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Die Raman-Spektroskopie ist ein allgegenwärtiges Werkzeug, das für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden kann. Von Robotern bis zur Kunst und von Bier bis zum Weltraum – es ist unglaublich, was für eine vielseitige Technik Raman sein kann. Teil 1 In dieser FAQ-Reihe ging es um Theorie und praktische Anwendung. Ziel dieses Blogartikels ist es, einige häufig gestellte Fragen zur Eignung der Raman-Spektroskopie für verschiedene Anwendungen zu beantworten.
Klicken Sie unten auf eine Frage, um direkt zu diesem Thema zu springen:
- Was kann Raman, was andere Techniken nicht können?
- Wie unterstützen spezielle Raman-Techniken einzigartige Anwendungen?
- Was bietet die Raman-Spektroskopie für spannende und ungewöhnliche Anwendungen?
- Welchen Beitrag leistet Raman zur Lebensmittel- und Getränkeanalyse?
- Wie geht es weiter mit der Raman-Spektroskopie bei Metrohm?
- Was macht Raman so leistungsstark für die Detektion von illegalen und gefährlichen Materialien?
- Welche Raman-Anwendungen und -Funktionen stechen bei Metrohm hervor?
Zur Materialidentifizierung können viele analytische Methoden verwendet werden, die traditionell im Labor durchgeführt werden. Raman ist ein Tool, das Substanzen identifiziert, indem es sie mit einer Bibliothek bekannter Verbindungen und/oder Materialien durch Vergleich innerhalb eines Modelldatensatzes verifiziert.
Was Raman auszeichnet, sind seine einzigartigen Probenahmemöglichkeiten. Auf der einfachsten Ebene kann ein Raman-Benutzer Daten von einer Probe direkt in ihrer ursprünglichen Form und manchmal in ihrer Originalverpackung sammeln, indem er einfach den Probenahmeaufsatz gegen das Material oder die Aussenseite eines Behälters drückt. Die Vorteile sind Geschwindigkeit und Einfachheit, kein Kontakt mit der Probe oder Kontaminationsgefahr und keine Probenvorbereitung. Mit tragbaren Systemen kann der Benutzer alle diese Vorteile auch ausserhalb eines Labors nutzen, wo immer Proben entnommen werden müssen. Berücksichtigt man die zusätzlichen Funktionen wie Fernerfassung, Roboter-, Drohnen- oder Fahrzeugmontage und Standoff-Probenahme aus der Ferne, wird deutlich, wie einzigartig Raman-Anwendungen sein können. Inspektionen vor Ort, Gefahrengut- und CBRNE-Szenarien, Weltraumforschung und die Erkennung illegaler Materialien sind möglich, ohne die Sicherheit von Menschen zu gefährden.
Die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS) macht Raman zu einer hervorragenden Technik zur Spurendetektion. Mit SERS ist es möglich, Spuren von Pestiziden in Lebensmitteln zu bestimmen und kleinste Mengen von Betäubungsmitteln in komplexen Strassendrogenproben nachzuweisen.
Bei Metrohm wird SERS sogar als Methode zum Nachweis von Betäubungsmitteln in Vollblutproben vorgeschlagen.
Metrohm hat sich auf eine Kombination aus Raman-Spektroskopie und Elektrochemie (EC-Raman) spezialisiert, welche Informationen über die chemischen Prozesse einschliesslich gleichzeitiger struktureller und funktioneller Informationen in einem einzigen Experiment erhält. EC-Raman kann neben der Charakterisierung organischer und anorganischer Verbindungen auch elektrokatalytische Reaktionen, Energiespeicher und Korrosionsprozesse überwachen.
Die Raman-Spektroskopie bei einer Wellenlänge von 532 nm ist ideal für die Charakterisierung von Kohlenstoff. Peakintensität, -form und -position geben Aufschluss über die innere Kristallinität der Probe und können strukturelle Störungen aufklären.
Die Raman-Spektroskopie hat viele nützliche Anwendungen im Bereich der Kunstkonservierung. Zu den Vorteilen der Raman-Spektroskopie gegenüber anderen Analysetechniken gehören die nichtinvasive In-situ-Untersuchung von Objekten des Kulturerbes, die Fähigkeit zur Fluoreszenzreduktion zur Identifizierung von Pigmenten und Farbstoffen sowie Abstandsmessungen zur berührungslosen Analyse von Oberflächen aus einer Entfernung von bis zu mehreren Metern.
4. Welchen Beitrag leistet Raman zur Lebensmittel- und Getränkeanalyse?
Die Anzahl der Möglichkeiten, die Raman-Spektroskopie für die Untersuchung von Lebensmitteln zu nutzen, ist überraschend gross und es gibt mehrere Ansätze, die zum Erfolg führen.
Raman ist sehr effektiv bei der Unterscheidung zwischen sehr ähnlichen Proben. Dies ist eine nützliche Eigenschaft, wenn man zum Beispiel einen Vergleich der wichtigsten Lagerbiermarken oder eine Klassifizierung verschiedener Speiseöle durchführt.
Die Hauptanwendungen in dieser Kategorie sind die Authentifizierung von Lebensmitteln und die Überprüfung von Rohstoffen, die sowohl mit tragbaren als auch mit Labor-Raman-Systemen durchgeführt werden können.
Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie waren für die Raman-Spektroskopie aufgrund der Fluoreszenz von organischen Stoffen bisher eine Herausforderung. Mit XTR®, der neuartigen Fluoreszenzunterdrückungstechnik für eine verbesserte 785-nm-Raman-Leistung, ist dies kein Problem mehr.
XTR unterstützt die Identifizierung bunter Verbindungen wie Beta-Carotin in Karotten, Tomaten und Bananenschalen. Es ist auch nützlich für die Echtheitsprüfung von Honig, einem teuren Produkt, das oft mit billigeren Zuckermischungen verfälscht wird, um mehr Gewinn zu erzielen.
SERS ist ein leistungsstarkes Werkzeug zum Nachweis von Spuren von Farbstoffen, Zusatzstoffen und einer Vielzahl von Rückständen von Pestiziden, Herbiziden und Fungiziden in Lebensmitteln und Getränken.
Metrohm bietet eine Vielzahl einfach anzuwendender SERS-Methoden und -Materialien, die den Schutz der Verbrauchersicherheit erleichtern.
Eine Auswahl veröffentlichter Application Notes finden Sie hier.
Kostenlose Anwendungshinweise für MISA (Metrohm Instant SERS-Analysator)
Während Sie gerade über die Anwendungen der Raman-Spektroskopie lesen, erkunden andere die vielfältigen Möglichkeiten, die sie für ihre Forschung bietet. Mit GLIMPSE (Geological Lunar In-Situ Mapper und Prospector für die Oberflächenerkundung), könnte MIRA (Metrohm Instant Raman Analyzer) ins All fliegen.
Metrohm Schweiz hat eine neue Zusammenarbeit, die ein auf einer Drohne montiertes Raman-System mit einem Abstandshalter zur automatischen Erkennung von Chemikalien und Sprengstoffen aus mehreren Metern Entfernung nutzt.
Mit IBEX ist eine Fernüberwachung sensibler Standorte mit robotermontiertem Raman möglich. IBEX ist ein vierbeiniger Roboter (der Spot®-Roboter von Boston Dynamics), der mit einem Abstands-Raman-Spektrometer (MIRA XTR DS) und einem Sensorpaket ausgestattet ist, das einen Detektor für chemische Kampfstoffe (CWA), radiologische/nukleare Detektoren und einen Indikator für brennbare Gase umfasst. IBEX kann schnell und sicher eine vollständige Beurteilung des Unfallorts durchführen, umErsthelfer und Strafverfolgungsbehörden dabei zu unterstützen, Bedrohungen aus der Ferne zu erkennen und zu entschärfen.
6. Was macht Raman so leistungsstark für die Detektion von illegalen und gefährlichen Materialien?
Die Raman-Spektroskopie eignet sich ideal zur Identifizierung von Betäubungsmitteln, potenziell gefährlichen unbekannten Chemikalien, Sprengstoffen und chemischen Kampfstoffen. Die Sicherheit des Bedieners wird durch die Fähigkeit maximiert, vor Ort schnell und zuverlässig berührungslose Ergebnisse zu liefern. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, die mit illegalen und gefährliche Materialien zu tun haben, wie z. B. Zollkontrollen, Verkehrskontrollen, Auslaufen von Chemikalien und Überwachung von illegalen Laboren.
Das ist kein Zufall – Handheld-Raman-Systeme von Metrohm sind für die strengen Spezifikationen konzipiert, die für diese Art gefährlicher Anwendungen erforderlich sind:
- Die tragbaren Raman-Instrumente von Metrohm sind robust: Sie sind wasser- und staubbeständig und zertifiziert, um Stössen und Vibrationen standzuhalten.
- Die Identifizierung von Gefahrstoffen wird durch die ferngesteuerte und verzögerte Erfassung und die sofortige Gefahrenwarnung sicherer.
- Resistive Touchscreens und/oder Funktionstasten ermöglichen die Bedienung mit Handschuhen, selbst mit sperrigen Schutzanzügen.
- Durch die Verfügbarkeit mehrerer Raman-Wellenlängen profitieren die Nutzer von einer maximalen Flexibilität bei der Probennahme.
- Individuelles Zubehör (z. B. PowerPack für MIRA) unterstützen Feldtests, auch wenn es sich um einen ganztägigen Job handelt.
7. Welche Raman-Anwendungen und -Funktionen stechen bei Metrohm heraus?
Flexibilität ist der Schlüssel für innovative Raman-Lösungen von Metrohm. Viele unserer Raman-Systeme können Folgendes:
See-Through-Raman ermöglicht die schnelle Identifizierung von Materialien durch undurchsichtige Behälter und Verpackungsmaterialien hindurch, die bisher für die Raman-Spektroskopie undurchdringbar waren, wie z.B. Plastikflaschen und mehrlagiges Papier.
Dies unterstützt Anwendungen wie die Identifizierung eingehender Materialien, die Kontrolle von Postpaketen und die Erkennung von Schmuggelware an Grenz- und Zollstationen.
Metrohm hat die Raman-Handanalytik mit dem patentierten Orbitales Rasterscannen (ORS™) und dem Large Spot Adapter revolutioniert. Hierbei handelt es sich um proprietäre Methoden zur Verbesserung geringer Auflösung, geringer Empfindlichkeit und Probenabbau bei gleichzeitiger Untersuchung eines grossen Probenbereichs.
Diese hochmodernen Technologien verbessern die Analyse von Gemischen, wie z. B. vieler gängiger pharmazeutischer Formulierungen. Da der Laser über die Probe gestreut wird, eignet er sich auch ideal für die Untersuchung sensibler Materialien, wie zum Beispiel stark gefärbte und flüchtige Stoffe.
Die Fluoreszenz-Unterdrückung im Raman-Spektrum ist sowohl für qualitative als auch quantitative Anwendungen essentiell, einschließlich Kraftstoffe, Polymere und Farben/Farbstoffe. Metrohm bietet Methoden zur Fluoreszenzunterdrückung bei den am häufigsten verwendeten Raman-Wellenlängen.
Fazit
Das Raman-Angebot von Metrohm ist so vielfältig wie die Anwendungsmöglichkeiten. Handheld- und Labor-Raman-Systeme decken das gesamte Spektrum ab – Spurenerkennung, Materialverifizierung, Identifizierung unbekannter Substanzen bis hin zur quantitativen Analyse. Unabhängig davon, wie es verwendet wird, ist Raman eine einzigartige und wunderbare Form der Spektroskopie!
Ihr Wissen zum Mitnehmen
Anwendungshinweis: Auswahl der am besten geeigneten Laserwellenlänge für Ihre Raman-Anwendung
On-Demand-Webinar: Biomedizinische Anwendungen der Raman-Spektroskopie
Fluoreszenzfreie 785-nm-Materialidentifizierung mit MIRA XTR DS
Dieses kostenlose White Paper bietet einen Überblick über Methoden zur Fluoreszenzunterdrückung, die Vorteile von MIRA XTR DS und Anwendungsbeispiele (z. B. Detektion gefährlicher Chemikalien, illegaler Drogen, Detektion von Zutaten und Produkten, die in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet werden, sowie von hergestellten Materialien.
