FTIR Series and Infrared/Raman Microscope Accessories

Význam tématu

Spektroskopie v oblasti střední infračervené (FTIR) a Ramanova spektroskopie patří k nejuniverzálnějším metodám analytické chemie. Umožňují neinvazivní, rychlou a citlivou identifikaci a kvantifikaci organických i anorganických látek v nejrůznějších formách (plyny, kapaliny, pevné látky, tenké vrstvy, vlákna). Volba vhodného příslušenství – od ATR a mikroskopických adaptérů až po vysokoteplotní a podtlakové reflektometry – zásadně ovlivňuje kvalitu měření, citlivost a reprodukovatelnost výsledků.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je shrnout typy doplňků a příslušenství pro FTIR a Raman spektrometry řady Shimadzu (IRTracer-100, IRPrestige-21, IRXross, IRAffinity, IRSpirit, FTIR-8000), předložit rozhodovací schéma pro jejich výběr podle fyzikální formy vzorku a popsat klíčové vlastnosti nejpoužívanějších ATR, reflektančních a mikroskopických adaptérů.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnuje:

• FTIR spektroskopie – transmisní měření, ATR (Single/Horizontal/Multi-reflection), speculární a difúzní reflektance.
• Ramanova spektroskopie – konfoální měření s laserovým zdrojem, integrace do mikroskopu.
• NIR spektroskopie – vysoce přesné Fourierovy transformy v oblasti 12 500–3 800 cm⁻¹ s InGaAs detektory pro rychlou kontrolu surovin.
• Příprava vzorku – KBr pelety (2–13 mm), demontovatelné buňky, uzavřené buněčné systémy, plynové a tepelně řízené komory.

Použité přístroje a příslušenství:

• FTIR přístroje: IRTracer-100, IRPrestige-21, IRXross, IRAffinity-1, IRSpirit, FTIR-8000.
• ATR adaptéry: QATR-10/S, MIRacle, GladiATR, HATR, ATR-8000(A), ATR-8200H(A).
• Reflektanční adaptéry: SRM-8000(A), RAS-8000(A) + mřížkový polarizér, DRS-8000(A), DRS-8010ASC.
• Mikroskopy: AIMsight (FTIR/IŘ mikroskop), AIRsight (IŘ/Raman mikroskop) + objektivy, držáky, detektory DLATGS/MCT.
• Příprava pelet: Mini Hand Press, Evacuable Die, Micro Die, hydraulický lis, vakuová pumpa, KBr krystaly.
• Plynové buňky: 5–10 cm krátkoprodloužené, dlouhoprodloužené, modulární, s různými okenními materiály (NaCl, KBr, KRS-5, BaF₂).
• NIR soupravy: SiO₂/CaF₂ beam splitter, InGaAs detektor, UpIR A, IntegratIR A.
• Automatizace: ASC-8000T, Sample Switcher 21, Purge Control Kit, Dry Air Generator, SPECTROMACRO/BASIC, LabSolutions IR.
• Softwarové nástroje: Rapid Scan, Time Course, Mapping, PLS kvantitace, Peak Fitting, 3D Processing, Macro Platform, EDXIR-Analysis.

Hlavní výsledky a diskuse

Prezentované rozhodovací schéma umožňuje systematicky vybrat optimální měřicí režim podle skupenství a tloušťky vzorku. ATR metoda se prosazuje pro rychlé měření tuhých a kapalných vzorků bez složité preparace, zatímco difúzní a speculární reflektance efektivně analyzuje prášky, vrstvy a křehké filmy. Mikrospektroskopie AIMsight/AIRsight rozšiřuje možnosti lokalizované analýzy až na mikroúroveň (3–10 µm). Automatizace a softwarové moduly zvyšují reprodukovatelnost, šetří čas a umožňují vyhodnocení dat ve 3D zobrazeních, kinetické studie i pokročilé kvantitativní analýzy multikomponentních směsí.

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální příprava vzorku – rychlé nasazení při QA/QC ve farmaceutickém, potravinářském a petrochemickém průmyslu.
• Neinvazivní analýza hodnotných či chaotických vzorků (kultura, filmy, mikročástice, kontaminanty).
• Flexibilita – kompatibilita širokého spektra adaptérů kryje plyny, kapaliny, pevné a práškové materiály.
• Vysoká citlivost a reprodukovatelnost – díky moderním detektorům (MCT, T2SL), programové korekci průnikové hloubky a chemometrickým modulům.
• Automatizace a integrace – měření velkého počtu vzorků, on-line monitoring procesů, mapping prostorového rozložení složek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k miniaturizaci přístrojů, implementaci datově‐intenzivních metod (machine learning, umělá inteligence) pro analýzu komplexních spekter, využití vysoce citlivých detektorů pro sub-femtomolární koncentrace a rozšíření chemometrických a 3D vyhodnocovacích modulů. Význam získává i multimodální mikrospektroskopie kombinující FTIR, Raman a fluorescenční zobrazování pro vědeckou a biomedicínskou aplikaci. Integrace do procesních řídicích systémů (PAT) umožní on-line kontrolu výrobních linek i v náročných prostředích.

Závěr

Systematický přehled příslušenství pro FTIR a Raman spektrometry značky Shimadzu potvrzuje, že díky široké nabídce adaptérů lze optimalizovat analytické postupy pro jakoukoli formu vzorku a aplikační oblast. Kombinace mechanických držáků, mikroskopických systémů, automatizace a pokročilého softwaru přináší vysokou produktivitu, citlivost a reprodukovatelnost. Uchopení budoucích trendů v instrumentaci i datové analýze zajistí další rozšíření uplatnění těchto metod ve výzkumu i průmyslové praxi.