enášet a tyto analýzy provád�t i v terénu, co� ješt� více rozši�uje mo�nosti vyu�ití FTIR spektrometrie. Se zmenšováním a p�enosem ale souvisí také velké mno�ství problém�, jako nap�. sní�ení výkonnosti p�ístroje (kvality spekter) na úkor rozm�r� nebo rozlad�ní optiky vlivem náraz� a ot�es� p�i p�enosu p�ístroje. V následujících odstavcích si na p�íkladu nového mobilního FTIR spektrometru MOBILE-IR II (Bruker Optics) p�edstavíme, jak jsou tyto limitace eliminovány prost�ednictvím nových technologií a vylepšení.

Robustnost na prvním míst�

V první �ad� si musíme uv�domit, �e optické p�ístroje u� ze své podstaty nejsou vhodné pro p�enos a �astou manipulaci. Jakýkoliv ot�es m��e zp�sobit rozlad�ní zrcadel vnit�ní optiky, co� ve finále vyústí v pokles signálu na detektoru. Dalším obecným faktem je, �e �ím mén� prostoru na optickou soustavu máme, tím horšími spektrálními charakteristikami p�ístroje disponují (signál-ku-šumu, rozlišení, vlno�tová p�esnost a další). Jak tedy výše zmín�ným fakt�m spektrometr MOBILE-IR �elí?

Obdivuhodnou stabilitou signálu p�ístroj MOBILE-IR disponuje díky léty ov��ené patentované konstrukci vnit�ní optiky Rocksolid™ (viz obr.1). V �em toto �ešení spo�ívá? Namísto klasických zrcadel p�ístroj pou�ívá tzv. koutové odra�e�e (zlacená rohová zrcadla), které v�dy odrazí sv�telný svazek stejným sm�rem, ze kterého p�išel. Díky tomu je vnit�ní optika p�ístroje tzv. trvale se�ízená a tím pádem i velmi odolná v��i náraz�m a ot�es�m.  P�i�teme-li k tomu i fakt, �e celá optická lavice navíc le�í na speciáln� konstruované antivibra�ní základn�, máme k dispozici p�ístroj, který doká�e stabiln� m��it i za jízdy v automobilu, v pr�myslovém prost�edí apod. Pokud k tomu ješt� doplníme kovové t�lo p�ístroje s krytím IP65 (prachot�snost a odolnost proti tryskající vod�), máme na sv�t� FTIR spektrometr stvo�ený pro ta nejnáro�n�jší prost�edí.

Obr.1: Princip koutového odra�e�e a schéma interferometru RockSolid™

Citlivost lepší ne� u výzkumných p�ístroj�

Jak ji� bylo zmín�no, velikou limitací p�enosných p�ístroj� je kvalita dat, která produkují. V p�ípad� FTIR analýzy je klí�ovým parametrem hodnota signálu-ku-šumu (S/N pom�r), která �íká, kolikrát je signál v p�ístroji za standardizovaných podmínek m��ení vyšší, ne�-li šum. �ím vyšší je tato hodnota, tím lepší spektrum je v praxi nam��eno, a tím v�tší je šance, �e danou látku úsp�šn� identifikujeme, nebo stanovíme její koncentraci. Zkrátka hodnota signálu-ku-šumu je ukazatelem úsp�šnosti Vaší analýzy. 

Optická lavice MOBILE-IR II vychází z FTIR spektrometru ALPHA II, který u� sám o sob� má hodnotu signál-ku-šumu vyšší ne� naprostá v�tšina stolních FTIR spektrometr�. MOBILE-IR má však namísto b�ného DLaTGS detektoru technologickou novinku – termoelektricky chlazený MCT detektor (TE-MCT). MCT detektory se b�n� vyu�ívají v nejnáro�n�jších v�deckých aplikacích, kde je pot�eba m��it s nejvyšší mo�nou citlivostí nebo maximální rychlostí sb�ru dat. Jejich nevýhodou ale v�dy byla nutnost chlazení detektoru kapalným dusíkem. Tato pot�eba ale v p�ípad� TE-MCT odpadá – vše je uchlazeno pomocí elektrické energie. TE-MCT detektor má 2-3x vyšší citlivost oproti klasickému DLaTGS detektoru! Díky tomu dosahujeme násobných hodnot signálu-ku-šumu v terénu a jednozna�n� nejvyšší spektrální kvality nap�í� p�enosnými FTIR spektrometry, které jsou v dnešní dob� k dispozici na trhu. Porovnání spektra z DLaTGS a TE-MCT detektoru naleznete na obr. 2.

Obr. 2 – Porovnání kvality spekter z DLaTGS (zašum�né spektrum) a TE-MCT detektor� p�i identických podmínkách m��ení.

FTIR analýza snadno, rychle a ú�eln�

Je skv�lé mít výkonný a robustní p�ístroj, ale nemén� d�le�ité také je, aby byl snadný na obsluhu i údr�bu. MOBILE-IR II lze jednoduše ovládat pomocí PC, notebooku i tabletu, a to zcela bezdrátov�. Moderní ovládací software OPUS Touch je mo�né vybavit funkcemi dle pot�eby a analýzu pak jednoduše provést dle p�eddefinovaného pracovního postupu n�kolika kliky na myši �i n�kolika dotyky obrazovky (viz obr. 3).

Obr. 3 – Workflow OPUS TOUCH p�i identifikaci: 1) Zadat název vzorku; 2) Zm��it; 3) Identifikovat

Co se týká údr�by p�ístroje, tak MOBILE-IR disponuje vestav�nou baterií s výdr�í 7 hodin. Vnit�ní optika je ze ZnSe okének, tak�e je necitlivá na vlhkost a tím je minimalizována i pot�eba vým�ny sušidel uvnit� p�ístroje.

Za skv�lou funkcionalitu lze zcela jist� pova�ovat i prémiový diamantový m��ící krystal. Jde o vysoce kvalitní monokrystal fixovaný mechanicky (bez pou�ití lepidel), co� výrazn� zvyšuje jeho chemickou odolnost. Zárove� má tento krystal funkci oh�evu, co� je extrémn� vhodné p�ípad� analýzy látek v rozpoušt�dle. Díky zvýšené teplot� se rozpoušt�dlo jednoduše odpa�í a na ATR krystalu u� m��íme pouze �istý analyt.

K �emu je to dobré?

S novými technologiemi jako je TE-MCT detektor dosahují dnešní p�enosné FTIR spektrometry mnohem lepší spektrální kvality. Navíc díky drobným modifikacím, jako je oh�ev ATR krystalu, uzp�sobený software apod. zna�n� zjednodušují práci s p�ístrojem a posouvají spolehlivost FTIR analýzy v terénu na novou úrove�, a ješt� zv�tšují potenciál vyu�ití FTIR spektrometrie na mnoha místech, ke kterým pat�í nap�:

   • Sklady chemikálií, plast� a API v chemickém, plastiká�ském �i farmaceutickém pr�myslu
   • Místo �inu �i ekologické havárie pro identifikaci d�kazních materiál�
   • Mobilní laborato�e policejních sbor�, hasi�� nebo armády
   • Místa t�by – pr�zkum p�d a hornin