ТГц-Рамановская система TR-MICRO

ТГц-рамановские спектроскопические системы компании Ondax являются запатентованным решением, которое позволяет расширить стандартный рабочий диапазон рамановской спектроскопии в терагерцовую область (область низких частот), исследуя при этом тот же диапазон энергетических переходов, что и обычная ТГц спектроскопия и не влияя на производительность рамановской составляющей. Данная область позволяет раскрыть новый, так называемый «структурный отпечаток», дополняющий стандартный «химический отпечаток» – это позволяет проводить одновременный анализ молекулярной структуры и химического состава различных материалов на одном приборе.

То, что раньше оставалось «за кадром» - больше данных, лучше чувствительность и надежность

ТГц-рамановские спектры показывают четкие различия и структурные признаки материалов, что идеально для идентификации и анализа полиморфных материалов, входного сырья, обнаружения дефектов и загрязнений, исследования ориентации и формообразования кристаллов, регистрации фазовых смещений и пр.

Один образец, одна система, один ответ

Объединение структурного и химического анализа избавляет Вас от необходимости подготовки большого количества образцов и использования нескольких приборов, что позволяет снизить общие затраты на приобретение, обучение и содержание оборудования.

Рис. 1. Полный рамановский спектр фармацевтического компонента карбамазепина, содержащий ТГц-Рамановский «структурный отпечаток» и стандартный «химический отпечаток». Стоит отметить более высокую интенсивность и симметричность сигнала в области ТГц-Раман.

• Быстрота сбора ТГц-рамановских спектров от 5 см^-1 до 3000 см^-1 (150 ГГц – 90 ТГц)
• Одновременный сбор стоксовой и антистоксовой составляющих сигнала улучшает отношение сигнал/шум
• Возможность использования в качестве дополнительной приставки для Вашего микроскопа
• Простота крепления к микроскопу и деинсталляции с микроскопа
• Компактный дизайн, поддержка волоконного соединения
• Совместимость с большинством коммерческих микроскопов (Leica, Zeiss, Nikon, Olympus)
• Доступен широкий выбор длин волн возбуждения: 532 нм, 785 нм, 850 нм, 976 нм, 1064 нм

• Одновременный анализ молекулярной структуры и химического состава
• Улучшенное отношение сигнал/шум за счет использования естественной составляющей сигнала
• Быстрые, полноценные и надежные измерения
• Простота использования, адаптация под существующие системы

• Анализ структуры полиморфных материалов
• Исследование и анализ взрывчатых, опасных и наркотических веществ
• Контроль процессов кристаллизации
• Структурный анализ нано- и биоматериалов
• Судебная экспертиза, археология, минералогия

Данная технология позволяет расширить возможности исследования в области низких частот (низких волновых чисел), где может содержаться важная структурная информация, включающая данные о полиморфизме, изомерах, сокристаллах, колебаниях решетки и фононах. Высокая оптическая плотность, сверхузкая ширина линии и высокое пропускание используемых фильтров позволяют избавиться от рэлеевской составляющей, при этом предоставляя возможность сбора стоксовой и антистоксовой составляющих сигнала в диапазоне от ± 5 см^-1 до 3000 см^-1.

Ниже представлены спектры двух веществ в диапазоне 5 – 200 см^-1 (или 150 ГГц – 6 ТГц) при возбуждении на двух разных длинах волн. Для веществ, сильно рассеивающих излучение, (таких, как сера (слева)), отношение пика Рэлея к пику сигнала является довольно низким. Спектр L-цистеина (справа) показывает насколько узкополосными являются используемые фильтры, что позволяет получать четкие пики в области менее 10 см^-1. Оба примера также демонстрируют одновременный захват симметричных антистоксовых сигналов, что может использоваться для подтверждения положения пика, а также предоставления «природной» составляющей, которая может использоваться в качестве некоторой реперной точки (т.е. линия Рэлея находится точно посередине между двумя симметричными пиками).

Рис. 2. ТГц-Раман спектры серы (слева, длина волны 785 нм) и L-цистеина (справа, длина волны 532 нм).

Четкие и хорошо различимые сигналы от ТГц-Раман систем позволяют находить явные отличия между фазами, кристаллами и полиморфами, получать структурную информацию о молекулах через их колебательные состояния. Спектр карбамазепина (на рисунке ниже) четко отображает уникальные низкочастотные спектры всех полиморфных форм, которые могут использоваться для нахождения отличий при анализе входного сырья, готовой продукции и контроле качества. ТГц-Раман спектры обычно более сильные по сравнению со стандартными спектрами «химических отпечатков», а также они подвержены влиянию методов синтеза: различные вариации самодельной взрывчатки ETN обладают явными отличиями, что может использоваться при их анализе или классификации (см. рис. ниже).

Рис. 3. Различные полиморфные формы и гидраты карбамазепина (слева) и спектры ETN, отображающие различное содержание исходных компонентов и методов изготовления (справа).

Все ТГц-рамановские платформы являются ультра компактными и их очень легко соединять через волокно практически с любым спектрометром или рамановской системой. Запатентованные фильтры SureBlock с объемной голографической решеткой со сверх узкой шириной полосы пропускания с высокой точностью блокируют только рэлеевскую составляющую (ослабление >OD8), позволяя регистрировать как стоксовую, так и антистоксовую составляющие сигнала. Высокомощный одночастотный лазер со стабилизированной длиной волны точно подобран под используемые фильтры, обеспечивающие максимальную пропускную способность и исключительное ослабление источника возбуждения.

Прибор TR-MICRO адаптирован для крепления на широкий ряд популярных и распространенных микроскопов и рамановских систем и может быть с легкостью введен в оптический путь прибора и наоборот. Система включает в свой состав SureLock лазеры с длинами волн 785 нм, 850 нм, 976 нм или 1064 нм,  узкополосные notch-фильтры и опциональную систему круговой поляризации (линейная поляризация по умолчанию). Также, по запросу, доступен лазер с длиной волны 532 нм и видеокамера.

Прибор TR-PROBE представляет собой компактный и прочный ТГц-рамановский зонд, который позволяет контролировать производственные процессы и реакции непосредственно на рабочем месте. TR-PROBE может компоноваться контактными или погружными валами, удобным держателем виал и таблеток или регулируемым адаптером для коллимации луча.

Прибор TR-BENCH сконфигурирован для настольного использования и дополнительно может комплектоваться держателем виал/кювет для простоты проводимых измерений. TR-BENCH оснащен стандартной монтажной пластиной, что позволяет использовать кастомизируемую собирающую оптику или с легкостью интегрировать прибор в пользовательскую систему. Система включает в свой состав SureLock лазеры с длинами волн 785 нм, 850 нм, 976 нм или 1064 нм,  узкополосные notch-фильтры и опциональную систему круговой поляризации.

Дополнительные применения

Фармацевтика: ключевыми аспектами анализа в фармацевтической области являются идентификация полиморфов, контроль качества входного сырья, мониторинг реакций и обнаружения фальсификатов. Технология ТГц-Рамановской спектроскопии позволяет регистрировать «структурные отпечатки» исследуемых веществ, что позволяет быстро находить отличия в изомерах, сокристаллах и других веществах и компаундах.

Обнаружение взрывчатых веществ, судебная экспертиза и определение происхождения компонентов: ТГц-Рамановская спектроскопия выходит за пределы стандартной рамановской спектроскопии, что помогает обнаруживать «структурные отпечатки», приписываемые определенным компонентам, методам изготовления и условиям хранения большинства распространенных самодельных взрывчатых веществ. Это позволяет узнать, как и где они были изготовлены.

Полупроводники и наноматериалы: графен и углеродные нанотрубки являются только парой среди всех веществ, имеющих сильный отклик в области низких частот. С помощью ТГц-Раман анализа графена можно определить количество монослоев в структуре, а для УНТ можно вычислить диаметр нанотрубок. Также могут быть обнаружены дефекты кристаллической структуры.

Кристаллизация и мониторинг реакций: ТГц-Раман сигналы в области низких частот испытывают отчетливые и быстрые сдвиги в соответствии с изменениями молекулярной структуры. Это позволяет с высокой точностью контролировать форму кристаллов, его фазовые и структурные переходы в реальном времени.

Промышленность и нефтехимия: ТГц-Рамановская спектроскопия позволяет улучшить получаемый сигнал процессов кристаллизации или структурной трансформации во время формирования химических веществ и полимеров.

Газоанализ: Вращательные колебания газов, таких как кислород, предоставляют сигналы с интенсивностями в 10 раз выше, нежели сигналы, получаемые с помощью традиционной рамановской спектроскопии. Отношения пиков стоксовой и антистоксовой составляющей также могут быть использованы для удаленного контроля температуры в газах, плазме и жидкостях.