ข่าว

ในวิเคราะห์เคมีที่ทันสมัย มันสําคัญที่จะระบุและวัดปริมาณโครงสร้างโมเลกุลอย่างถูกต้องในพื้นที่รวมถึงอุตสาหกรรมยาและภาควิทย หนึ่งในเทคนิคที่ดีที่สุดสำหรับการทําเช่นนี้คือ Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) วิธีนี้ได้เปลี่ยนวิธีการวิเคราะห์องค์ประกอบของสารประกอบในระดับโมเลกุล ก่อนอื่น การกําหนดว่าทำไมการแปลง Fourier ถูกใช้ใน IR spectroscopy พิสูจน์หน้าที่ของมันในการปรับปรุงความแม่นยำความเร็วและความน่าเชื่อถือที่จําเป็นในวันนี้&#82 การใช้งานที่ต้องการ

บทบาทของ Infrared Spectroscopy ในการวิเคราะห์ทางเคมี

การตรวจสอบอินฟราเรด (IR) เป็นเครื่องมือพื้นฐานสําหรับการระบุลักษณะทางเคมี มันทำงานโดยตรวจสอบว่าโมเลกุลดูดซึมแสงอินฟราเรดได้อย่างไร

หลักการของอินฟราเรด Spectroscopy:

การวิเคราะห์แสง IR ขึ้นอยู่กับความคิดที่ง่ายดาย โมเลกุลดูดซับความถี่ของแสง IR การดูดซึมนี้ทำให้พันธุ์เคมีของพวกเขาสั่นสะเทือน เนื่องจากสารเคมีทุกชนิดมีรูปแบบพิเศษของการดูดซึมของตัวเอง สเปกตรัม IR ของมันทำงานเหมือนที่เป็นเอกลักษณ์ “ ลายนิ้วมือโมเลกุล ” นี่ทําให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจับกลุ่มที่ทํางาน และค้นหาโครงสร้างโมเลกุลได้ด้วยความมั่นใจมาก

การใช้งานทั่วอุตสาหกรรม:

สเปกตร์สโกปี IR ถูกใช้มากในการพัฒนายา ตัวอย่างเช่น มันช่วยในการระบุส่วนผสมที่ใช้งาน ตรวจสอบสารผสมที่บริสุทธิ์แค่ไหน และดูความมั่นคงของผลิตภัณฑ์ ในวิทยาศาสตร์วัสดุ it’ เป็นสิ่งที่ต้องมีสําหรับการดูโพลีเมอร์ การเคลือบ และคอมโพสิต นอกจากนี้ คุณภาพที่ไม่ทำลายของมันทำให้สมบูรณ์แบบสำหรับการตรวจสอบคุณภาพประจําวันและการวิจัยระดับสูง

ความสำคัญของลักษณะโมเลกุลที่แม่นยำ:

การให้ลักษณะโมเลกุลถูกต้อง เป็นสิ่งจำเป็นอย่างแน่นอน มันช่วยให้แน่ใจว่ายามีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ บริษัทปฏิบัติตามกฎ และวัสดุทํางานได้ดี การระบุตัวผิด หรือการปนเปื้อนใด ๆ อาจนําไปสู่ความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ที่น่ากลัว ดังนั้นวิธีการที่แม่นยำและน่าเชื่อถือ เช่น FTIR เป็นสิ่งที่จําเป็น

พื้นฐานของ Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy

เพื่อดูว่าทำไมการแปลง Fourier เป็นสิ่งสำคัญมาก มันเป็นประโยชน์ที่จะดูว่า FTIR เป็นขั้นตอนใหญ่ขึ้นจากวิธีเก่า

การแปลง Fourier คืออะไร?

การแปลง Fourier เป็นเครื่องมือคณิตศาสตร์ มันเปลี่ยนข้อมูลดิบ จากรูปแบบที่ใช้เวลา เป็นสเปคตรัมที่ใช้ความถี่ ที่เราเข้าใจได้ ในเครื่อง FTIR เครื่องวัดอินเตอร์เฟรโมเตอร์สร้าง “ interferogram” สัญญาณที่ซับซ้อนที่มีความถี่อินฟราเรดทั้งหมดผสมกัน การแปลง Fourier เป็นกุญแจที่เปลี่ยนสัญญาณนี้เป็นสเปคตรัมการดูดซึมที่เราเคยเห็น

FTIR แตกต่างจาก Dispersive IR อย่างไร:

เครื่องวัดสเปคตรูมิเตอร์ IR ที่กระจายอยู่ในโรงเรียนเก่า ใช้เครื่องวัดโมโนโครเมเตอร์ เพื่อดูสเปคตรูมีความยาวคลื่นหนึ่งครั้ง นี่เป็นวิธีที่ช้า และไม่มีประสิทธิภาพมากในการทําสิ่ง ในทางกลับกัน FTIR จับความยาวคลื่นทั้งหมดในเวลาเดียวกัน ความแตกต่างพื้นฐานนี้ให้ข้อดีมากในความเร็วและคุณภาพของสเปกตรัม

ข้อดีทางเทคนิคของการใช้การแปลง Fourier

การใช้ Fourier Transform ให้ประโยชน์ที่เปลี่ยนแปลงเกมบางอย่างสําหรับ spectroscopy อินฟราเรด

ปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (ข้อดีของ Fellgett):

FTIR วัดความถี่ทั้งหมดในเวลาเดียวกัน และสามารถสแกนจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว ผลที่ได้รับ มันเพิ่มความไวอย่างมาก นี่มักจะทำให้อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (S/N) ดีขึ้นโดยลำดับขนาดหรือมากกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องจักรกระจายสําหรับเวลาเดียวกันที่ใช้ นี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อคุณต้องการหาสารประกอบในปริมาณต่ําหรือสิ่งสกปรกเล็ก ๆ

การเก็บข้อมูลได้เร็วขึ้น:

สเปกตรัมทั้งหมดถูกจับทั้งหมดในเวลาเดียวกัน ดังนั้น การรับข้อมูลจะเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ โดยปกติจะเป็นเพียงไม่กี่วินาที บางระบบสามารถรวบรวมสเปกตรัมเต็มได้ในไม่ถึงวินาที ความเร็วนี้ทําให้ FTIR เป็นทางเลือกที่ดีสําหรับการตรวจสอบปริมาณสูง และสําหรับการดูปฏิกิริยาเคมีในขณะที่เกิดขึ้น

ความละเอียดสูงกว่าและความแม่นยำของความยาวคลื่น (ข้อดีของ Jacquinot’):

เครื่องมือ FTIR ไม่มีรอยทางกายภาพที่พบในระบบการกระจาย นี่ช่วยให้แสงมากขึ้น (การผ่านสูงขึ้น) เพื่อไปยังเครื่องตรวจจับ ประโยชน์พลังงานนี้พร้อมกับความแม่นยำของ interferometer’ กระจกเคลื่อนไหวช่วยให้มีความละเอียดสูงขึ้น เครื่องมือ FTIR ที่ทันสมัยสามารถได้รับความละเอียด 0.5 ซม ⁻ ¹ หรือดีกว่า นี่เป็นสิ่งสําคัญในการแยกจุดสูงสุดที่ใกล้ชิดกันมากในผสมที่ซับซ้อน หรือสําหรับการพบความแตกต่างระหว่างคริสตัล polymorphs

การใช้ FTIR ในอุตสาหกรรมยาและวัสดุ

ประโยชน์เหล่านี้นําไปสู่ความสามารถสําคัญสําหรับอุตสาหกรรมสําคัญ

ในยา:

FTIR ใช้ในการระบุส่วนผสมยาที่ใช้งานอย่างรวดเร็ว (API) มัน’ s ยังใช้เพื่อดูการ polymorphism รูปแบบคริสตัลที่แตกต่างกัน (polymorphs) ของยาสามารถส่งผลต่อการละลายได้อย่างดีและร่างกายดูดซึมได้อย่างไร โชคดี FTIR สามารถพบการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสเปกตรัมที่แสดงความแตกต

ในวิทยาศาสตร์วัสดุ:

ในด้านนี้ FTIR ช่วยระบุประเภทของโพลิเมอร์ และวัดสารเติมแต่งเช่น พลาสติก มันยังใช้ในการตรวจสอบการเคลือบพื้นผิว ด้วยความไวสูง มันสามารถพบสารปนเปื้อนหรือโมโนเมอร์ที่เหลือในระดับมักจะต่ำกว่า 0.1% ช่วยให้บริษัทมั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ของพวกเขาถูกสร้างตามมาตรฐานส

เครื่องมือ: กุญแจในการปลดล็อค FTIR’ ศักยภาพ s

ในขณะที่วิธี FTIR เป็นที่ดีในทฤษฎี การทําให้มันทำงานในห้องทดลองหรือโรงงานจริง ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเครื่องด้วยตัวเอง สิ่งที่อยู่ในสิ่งแวดล้อม เช่น การสั่นสะเทือน และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ รวมถึงกฎของรัฐบาลที่เข้มงวด สร้างปัญหาที่มีเครื่องมือท

การออกแบบออปติกและความมั่นคง Interferometer:

เครื่องวัดอินเตอร์เฟรมิเตอร์ Michelson ที่มั่นคงเป็นหลักของ FTIR ที่น่าเชื่อถือ เพื่อต่อสู้กับการสั่นสะเทือนในห้องทดลองปกติและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ระบบที่ก้าวหน้า เช่น PERSEE FTIR8000 ใช้เครื่องวัดอินเตอร์เฟรโมเตอร์ Michelson ที่มีเสถี การออกแบบที่แข็งแกร่งนี้ทําให้แน่ใจว่าผลลัพธ์สามารถซ้ำได้ และเครื่องทำงานได้ดีเป็นเวลานาน นอกจากนี้ นี่เป็นสิ่งที่ต้องมีสําหรับวิธีการที่ได้รับการอนุมัติในด้านที่ถูกควบคุม

เครื่องตรวจจับและแหล่งที่มาสําหรับความแม่นยำเฉพาะการใช้งาน:

การเลือกเครื่องตรวจจับและตัวแยกลำแสงกําหนดเครื่อง’ ความไวและช่วงความถี่ที่มันสามารถเห็นได้ แพลตฟอร์มที่ยืดหยุ่นเช่นขั้นสูง เพอร์ส FTIR8100 ช่วยให้ผู้คนตั้งค่าระบบด้วยเครื่องตรวจจับ DTGS ที่อุณหภูมิห้องปกติสําหรับการทำงานประจําวัน หรือเครื่องตรวจจับ MCT ที่มีความไวสูงที่ระบายความร้อน เครื่องตรวจจับ MCT เป็นกุญแจสําหรับงานที่ยากกว่า เช่น การค้นหาปริมาณของสิ่งบางอย่าง หรือการวัดฟิล์มบางมากที่คุณต้องการความไวที่ดีที่สุด ความสามารถในการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนนี้ช่วยให้ เครื่องมือถูกตั้งค่าสำหรับงานอย่างสมบูรณ์แบบ.

โดยการผสมฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งกับการออกแบบที่ฉลาด เครื่องมือเหล่านี้จะให้แน่ใจว่าผลดีทางทฤษฎีของ FTIR - ความเร็ว, ความละเอียด, และความไว - มีอยู่เสมอในป นี่ทำให้พวกเขาดีสําหรับทุกอย่าง ตั้งแต่การวิจัยโรงเรียน จนถึงการควบคุมคุณภาพอุตสาหกรรมอย่างเข้มงวด

คำถามที่ถามบ่อย (FAQ):

Q1: ทำไมการแปลง Fourier ถูกชอบกว่าวิธีการ IR แบบดั้งเดิม?

ตอบ: การแปลง Fourier ช่วยให้คุณวัดความยาวคลื่นอินฟราเรดทั้งหมดในเวลาเดียวกัน นี่นําไปสู่การรวบรวมข้อมูลที่เร็วขึ้นมาก และอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ดีขึ้น ความไวที่ปรับปรุงนี้ทําให้ FTIR สมบูรณ์แบบสําหรับการดูส่วนประกอบขนาดเล็กและผสมที่ซับซ้อนดีกว่าวิธีการกระจายเก่า

Q2: FTIR สามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์ทั้งคุณภาพและปริมาณได้หรือไม่?

ตอบ: ใช่ แน่นอน FTIR มีความยืดหยุ่นมาก มันให้คุณ ID คุณภาพจากสาร’ s ไม่ซ้ำกัน “ ลายนิ้วมือโมเลกุล ” มัน’ ยังเหมาะสำหรับการทำงานตามปริมาณ ซึ่งความแข็งแรงของวงดูดซึมบางอย่างเชื่อมโยงกับส่วนประกอบที่มีอยู่มากเท่าไหร่โดยใช้แบบปรับเทียบ

Q3: คุณสมบัติสำคัญใดที่ฉันควรมองเมื่อเลือก FTIR สําหรับห้องทดลองยาหรือวัสดุที่ก้าวหน้าที่ได้รับการควบคุม?

ตอบ: สําหรับงานที่ยาก คุณต้องดูผ่านตัวเลขพื้นฐาน สิ่งสำคัญบางอย่างที่ต้องมองคือ: 1) เครื่องวัดอินเตอร์เฟรเมตรที่มีเสถียรภาพสูงเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์จะสม่ำเสมอ 2) อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนและความละเอียดสูงเพื่อจับองค์ประกอบร่องรอยและแยกโครงสร้างที่คล้ายกันแยกกัน 3) ซอฟต์แวร์ที่ตรงกับกฎเช่น FDA 21 CFR Part 11 ซึ่งต้องการสิ่งอย่างเช่น เส้นทางการตรวจสอบที่ปลอดภัย ลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์ และข้อ จำกัด การเข 4) ความยืดหยุ่นในการใช้เครื่องมือตัวอย่างที่แตกต่างกันเช่น ATR หรือความสะท้อนที่กระจาย เครื่องมือเช่น PERSEE FTIR8000 ซีรีส์ ทำให้ครอบคลุมจุดเหล่านี้ ให้บริการตัวเลือกที่แข็งแกร่งและสอดคล้องกับสําหรับงานที่สำคัญจริง ๆ