Raman spektroskopija i mikroskopija

Ramanova spektroskopija je jedna od glavnih vibracijskih spektroskopskih tehnika, u kojima se spektri promatranih uzoraka dobivaju kao rezultat vibracija veza između atoma u molekulama uzorka. Nerazorna je tehnika kemijske analize koja koristi neelastično raspršivanje svjetlosti kako bi identificirala jedinstveni otisak prsta (fingerprint) molekule. Interakcijom monokromatskog izvora svjetlosti (u području vidljivog, bliskog infracrvenog ili bliskog ultraljubičastog dijela spektra) i uzorka, dolazi do tzv. neelastičnog raspršivanja svjetlosti, u kojem izlazni fotoni imaju različitu valnu duljinu od ulaznih (Raman učinak). Detekcijom raspršenih fotona dobiva se spektar u kojem se Ramanov pomak prikazuje zajedno s intenzitetom detektiranih fotona.

Budući da prikazane vrpce u spektru odgovaraju pripadajućim vezama atoma unutar molekula, moguća je brza identifikacija materijala pomoću odnosa specifičnih položaja i intenziteta vrpci u Ramanovom spektru. Nadalje, s obzirom da se intenzitet pojedinih vrpci u spektri može dovesti u vezu s koncentracijom analita u uzorku, moguće je kvalitativno i kvantitativno određivanje analita.

Ramanova mikroskopija kombinira Ramanovu spektroskopiju s optičkom mikroskopijom, čime se omogućuje prostorno određivanje različitih komponenti unutar promatranog uzorka u tri dimenzije i dobivanje tzv. kemijske slike (eng. chemical imaging) ili kemijske slike presjeka, sa sposobnošću razlučivanja do 1 µm.

Ramanova spektroskopija i mikroskopija koristi se u istraživanjima u područjima nanotehnologije, elektronike, znanosti o materijalima, farmaciji, geologiji…

Farmaceutska industrija:

Potencijalne primjene u otkrivanju i razvoju lijekova:

• ispitivanje raspodjele komponenata unutar formulacija,

• karakterizaciju homogenosti farmaceutskih uzoraka,

• određivanje stanja ljekovitih tvari i pomoćnih tvari te

• karakterizaciju onečišćenja i stranih čestica

Metode Ramanove spektroskopije također se primjenjuju za:

• dizajn tvari lijeka,

• razvoj čvrstih i tekućih formulacija,

• kao alat za analitiku procesa

• za utvrđivanje kršenja patenata

• analizu krivotvorenja

Analiza materijala:

• kemijska i strukturna analiza višedimenzionalnih materijala

• idealan izbor za određivanje debljine sloja grafena i određivanje relativnog promjera ugljikovih nanocjevčica

Razvoj baterija:

• analiza strukturnih i materijalnih promjena na litij ionskim baterijama u stvarnom vremenu

• savršeno za učinkovitu ex situ analizu anodnih i katodnih materijala

Analiza polimera/ ambalaža:

• vizualizacija 3D konfokalnih spektralnih podataka

• brzo razumijevanje višeslojnih uzoraka pri visokoj razlučivosti

• dobivanje podataka o strukturi i kristalnosti

Određivanje mikroplastike:

• mikroplastika: automatizirana analiza i identifikacija mikroplastike u više točaka,

• napredni softver za optičko lociranje, karakterizaciju i identifikaciju mikroplastike

• veća prostorna razlučivost omogućuje analizu mikro čestica

Geološka istraživanja:

• brza nerazorna identifikacija inkluzija tekućina u mineralima

• trenutni podaci o kristaliničnosti i kristalnoj strukturi

Obnova umjetnosti i proučavanje kulturnih umjetnina:

• identificiranje i karakterizacija izvornih i raspadnutih spojeva prisutnih u umjetničkim predmetima i arheologiji

• neinvazivna, nerazorna metoda analize pigmenta

Forenzika:

Primjene unutar forenzičke znanosti uključuju identifikaciju ilegalnih droga, ostataka pucnjave, ubrzivača u slučajevima paleža, tinte koja se koristi za krivotvorenje ili eksploziva.

Sample Control u svom radu ima tehnološki najnapredniji Raman mikroskop. Thermo Scientific™ DXR™3xi Raman Imaging mikroskop značajno proširuje analize koje provodi laboratorij Sample Control.

U sklopu analiza na Raman mikroskopu, u ovom trenutku provodi veliki broj metoda od kojih je nekoliko akreditirano ili u postupku akreditacije, dok su neke metode inovativne i predmet istraživanja i razvoja. Neke od metoda koje primjenjujem:

• Identifikacija materijala

• Određivanje mikroplastike u vodi za piće i morskoj vodi

• Određivanje mikroplastike u hrani i dodacima prehrani

• Određivanje mikroplastike u kozmetičkim proizvodima

• Primjena kemometrijskih tehnika za kvantitativno određivanje analita u otopinama

• Detekcija kontaminanata SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) tehnikom