Các Câu Hỏi Thường Gặp Về Raman: Các Ứng Dụng
26 thg 6, 2023
Bài viết
Bài viết này là Phần 2 của chuỗi bài viết
Đi đến
Phần 1
Chia sẻ bài viết
Quang phổ Raman là một công cụ phổ biến có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Từ rô-bốt đến lĩnh vực nghệ thuật, từ thực phẩm như bia đến lĩnh vực không gian vũ trụ, khó có thể tin được sự linh hoạt của kỹ thuật Raman có thể làm được. Phần 1 của loạt câu hỏi thường gặp này bao gồm lý thuyết và cách sử dụng thực tế. Bài viết trên blog này nhằm mục đích trả lời một số câu hỏi thường gặp về sự phù hợp của quang phổ Raman đối với các ứng dụng khác nhau.
Bấm vào một câu hỏi dưới đây để chuyển trực tiếp đến chủ đề đó:
- Raman có thể làm gì mà các kỹ thuật khác không làm được?
- Các kỹ thuật Raman chuyên dụng hỗ trợ các ứng dụng độc đáo như thế nào?
- Quang phổ Raman có thể cung cấp những gì cho các ứng dụng chuyên biệt và thông thường?
- Raman đóng góp như thế nào vào việc phân tích thực phẩm và đồ uống?
- Điều gì tiếp theo cho quang phổ Raman tại Metrohm?
- Điều gì khiến Raman trở nên mạnh mẽ như vậy đối với các ứng dụng vật liệu bất hợp pháp và nguy hiểm?
- Những ứng dụng và tính năng Raman nào nổi bật tại Metrohm?
Nhiều phương pháp phân tích, truyền thống dựa trên phòng thí nghiệm, có thể được sử dụng để xác định vật liệu. Raman là một công cụ xác định các chất bằng cách so sánh chúng với thư viện các hợp chất đã biết và/hoặc xác minh vật liệu thông qua so sánh trong một bộ dữ liệu mô hình
Điều làm nên sự khác biệt của Raman là khả năng lấy mẫu độc đáo của nó. Ở mức cơ bản nhất, người dùng Raman có thể thu thập dữ liệu trực tiếp trên mẫu ở dạng gốc và đôi khi ở dạng đóng gói ban đầu của nó, bằng cách đưa đầu đo mẫu vào vật liệu hoặc bao bì bên ngoài. Lợi ích của việc này là đo mẫu nhanh chóng và dễ dàng, không tiếp xúc với mẫu hoặc loại bỏ khả năng nhiễm bẩn và không cần chuẩn bị mẫu. Các hệ thống cầm tay cho phép người dùng có những lợi thế có thể đo mẫu bên ngoài phòng thí nghiệm, bất cứ nơi nào cần lấy mẫu. Xem xét các khả năng bổ sung như quét mẫu từ xa, sử dụng rô-bốt hoặc máy bay không người lái hoặc lắp trên phương tiện di chuyển, và lấy mẫu dự phòng từ xa, bạn sẽ nhận ra các ứng dụng Raman có thể độc đáo như thế nào. Kiểm tra địa điểm, các tình huống Hazmat và CBRNE, khám phá không gian và phát hiện chất bất hợp pháp đều có thể thực hiện được mà không gây rủi ro cho sự an toàn của con người.
Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) biến Raman thành một kỹ thuật phát hiện hàm lượng vết xuất sắc. Với SERS, có thể xác định dấu vết của thuốc trừ sâu trong thực phẩm và phát hiện một lượng rất nhỏ chất gây nghiện trong các mẫu ma túy đường phố phức tạp.
Tại Metrohm, SERS thậm chí còn được đề xuất như một phương pháp phát hiện chất gây nghiện trong các mẫu máu toàn phần.
Metrohm chuyên về sự kết hợp giữa quang phổ Raman và điện hóa học (EC-Raman) để thu thập thông tin về các quá trình hóa học bao gồm thông tin về cấu trúc và chức năng đồng thời trong một thí nghiệm. EC-Raman có thể theo dõi các phản ứng xúc tác điện, thiết bị lưu trữ năng lượng và quá trình ăn mòn bên cạnh đặc tính của các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
Sử dụng quang phổ Raman ở bước sóng 532 nm là lý tưởng để xác định đặc tính của carbon. Cường độ, hình dạng và vị trí cực đại tiết lộ thông tin về độ kết tinh bên trong của mẫu và có thể làm sáng tỏ sự mất trật tự cấu trúc.
Quang phổ Raman có nhiều ứng dụng hữu ích trong lĩnh vực bảo tồn nghệ thuật. Lợi ích của việc sử dụng quang phổ Raman so với các kỹ thuật phân tích khác bao gồm nghiên cứu tại chỗ, không xâm lấn các đối tượng di sản văn hóa, khả năng loại bỏ huỳnh quang để xác định sắc tố và thuốc nhuộm, và các phép đo từ xa để phân tích bề mặt không tiếp xúc từ cách xa vài mét.
4. Raman đóng góp như thế nào vào việc phân tích thực phẩm và đồ uống?
Quang phổ Raman có thể được sử dụng nhiều cách để thử nghiệm thực phẩm và có nhiều cách tiếp cận để thành công.
Raman khá hiệu quả trong việc phân biệt giữa các chất rất giống nhau. Đây là một đặc điểm hữu ích, ví dụ như so sánh các nhãn hiệu bia lớn hoặc phân loại các loại dầu ăn khác nhau.
Các ứng dụng chính trong danh mục này là xác thực thực phẩm và xác minh nguyên liệu đầu vào, có thể được thực hiện bằng hệ thống Raman cầm tay và phòng thí nghiệm.
Các ứng dụng thực phẩm và đồ uống thường là một thách thức đối với quang phổ Raman do huỳnh quang từ các chất hữu cơ. Với XTR® - kỹ thuật mới loại bỏ huỳnh quang để cải thiện hiệu suất Raman 785 nm, điều này không còn là vấn đề đáng lo ngại.
XTR hỗ trợ định tính của các hợp chất nhiều màu sắc như beta carotene trong cà rốt, cà chua và vỏ chuối. Nó cũng hữu ích cho việc xác thực mật ong, một sản phẩm đắt tiền thường được pha trộn với hỗn hợp đường rẻ hơn để thu được nhiều lợi nhuận hơn.
SERS là một công cụ mạnh mẽ để phát hiện vết thuốc nhuộm, chất phụ gia và một loạt dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và thuốc diệt nấm trong thực phẩm và đồ uống.
Metrohm cung cấp nhiều phương pháp và vật liệu SERS dễ sử dụng giúp bảo vệ an toàn cho người tiêu dùng một cách dễ dàng.
Tìm tuyển tập các Ghi chú ứng dụng đã xuất bản tại đây.
Ghi chú ứng dụng miễn phí cho MISA (Metrohm Instant SERS Analyzer)
Trong khi bạn đang đọc về các ứng dụng của quang phổ Raman, những người khác đang khám phá nhiều cách mà nó phù hợp với nghiên cứu của họ. Với GLIMPSE (Máy Lập Bản Đồ Địa Chất Mặt Trăng Tại Chỗ và Công Cụ Thăm Dò Bề Mặt), MIRA (Máy Phân Tích Raman Tức Thì Của Metrohm) có thể đi vào không gian.
Metrohm Schweiz có một sự hợp tác mới sử dụng hệ thống Raman gắn trên máy bay không người lái với phụ kiện dự phòng để tự động phát hiện hóa chất và chất nổ cách xa hàng mét.
Có thể giám sát từ xa các địa điểm nhạy cảm bằng kết hợp rô-bốt IBEX. IBEX là rô bốt bốn chân (rô bốt Spot® của Boston Dynamics) được trang bị máy quang phổ Raman độc lập (MIRA XTR DS) và gói cảm biến bao gồm máy dò tác nhân chiến tranh hóa học (CWA), máy dò phóng xạ/hạt nhân và chỉ báo khí dễ cháy. IBEX có thể thực hiện đánh giá toàn cảnh một cách nhanh chóng và an toàn để giúp những người phản ứng đầu tiên và các nhóm thực thi pháp luật hiểu và giảm thiểu các mối đe dọa từ xa.
6. Điều gì khiến Raman trở nên mạnh mẽ như vậy đối với các ứng dụng vật liệu bất hợp pháp và nguy hiểm?
Quang phổ Raman là phương pháp lý tưởng để xác định chất gây nghiện, hóa chất nguy hiểm tiềm ẩn chưa biết, chất nổ và tác nhân chiến tranh hóa học. Sự an toàn của người vận hành được tối đa hóa với khả năng đưa ra kết quả không cần tiếp xúc một cách nhanh chóng và đáng tin cậy tại hiện trường. Điều này rất cần thiết cho các ứng dụng liên quan đến vất liệu bất hợp pháp và nguy hiểm đa dạng như an ninh hải quan, dừng giao thông, tràn hóa chất và giám sát các phòng thí nghiệm bí mật.
Đây không phải là ngẫu nhiên—các hệ thống Raman cầm tay của Metrohm được thiết kế các thông số kỹ thuật khắt khe cần thiết cho các loại ứng dụng nguy hiểm này:
- Thiết bị Raman cầm tay của Metrohm rất chắc chắn: chống nước và bụi và được chứng nhận chịu sốc và rung.
- Định tính các chất nguy hiểm được thực hiện an toàn hơn với việc đo mẫu từ xa và có thể trì hoãn thời gian đo mẫu và các cảnh báo nguy hiểm tức thời.
- Màn hình cảm ứng điện trở và/hoặc các nút chức năng cho phép sử dụng với găng tay, kể cả găng tay trên bộ đồ Hazmat cồng kềnh.
- Sự sẵn có của nhiều bước sóng Raman cho phép người dùng có được lợi ích từ tính linh hoạt lấy mẫu tối đa.
- Các phụ kiện tùy chỉnh (ví dụ: PowerPack for MIRA) hỗ trợ thử nghiệm tại hiện trường, ngay cả khi đó là công việc cả ngày.
7. Những ứng dụng và tính năng Raman nào nổi bật tại Metrohm?
Tính linh hoạt là chìa khóa cho các giải pháp Raman tiên tiến của Metrohm. Nhiều hệ thống Raman của chúng tôi có khả năng như sau:
Raman đo xuyên thấu cho phép nhận dạng vật liệu nhanh chóng thông qua các vật chứa và vật liệu đóng gói mờ đục mà trước đây quang phổ Raman không thể xuyên qua, bao gồm chai nhựa và giấy nhiều lớp.
Điều này hỗ trợ các ứng dụng như định tính nguyên liệu đầu vào, kiểm tra gói dịch vụ bưu chính và phát hiện hàng lậu tại các trạm biên giới và hải quan.
Metrohm đã cách mạng hóa Raman cầm tay với tính năng Quét Quỹ Đạo (ORS™) đã được cấp bằng sáng chế và Bộ Điều Hợp Điểm Lớn, đây là những cách độc quyền để khắc phục độ phân giải thấp, độ nhạy kém và sự xuống cấp của mẫu trong khi vẫn thẩm vấn một khu vực mẫu lớn.
Những công nghệ tiên tiến này cải thiện việc phân tích các hỗn hợp, giống như nhiều công thức dược phẩm phổ biến. Bởi vì tia laser được phân tán trên mẫu, nên nó cũng lý tưởng cho việc thẩm vấn các vật liệu nhạy cảm, chẳng hạn như các chất có màu sắc đậm và dễ bay hơi.
Cuối cùng, khả năng triệt tiêu huỳnh quang trong phổ Raman là cần thiết cho cả ứng dụng định tính và định lượng, bao gồm nhiên liệu, polyme và sơn/thuốc nhuộm. Metrohm cung cấp các phương pháp triệt tiêu huỳnh quang ở các bước sóng Raman được sử dụng nhiều nhất.
Kết luận
Các giải pháp Raman của Metrohm cũng đa dạng như khả năng ứng dụng. Các hệ thống Raman cầm tay và trong phòng thí nghiệm bao quát toàn bộ quang phổ—phát hiện dấu vết, xác minh vật liệu, xác định các chất chưa biết, cho đến phân tích định lượng. Cho dù nó được sử dụng như thế nào, Raman là một dạng quang phổ độc đáo và tuyệt vời!
Your knowledge take-aways
Application Note: Choosing the Most Suitable Laser Wavelength For Your Raman Application
Application Note: Orbital Raster Scan (ORS™) – Safer, more representative sampling with 785 nm Raman
On-demand webinar: Biomedical Applications of Raman Spectroscopy
Fluorescence-free 785 nm material identification with MIRA XTR DS
This free White Paper presents a survey of fluorescence suppression methods, the benefits of MIRA XTR DS, and application examples (e.g., hazardous chemicals, illicit drugs, ingredients and products used in the food and beverage industry, and manufactured materials).
