ข่าว

สเปคโตรสโกปีมีความสำคัญอย่างไม่น่าเชื่อ ในเคมีวิเคราะห์ที่ทันสมัย มันทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่าวัสดุเป็นอะไร และมีจำนวนมากเท่าไหร่ โดยดูว่ามันทำปฏิกิริยาต่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ ในหมู่เครื่องมือคณิตศาสตร์ที่ได้เปลี่ยนแปลงสเปคตรสโกปีอย่างสมบูรณ์ การแปลง Fourier (FT) เป็นหลังมุมที่แท้จริง ไม่ว่าจะเป็น’ ใช้ใน FTIR spectroscopy, NMR, หรือวิธีอื่น ๆ, การแปลง Fourier ทําให้สามารถเปลี่ยนข้อมูลที่ใช้เวลาดิบเป็นแผนที่ใช้ความถี่ที่มีประโยชน์ บทความนี้ดูวิธีการแปลง Fourier ปรับปรุงเทคนิคสเปคตรสโกปิก และแสดงให้เห็นว่า บริษัท เช่น PERSEE ใช้เทคโนโลยีนี้ในอุปกรณ์ของพวกเขาอย่างไร

พื้นฐานของการเปลี่ยนแปลง Fourier ใน Spectroscopy

เพื่อให้ได้ผลกระทบของมันในวิธีการสเปกตร์สโกปิกที่แตกต่างกัน คุณต้องรู้ก่อนว่า การแปลง Fourier ทํางานอย่างไร

พื้นฐานคณิตศาสตร์ของการแปลง Fourier

โดยทั่วไป การแปลง Fourier เป็นเครื่องมือคณิตศาสตร์ มันแตกสัญญาณที่ซับซ้อน เป็นคลื่นซินซ์ที่เรียบง่าย ๆ ที่สร้างมัน ในสเปกตรสโกปี นี่ช่วยเปลี่ยนสัญญาณจากรูปแบบเวลาหรือพื้นที่เป็นรูปแบบความถี่ รูปแบบใหม่นี้ทําให้ข้อมูลสเปกตรัมง่ายขึ้นในการเข้าถึงและเข้าใจ

วิธีการแปลง Fourier แปลงข้อมูลเวลาโดเมนเป็นความถี่โดเมน

เมื่อทําสเปคตรสโกปี ข้อมูลเริ่มต้นมักจะเป็นสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาหรือมิติที่คล้ายกัน (เช่น ตําแหน่งกระจกใน FTIR) สัญญาณนี้เรียกว่าสัญญาณโดเมนเวลา หรือ interferogram มัน’ s ผสมที่วุ่นวายของส่วนความถี่ที่แตกต่างกันทั้งหมดดังนั้น it’ ยากที่จะอ่านด้วยตัวเอง การแปลง Fourier ประมวลผลสัญญาณเหล่านี้ เพื่อสร้างสเปกตรัมโดเมนความถี่ ตารางเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงสูงสุดดูดซึมที่ตรงกับการสั่นสะเทือนหรือการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลเฉพาะ

ข้อดีของการแปลง Fourier ในการวิเคราะห์ด้วยสเปคโตร

การใช้ FT ใน spectroscopy มีประโยชน์ที่ดี:

ก่อนอื่น มันทำให้สามารถตรวจจับความยาวคลื่นทั้งหมดได้พร้อมกัน นี่เรียกว่าข้อดีของมัลติเพล็กซ์

มันยังให้คุณได้ผลลัพธ์ที่คมชัดและละละเอียดอ่อนมากขึ้น

อะไร’ เพิ่มเติม มันปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน โดยเฉลี่ยสัญญาณ

สิทธิประโยชน์เหล่านี้มีความสำคัญมากสําหรับการวิเคราะห์ทางเคมีที่แม่นยำ พวกเขาทำให้เครื่องจักรที่ใช้ FT เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวิจัยและงานอุตสาหกรรม

การใช้การแปลง Fourier ใน FTIR Spectroscopy

การตรวจสอบอินฟราเรดแปลง Fourier (FTIR) เป็นการใช้ FT ที่นิยมมากในเคมีวิเคราะห์ นี่เพราะมันทั้งมีประสิทธิภาพและถูกต้อง

หลักการหลังการตรวจสอบ FTIR (Fourier Transform Infrared)

FTIR spectroscopy ตรวจสอบว่าแสงอินฟราเรดตัวอย่างดูดซึมได้มากแค่ไหนที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน แต่มันไม่’ t สแกนความยาวคลื่นหนึ่งครั้ง แทนที่จะเป็นอุปกรณ์ที่เรียกว่า อินเตอร์เฟรโมเตอร์ จัดการกับความยาวคลื่นทั้งหมดในเวลาเดียวกัน กระบวนการนี้สร้างอินเตอร์เฟรอกรัม นี่คือสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับกระจกเคลื่อนไหว’ ตำแหน่ง s และมัน’ s เป็นสัญญาณที่ใช้เวลา การแปลง Fourier จากนั้นเปลี่ยนอินเตอร์เฟรอแกรมนี้เป็นสเปกตรัม IR ที่เหมาะสม

บทบาทของ Interferometry และ Michelson Interferometer

ส่วนสำคัญของ FTIR คือ Michelson Interferometer มันแยกลำแสง IR เป็นสองเส้นทางที่แตกต่างกัน โดยใช้กระจก หนึ่งที่ยังคงอยู่และหนึ่งที่เคลื่อนไหว เมื่อลำแสงเหล่านี้กลับมาร่วมกัน มันสร้างรูปแบบการรบกวนที่ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความยาวเส้นทาง รูปแบบนี้เก็บข้อมูลสเปกตรัมทั้งหมดสําหรับความยาวคลื่นทั้งหมด

ประโยชน์ของการใช้การแปลง Fourier ใน FTIR

การใช้ FT ทําให้ประสิทธิภาพ FTIR ดีขึ้นมากในหลายวิธี:

• อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ปรับปรุง: เครื่อง FTIR สามารถสแกนจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว นี่เพิ่มสัญญาณ’ ความชัดเจนในขณะที่ตัดเสียงพื้นหลัง นี่เป็นสิ่งสำคัญในการค้นหาสารประกอบที่มีความเข้มข้นต่ำ
• การรวบรวมข้อมูลอย่างรวดเร็ว: ระบบ FTIR รวบรวมความถี่ทั้งหมดในเวลาเดียวกัน ไม่ใช่หนึ่งต่อหนึ่ง เพราะนี้ พวกเขาสามารถได้รับสเปคตรัมที่สมบูรณ์ได้ในไม่กี่วินาที
• ความละเอียดสเปคตรัลสูง: การวิเคราะห์ฟูเรียร์ผลิตผลสเปคตรัลความละเอียดสูงแม้ว่าจะมีการตั้งค่าออปติกขนาดเล็ก นี่ดีสำหรับการแยกแถบดูดซึมที่ใกล้ชิดกันมาก

การแปลง Fourier ใน NMR Spectroscopy

ในขณะที่ FTIR มองไปที่การสั่นสะเทือนโมเลกุล การวิเคราะห์ความรู้สึกแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมของอะตอม นี่คืออีกพื้นที่ที่ FT เป็นความช่วยเหลือใหญ่

ภาพรวมของการตรวจสอบความรู้สึกแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR)

NMR วิเคราะห์วิธีการที่นิวเคลียร์ที่มีสปิน (เช่น ไฮโดรเจน-1) ปฏิกิริยาต่อพัลส์ความถี่วิทยุภายในสนามแม่เหล็ ปฏิกิริยาเหล่านี้ให้เราคำแนะนำเกี่ยวกับโมเลกุล’ โครงสร้าง การเคลื่อนไหว และมันมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งอื่น ๆ อย่างไร

การเก็บสัญญาณโดเมนเวลาและบทบาทของการสลายตัวอินเดคชั่นอิสระ (FID)

หลังจากได้รับการตีด้วยพัลส์ RF นิวเคลียส จะปล่อยการสั่นสะเทือนที่หายไป นี่เรียกว่า Free Induction Decay (FID) FID นี้เป็นสัญญาณโดเมนเวลา และมันมีข้อมูลความถี่ เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมเคมีที่แตกต่างกันภายในโมเลกุล

การแปลงเป็นโดเมนความถี่โดยใช้การแปลง Fourier

การใช้การแปลง Fourier จะแปลงข้อมูล FID นี้เป็นสเปคตรัมโดเมนความถี่ สเปกตรัมเหล่านี้ให้เรามีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ซึ่งเป็นฉลากที่แตกต่างกันสำหรับสภาพแวดล้อมอะตอมที่แตกต่างกัน พวกมันยังให้คงที่การเชื่อมต่อกับเรา ซึ่งบอกเราเกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างนิวเคลียร์ใกล้เคียง

การระบุการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและการระบุคงที่การเชื่อมต่อ

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีช่วยระบุกลุ่มการทำงานหรือการจัดเรียงของการเชื่อมโยงในโมเลกุล อย่างไรก็ตามคงที่การเชื่อมต่อ ให้ข้อมูลโครงสร้าง เช่น มุมความเชื่อมต่อ และวิธีการเชื่อมต่ออะตอม นี่เป็นพื้นฐานในการตรวจสอบโครงสร้างโมเลกุลอินทรีย์

การใช้งานที่กว้างขวางของการแปลง Fourier ในเทคนิคอื่น ๆ

นอกเหนือจาก FTIR และ NMR เท่านั้น พลังของ Fourier Transform ยังใช้ในเครื่องมือสเปคตรสโกปิกที่ก้าวหน้าอื่น ๆ

ใช้ใน Raman Spectroscopy

สเปคตรสโกปีรามานสำรวจโหมดการสั่นสะเทือนโดยดูแสงที่กระจายไป ไม่ใช่แสงที่ดูดซึมเช่น IR

การเพิ่มความไวและความละเอียดด้วย FT-Raman: เครื่องมือ FT-Raman ใช้วิธีการ interferometric ที่คล้ายกันใน FTIR เพื่อเพิ่มความไวของ Raman นี่เป็นประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทํางานกับตัวอย่างฟลูโรเซนต์หรือสิ่งที่กระจายแสงรามานอ่อนแอ

การใช้งานในการวัดมวลสเปคโตรเมตรี

การวัดมวลสเปคโตรมิตร ระบุสารประกอบโดยใช้อัตราส่วนมวลต่อการชาร์จ มันยังได้รับการกระตุ้นจากวิธีการประมวลผลสัญญาณที่ก้าวหน้า เช่น FT

การประมวลผลสัญญาณและความละเอียดสูงสุดผ่านการวิเคราะห์ Fourier: เครื่องมือเช่น Orbitraps พึ่งพาการสั่นสะเทือนไอออนที่ใช้เวลา เหล่านี้ถูกแปลงโดยใช้ FFT เป็นสเปคตรัมมวลที่แม่นยำมาก เทคนิคนี้ปรับปรุงความละเอียดมากโดยไม่ทำให้เวลาสแกนยาวขึ้นอย่างมาก

การใช้ใน Optical Coherence Tomography และเทคนิคการถ่ายภาพอื่น ๆ

วิธีการถ่ายภาพเช่น Optical Coherence Tomography (OCT) ยังใช้การวิเคราะห์ Fourier พวกเขาใช้มันเพื่อสร้างภาพที่มีความละเอียดลึกจากข้อมูลแบบอินเตอร์เฟรเมตริก นี่แสดงให้เห็นว่ามันมีความหลากหลายแค่ไหน แม้ว่าจะอยู่นอกจากสเปคตรสโกปีปกติ

ข้อดีของการตรวจสอบสเปคโทรสโกปีที่ใช้การแปลง Fourier มากกว่าวิธีดั้งเดิม

วิธีการกระจายของโรงเรียนเก่า สแกนความยาวคลื่นหนึ่งครั้ง ในทางกลับกัน วิธีการที่ใช้ FT ให้ประโยชน์ที่น่าทึ่ง

• การตรวจจับความยาวคลื่นหลายครั้งพร้อมกัน: ข้อดีของมัลติเพล็กซ์ทําให้ระบบเหล่านี้จับข้อมูลสเปกตรัมทั้งหมดในเวลาเดียวกัน นี่ช่วยลดเวลาในการสแกนอย่างมาก และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของผลจากตัวอย่างหนึ่งไปยังตัวอย่างต่อไป
• การผลิตและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น: ระบบที่ใช้ FT สามารถวัดได้อย่างรวดเร็วมากโดยไม่เสียความแม่นยำ นี่ทําให้พวกเขาสมบูรณ์แบบสําหรับห้องทดลองที่ยุ่งยุ่ง ที่ต้องการผลได้อย่างรวดเร็ว ด้วยการทํางานในมือเล็กน้อย
• ความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำ: เครื่องมือที่ใช้ FT มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่าระบบสแกนและดีกว่าในการกรองเสียงรบกวน ผลลัพธ์นั้น พวกเขาให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมออีกครั้ง นี่เป็นสิ่งสำคัญมากสําหรับการปฏิบัติตามกฎหมาย และสําหรับการควบคุมคุณภาพ

PERSEE: ผู้ผลิตเครื่องมือวิเคราะห์

สําหรับห้องทดลองที่กำลังมองหาอุปกรณ์ spectroscopic ที่น่าเชื่อถือ เพอร์ส เป็นผู้ผลิตที่ให้เครื่องมือที่สร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยี Fourier Transform

พื้นฐานของบริษัทและการมีอยู่ทั่วโลก

PERSEE มีประสบการณ์มากกว่าสามทศวรรษ และให้บริการลูกค้าทั่วโลก รวมถึงในเอเชียแปซิฟิก ยุโรป แอฟริกา อเมริกาใต้ อเมริกาเหนือ และตะวันออกกลาง บริษัทมีชื่อเสียงระดับนานาชาติด้วยผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและนวัตกรรม ทำให้เหมาะสมกับความต้องการของลูกค้า.

สายผลิตภัณฑ์หลัก รวมถึง FTIR8000 และ FTIR8100 Series

ผลิตภัณฑ์หลักของพวกเขา FTIR8000 ซีรีส์ และใหม่กว่า FTIR8100 ซีรีส์- เป็นวิธีแก้ไขการตรวจสอบอินฟราเรดที่มีประสิทธิภาพสูง พวกเขามาพร้อมกับเครื่องวัดอินเตอร์เฟอร์เมตรและซอฟต์แวร์ที่ทันสมัยที่ออกแบบมาสําหรับโครงการวิจัยและการวิเคราะ

ความมุ่งมั่นในการนวัตกรรม คุณภาพ และการสนับสนุนลูกค้า

PERSEE มุ่งมั่นในการผลิตที่ดีเยี่ยม นอกจากนี้ บริษัทยังลงทุนใน R& D. นี่จะรับประกันว่าคุณสมบัติรุ่นต่อไป เช่น การวินิจฉัยที่ใช้ AI และการกระแสการทำงานที่เชื่อมต่อกับคลาวด์ จะกลายเป็นมาตรฐานในผลิตภัณฑ์ของ

สรุปและสิ่งที่สำคัญ

การแปลง Fourier ตอนนี้เป็นเครื่องมือที่ต้องมีในหลายด้านของเคมีวิเคราะห์ มัน’ ใช้จากการศึกษาการสั่นสะเทือนด้วย FTIR spectroscopy เพื่อหาโครงสร้างด้วย NMR และยังขยายไปยังเทคโนโลยีการถ่ายภาพเช่น OCT ความสามารถในการแปลงสัญญาณที่ซับซ้อนอย่างมีประสิทธิภาพนําไปสู่การเก็บรวบรวม บริษัทเช่น PERSEE ใช้พลังนี้โดยสร้างมันในแพลตฟอร์มเครื่องมือที่ยืดหยุ่น เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อการทดสอบที่แม่นยำในสาขาและวิจัยทางวิชาการระดับสูง

คำถามที่พบบ่อย:

Q1: ทำไม FTIR ดีกว่า IR กระจายแบบดั้งเดิม?

ตอบ: เมื่อเทียบกับ IR แบบดั้งเดิม ซึ่งสแกนทุกความยาวคลื่นแยกต่างๆ ด้วย monochromators หรือตาราง FTIR จับความยาวคลื่นทั้งหมดในเวลาเดียวกันโดยใช้เครื่องวัดอินเตอร์เฟโรเมตร มันสร้างการสแกนที่เร็วขึ้นมาก อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงที่ดีขึ้น เพราะข้อดีของมัลติเพล็กซ์ และความละเอียดสูงกว่า ดังนั้น it’ ดีแม้ว่าสำหรับการวิเคราะห์ปริมาณเล็กน้อยของตัวอย่างหรือสารดูดซึมที่ไม่ดี

Q2: การแปลง Fourier สามารถนำมาใช้ภายนอก infrared spectroscopy ได้หรือไม่?
ตอบ: ใช่! มัน’ เป็นส่วนสำคัญของระบบ FTIR แต่ Fourier Transform ยังมีบทบาทอย่างมากในการวิเคราะห์ NMR spectroscopy (สำหรับการวิเคราะห์สัญญาณ FID) และการวิเคราะห์ Raman spectroscopy (ในการตั้งค่า FT-Raman) คุณ’ นอกจากนี้ยังจะพบมันในการวัดจุลมวล (เช่น Orbitraps) และในการถ่ายภาพแบบ tomography ที่มีความสอดคล้องทางแสง กว้างกว่า it’ ใช้ทุกที่สัญญาณที่เปลี่ยนแปลงระหว่างเวลาและความถี่ ทําให้ข้อมูลอ่านง่ายขึ้นหรือปรับปรุงความละเอียดในเครื่องมือ
Q3: เครื่องมือ FTIR ของ PERSEE เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหรือไม่?

ตอบ: แน่นอน ซีรีส์ FTIR8000/8100 ของ PERSEE ไม่เพียงแต่สำหรับห้องทดลองมหาวิทยาลัย แต่ยังสำหรับสถานที่อุตสาหกรรมที่ต้องการประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในสภาพที่ยาก ซอฟต์แวร์ของพวกเขาใช้งานง่าย และรองรับกระบวนการทำงานเพื่อการปฏิบัติตามกฎหมาย ในขณะเดียวกัน ฮาร์ดแวร์ที่ทนทานทําให้แน่ใจว่าเครื่องมือมีเสถียรภาพในระยะยาว แม้ในระหว่างการใช้งานที่ไม่หยุดในห้องปฏิบัติการควบคุมค