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【傅里叶红外显微成像光谱仪】傅里叶红外显微成像光谱仪及傅里叶红外光谱仪实验:技术原理、应用与未来发展

承天示优官方账号 2023-06-03 资讯 408 views 0


1. 傅里叶红外显微成像光谱仪的技术原理

傅里叶红外显微成像光谱仪(Fourier Transform Infrared Microspectroscopy)是指利用透射式或反射式傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析方法和显微镜技术相结合,对样品在亚微米级别进行高空间分辨率的成像测量。它可以提供有机和无机物质的化学信息,并且不会破坏样品。该技术基于当被测试物体吸收了特定波长范围内的电磁辐射时,其分子将强制振动并产生一些激发态,通过检测这些激发态而得到关于样本种类、组成以及结构等方面的信息。

FTIR 显微成像系统由以下几个主要部件组成:

- 滤波器

- 具有可调节孔径的两台小型多芒角度转移单元偏振滑板

- 微索夫特干涉仪

- 显微镜

常见的两种成像方式是:透射式和反射式。前者只能用于透明或半透明样品分析,而后者则可以对吸收光谱范围内所有类型的样品进行分析。

2. 傅里叶红外显微成像光谱仪的应用

FTIR 显微成像技术在许多领域中得到广泛应用,包括化学、生物科学、医药制造以及材料研究等。以下是一些主要方面:

- 生物科学:对组织和细胞薄片进行结构和功能研究。

- 化工工业:检测有机或无机材料中存在的污染物。

- 纳米技术: 对单个纳米粒子及其表面上不同区域的化学结构、形貌实现高空间分辨率研究。

- 药学与食品行业:确定有毒或禁止使用原材料;质量控制。

3. 傅里叶红外光谱仪实验

傅里叶变换红外(FTIR)光谱法是目前最流行最有效地分析化合物分子结构和化学键的一种方法,它可用于研究有机或无机材料、多肽或生物大分子的各个方面。其常见实验操作包括以下步骤:

1. 清洁样品:清除悬浮在样品上的灰尘、油和水。

2. 制备透明片:制作非吸收滤膜以便观察不可溶解性固体、粉末或晶体等样品。

3. 取得红外光谱:将待分析溶液放置在采集区,并打开干涉仪,在加入了样本后记录参考光谱。(需要注意每次扫描时间应该保持一致)

4. 数据处理及结果解释:可以使用峰值积算法进行数据处理,并通过与数据库中标准库对比来确定被测试物质组成。

4. 傅里叶红外显微成像光谱仪未来发展趋势

当前,FTIR 显微成像技术已经突破了许多限制,例如增加空间分辨率并改进信号探测技术。其中最主要关注点是提高同步检测器阵列(SDA) 的数量。由于SDA阵列具有同时捕获大量数据的优势,因此可以在较短时间内以高质量获得显微成像光谱。另一个趋势是集成化和便携式设备的开发,意味着FTIR 显微镜将变得更加小型轻便,并且能够用于实地应用场景中。未来随着技术的不断革新和改进,傅里叶红外显微成像仪器将为人们探索生命、物理化学以及材料科学等领域提供更多重要信息。

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