Инфракрасные спектрометры

Принцип работы и типы ИК-спектрометров

Современные ИК-спектрометры работают по методу Фурье-преобразования (FTIR — Fourier Transform Infrared Spectroscopy). Источник инфракрасного излучения (керамический нагреватель, глобар) генерирует полихроматический ИК-свет, который проходит через интерферометр Майкельсона, создающий интерферограмму — сигнал, содержащий информацию обо всех длинах волн одновременно. После прохождения через образец интерферограмма регистрируется детектором (DTGS пироэлектрический или MCT охлаждаемый жидким азотом для высокой чувствительности), затем математически преобразуется Фурье-преобразованием в спектр зависимости поглощения от длины волны (или волнового числа в см⁻¹).

FTIR-метод обеспечивает высокую скорость измерения (полный спектр за несколько секунд), высокое разрешение (до 0,5 см⁻¹), высокое отношение сигнал/шум благодаря одновременной регистрации всех длин волн. Стандартный рабочий диапазон среднего ИК 4000-400 см⁻¹ (2,5-25 мкм) покрывает область колебаний большинства органических и неорганических молекул.

Настольные лабораторные FTIR-спектрометры (ОКБ Спектр ФСМ 2201/2202/2203, Спектр СМ-2020V/2020B/2020VBI) — стационарные приборы для широкого спектра аналитических задач. Образцы измеряются в различных формах: твёрдые — в виде таблеток с бромидом калия (KBr) или в технике НПВО (нарушенного полного внутреннего отражения); жидкости — в кюветах с окнами из KBr, NaCl или в технике НПВО; газы — в газовых кюветах с длиной оптического пути 10 см. Разрешение 0,5-4 см⁻¹, точность длины волны ±0,01 см⁻¹, диапазон 7800-370 см⁻¹ в зависимости от модели и оптических элементов.

Портативные FTIR-анализаторы (ОКБ Спектр ФСМ 2211) — компактные приборы для экспресс-идентификации веществ в полевых условиях, на производстве, в криминалистике. Встроенная приставка НПВО с алмазным кристаллом для анализа без пробоподготовки — достаточно приложить образец к измерительному окну. Автономное питание от аккумулятора, результат за 30-60 секунд, встроенные библиотеки спектров для автоматической идентификации полимеров, лекарств, химикатов, взрывчатых веществ. Применяются для входного контроля сырья, проверки подлинности продукции, экспертизы подозрительных веществ.

Специализированные ИК-спектрометры с микроскопией (ИК-микроскопы) позволяют анализировать микрообъекты размером до 10-20 мкм — отдельные волокна, частицы, включения в материалах, слои покрытий. Комбинация FTIR-спектрометра с микроскопом обеспечивает визуализацию образца и получение ИК-спектра выбранной микрообласти. Применяются в криминалистике (анализ микрочастиц), материаловедении (изучение дефектов, включений), фармацевтике (анализ неоднородностей в таблетках).

Области применения

Инфракрасные спектрометры применяются в фармацевтической промышленности для идентификации лекарственных субстанций по ИК-спектру согласно требованиям фармакопей (ГФ XIV содержит эталонные ИК-спектры для сотен субстанций — метод «ИК-спектрометрия» входит в обязательные испытания на подлинность), контроля полиморфных модификаций кристаллов (разные полиморфы имеют различающиеся ИК-спектры, что влияет на растворимость и биодоступность лекарства), обнаружения примесей и фальсификации, анализа вспомогательных веществ (целлюлоза, крахмал, желатин, поливинилпирролидон).

В полимерной промышленности ИК-спектрометры используются для идентификации типа полимера (полиэтилен, полипропилен, полистирол, ПВХ, полиамид, полиэстер — каждый имеет характерные полосы поглощения), контроля качества пластмасс, определения степени кристалличности, ориентации макромолекул, анализа добавок (пластификаторы, стабилизаторы, антиоксиданты, красители), изучения процессов старения и деградации полимеров под действием температуры, УФ-света, химикатов.

В химической промышленности инфракрасные спектрометры применяются для идентификации органических соединений по характеристическим частотам функциональных групп (гидроксильная группа -OH 3200-3600 см⁻¹, карбонильная C=O 1650-1750 см⁻¹, ароматическое кольцо 1450-1600 см⁻¹), контроля чистоты химических реагентов, мониторинга химических реакций (отслеживание исчезновения полос реагентов и появления полос продуктов в реальном времени), анализа катализаторов, исследования межмолекулярных взаимодействий.

В нефтехимии ИК-спектрометры используются для анализа нефтепродуктов (определение группового состава — парафины, ароматические углеводороды, олефины), контроля качества топлив, смазочных масел, определения степени окисления масел при эксплуатации (рост полосы C=O при 1710 см⁻¹), обнаружения загрязнений воды, гликоля, сажи. В пищевой промышленности — для определения жиров, белков, углеводов, влаги в продуктах, обнаружения фальсификации (замена дорогого масла дешёвым), контроля качества упаковочных материалов.

В криминалистике портативные ИК-анализаторы применяются для экспресс-идентификации наркотических веществ, взрывчатых веществ, ядов на месте происшествия или при досмотре, анализа микрочастиц (волокна, лакокрасочные материалы, пластмассы) в качестве вещественных доказательств. В экологии — для идентификации загрязняющих веществ в почве, воде, воздухе, определения типа пластикового мусора для сортировки и переработки.

Купить инфракрасные спектрометры в LABSPACE

LABSPACE предлагает инфракрасные FTIR-спектрометры ОКБ Спектр российского производства с гарантией, доставкой по России, пуско-наладкой, обучением персонала методикам ИК-спектроскопии и комплексным сервисным обслуживанием. Консультации по выбору оптимальной модели, комплектации приставками (НПВО, диффузного отражения, ИК-микроскоп) под задачи вашей лаборатории. Для заказа звоните **8 (800) 600 59 64**. LABSPACE — точная молекулярная идентификация для вашей лаборатории.