En este trabajo se muestra la capacidad de Raman portátil como herramienta de monitoreo de procesos basada en el uso de i-Raman Plus de B&W Tek. Las mediciones se realizaron con i-Raman Plus portátil equipado con un CCD sensible retroiluminado enfriado por TE, así como con un láser CleanLaze® patentado excitado a 785 nm con una potencia de salida máxima de 300 mW, que cubre el rango espectral de 175-3200 cm^-1. Una sonda Raman de grado de laboratorio de eje largo se coloca sobre la superficie de la muestra, a una distancia de trabajo de 5 mm, de modo que el láser esté bien enfocado como un punto. Los datos se recogieron con un tiempo de adquisición de 15-30 segundos con una potencia de láser de 300 mW.

El ácido cítrico, un aditivo alimentario bien conocido, se selecciona aquí como un sistema modelo para estudiar el polimorfismo basado en dos de sus fases cristalinas sólidas: monohidrato y anhidro, que cristalizan del agua a diferentes temperaturas.4]. El ácido cítrico monohidratado y el ácido cítrico anhidro se adquirieron de Sigma-Aldrich. La transición de la forma monohidratada a la anhidra se realizó calentando el polvo sólido desde temperatura ambiente hasta 80 °C.

El monitoreo en tiempo real y la tendencia de la transición polimórfica del ácido cítrico se realizaron utilizando el software BWSP-21pt11 de B&W Tek. Esto permite la recopilación continua de datos y la tendencia en función de la evolución de las puntuaciones de PCA, los modelos quimiométricos o las tendencias de datos. Como el interés aquí es seguir la transición (sin cuantificar la cantidad de formas en el sistema durante este proceso) usamos la tendencia de la desaparición del pico de monohidrato a 1108 cm^-1 y formación de la forma anhidra con el cambio de intensidad del nuevo pico a 1146 cm^-1. Hay otros picos específicos de la forma de monohidrato que incluyen 442, 820, 1167, 1260 y 2950 cm^-1 y para la forma anhidra a 1635, 2932 y 2982 cm^-1 que podría usarse fácilmente para marcar la tendencia de la transición. En Figura 4. En la vista ampliada de la región espectral utilizada para tendencia máxima, los cambios espectrales en la transición de fase son evidentes en Figura 5. La tendencia de la desaparición del pico de monohidrato que se generó en tiempo real durante la recopilación de datos se da en Figura 6.

Debido a que los cambios espectrales relacionados con el cambio de monohidrato a ácido cítrico anhidro no se limitan a cambios discretos, se puede capturar un enfoque más holístico utilizando análisis de datos multivariados, que refleje los cambios espectrales sistemáticos con el aumento de temperatura mediante el análisis de componentes principales ( ACP). Mediante el análisis PCA en todo el rango espectral, se encuentra que el primer componente principal explica el 90 % de la variación de los datos en el transcurso de los 75 espectros recopilados. Un gráfico de líneas de la puntuación de PC-1 frente al espectro de la muestra muestra la misma tendencia que se observa al seguir un solo pico y refleja los cambios en el espectro Raman con la conversión del monohidrato a la forma anhidra. Figura 7 muestra el gráfico de las puntuaciones PC-1.

Aquí mostramos algunos ejemplos del valor de la espectroscopia Raman para monitorear e identificar diferentes polimorfos. Usamos el i-Raman Plus portátil con el software BWSP-21pt11 para el monitoreo continuo y la tendencia de la transición de monohidrato a ácido cítrico anhidro, con espectros recolectados cada 15 segundos a medida que aumentaba la temperatura.