Raman spektroskopija in mikroskopija

Ramanova spektroskopija je ena glavnih vibracijskih spektroskopskih tehnik, v katerih se spektri opazovanih vzorcev dobivajo kot rezultat vibracij vezi med atomi v molekulah vzorca. Je nerazdiralna tehnika kemične analize, ki uporablja neelastično razprševanje svetlobe, da bi identificirala enkratni prstni odtis (fingerprint) molekule. Z interakcijo monokromatskega vira svetlobe (v področju vidnega, v bližini infrardečega ali v bližini ultravijoličastega dela spektra) in vzorca, prihaja do tim. neelastične razpršitve svetlobe, pri kateri izhodni fotoni imajo različno valovno dolžino od vhodnih (Raman učinek). Z detekcijo razpršenih fotonov dobivamo spekter, v katerem se Ramanov premik prikazuje skupaj z intenziteto detektiranih fotonov.

Glede na to, da prikazani trakovi v spektru ustrezajo pripadajočim povezavam atomov znotraj molekul, je možna hitra identifikacija materialov s pomočjo razmerij specifičnih položajev in intenzitet trakov v Ramanovem spektru. Nadalje, glede na to da se intenziteta posameznih trakov v spektru lahko pripelje v zvezo s koncentracijo analitov v vzorcu, je možno kvalitativno in kvantitativno določanje analitov.  

Ramanova mikroskopija kombinira Ramanovo spektroskopijo z optično mikroskopijo, s čemer se omogoča prostorsko določanje različnih komponent znotraj opazovanega vzorca v tri dimenzije in pridobivanje tim. kemične slike (ang. chemical imaging) ali kemične slike prereza, s sposobnostjo razločevanja do 1 µm.

Ramanova spektroskopija in mikroskopija se uporabljata v raziskovanjih na področjih nanotehnologije, elektronike, znanosti o materialih, v farmaciji, geologiji…

Farmacevtska industrija:

Potencialne uporabe v razkrivanju in razvoju zdravil:

• preiskovanje razporeditve komponenat znotraj formulacij,

• karakterizacija homogenosti farmacevtskih vzorcev,

• določanje stanja zdravilnih snovi in pomožnih snovi ter

• karakterizacija onesnaženja in tujih delcev

Metode Ramanove spektroskopije tudi uporabljajomo za:

• oblikovanje snovi zdravila,

• razvijanje trdnih in tekočih formulacij,

• kot orodje za analitiko procesa

• za ugotavljanje kršitve patentov

• analizo ponarejanja

Analiza materialov:

• kemična in strukturna analiza večdimenzionalnih materialov

• idealna izbira za določanje debeline plasti grafena in določanje relativnega premera ogljikovih nanocevčic

Razvoj baterij:

• analiza strukturnih in materialnih sprememb na litij ionskih baterijah v resničnem času

• imenitno za učinkovito ex situ analizo anodnih in katodnih materialov

Analiza polimerjev/ embalaža:

• vizualizacija 3D konfokalnih spektralnih podatkov

• hitro razumevanje večplastnih vzorcev pri visoki zaznavnosti

• pridobivanje podatkov o strukturi in kristalizaciji

Določanje mikroplastike:

• mikroplastika: avtomatizirana analiza in identifikacija mikroplastike v več točk,

• napredni softver za optično lociranje, karakterizacijo in identifikacijo mikroplastike

• večja prostorska zaznavost omogoča analizo mikro delcev

Geološke raziskave:

• hitra nerazdiralna identifikacija inkluzij tekočin v mineralih

• trenutni podatki o kristaliničnosti in kristalni strukturi

Obnova umetnosti in preučevanje kulturnih umetnin:

• identificiranje in karakterizacija izvirnih in razkrojenih spojin prisotnih v umetniških predmetih in arheologiji

• neinvazivna, nerazdiralna metoda analize pigmentov

Forenzika:

Uporabe znotraj forenzične znanosti vključujejo identifikacijo ilegalnih mamil, ostankov izstrelkov, pospeševalcev v primerih naklepnega sežiga, tinte ki se uporablja za ponarejanje ali eksploziva. 

V Sample Controlu pri delu uporabljamo tehnološko najbolj napreden Raman mikroskop. Thermo Scientific™ DXR™3xi Raman Imaging mikroskop pomembno razširja analize, ki jih opravlja laboratorij Sample Control.

V sklopu analiz na Raman mikroskopu, v tem trenutku opravlja veliko število metod, med katerimi jih je nekaj akreditirano ali v postopku akreditacije, nekatere metode pa so inovativne in predmet raziskovanja in razvoja. Nekatere metoda ki jih uporabljamo:

• Identifikacija materialov

• Določanje mikroplastike v pitni vodi in morski vodi

• Določanje mikroplastike v hrani in dodatkih v prehrani

• Določanje mikroplastike v kozmetičnih izdelkih

• Uporaba kemometrijskih tehnik za kvantitativno določanje analitov v raztopinah

• Detekcija kontaminantov s  SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) tehniko