Cad é Speictreascópacht Raman?
Teicníc anailíse ceimiceach neamh-millteach is ea Raman Spectroscopy a sholáthraíonn faisnéis mhionsonraithe faoi struchtúr ceimiceach, céim agus ilmorphy, criostalacht agus idirghníomhaíochtaí móilíneacha. Tá sé bunaithe ar idirghníomhú an tsolais leis na naisc cheimiceacha laistigh d’ábhar.
Is teicníc scaipthe solais é Raman, trína scaipeann móilín solas teagmhasach ó fhoinse solais léasair ard-déine. Tá an chuid is mó den solas scaipthe ag an tonnfhad (nó an dath céanna) céanna leis an bhfoinse léasair agus ní sholáthraíonn sé faisnéis úsáideach – is é Rayleigh Scatter a thugtar air. Mar sin féin tá méid beag solais (0.0000001) scaipthe ag tonnfhaid (nó dathanna éagsúla), a bhraitheann ar struchtúr ceimiceach an anailíte – tugtar Raman Scatter air seo.
Tá roinnt buaicphointí ag speictream Raman, a léiríonn déine agus seasamh tonnfhad an tsolais scaipthe Raman. Freagraíonn gach buaic do chreathadh banna móilíneach ar leith, lena n-áirítear bannaí aonair mar CC, C = C, NO, CH etc., agus grúpaí bannaí cosúil le modh análaithe fáinne beinséine, creathadh slabhra polaiméire, modhanna laitíse, etc.
Eolas curtha ar fáil ag speictreascópacht Raman
Scrúdaíonn speictreascópacht Raman struchtúr ceimiceach ábhair agus cuireann sé faisnéis ar fáil faoi:
- Struchtúr ceimiceach agus féiniúlacht
- Céim agus polymorphism
- Strus / brú intreach
- Éilliú agus eisíontas
Go tipiciúil is méarloirg cheimiceach ar leith é speictream Raman do mhóilín nó d’ábhar ar leith, agus is féidir é a úsáid chun an t-ábhar a shainaithint go han-tapa nó chun é a idirdhealú ó ábhair eile. Is minic a úsáidtear leabharlanna speictrim Raman chun ábhar a shainaithint atá bunaithe ar a speictream Raman – déantar cuardach tapa ar leabharlanna ina bhfuil na mílte speictream chun meaitseáil a aimsiú le speictream an anailíte.
I gcomhcheangal le mapáil (nó íomháú) córais Raman, is féidir íomhánna a ghiniúint bunaithe ar speictream Raman an tsampla. Léiríonn na híomhánna seo dáileadh na gcomhpháirteanna ceimiceacha aonair, polymorphs agus céimeanna, agus éagsúlacht i criostalacht.
Tá speictreascópacht Raman cáilíochtúil agus cainníochtúil araon.
Soláthraíonn an phróifíl speictrim ghinearálta (buaicshuíomh agus buaic-déine coibhneasta) méarloirg uathúil ceimiceach ar féidir a úsáid chun ábhar a shainaithint, agus é a idirdhealú ó dhaoine eile. Go minic tá an speictream iarbhír sách casta, agus mar sin is féidir leabharlanna speictreach cuimsitheacha Raman a chuardach chun meaitseáil a aimsiú, agus mar sin sainaithint cheimiceach a sholáthar.
Tá déine speictrim comhréireach go díreach le tiúchan. De ghnáth, úsáidfear nós imeachta calabraithe chun an gaol idir buaic-déine agus tiúchan a chinneadh, agus ansin is féidir tomhais ghnáthaimh a dhéanamh chun anailís a dhéanamh le haghaidh tiúchan. I gcás meascáin, cuireann buaic-déine coibhneasta faisnéis ar fáil faoi thiúchan coibhneasta na gcomhpháirteanna, agus is féidir buaic-déine absalóideach a úsáid mar fhaisnéis maidir le dearbhchruinniú.
Úsáidtear Raman le haghaidh anailíse micreascópach
Is féidir speictreascópacht Raman a úsáid le haghaidh anailíse micreascópach, le taifeach spásúlachta san ord 0.5-1 µm. Is féidir anailís den sórt sin a úsáid le micreascóp Raman.
Déanann micreascóp Raman speictriméadar Raman a chomhcheangal le micreascóp optúil caighdeánach, rud a cheadaíonn léirshamhlú ardmhéadaithe ar shampla agus anailís Raman le láthair léasair micreascópach. Tá micrea-anailís Raman éasca: cuir an sampla faoin micreascóp, dírigh agus déan tomhas.
Is féidir micreascóp Raman comhfhócasach a úsáid chun cáithníní nó méideanna miocrón a anailísiú. Is féidir é a úsáid fiú le haghaidh anailíse ar shraitheanna éagsúla i sampla ilchisealach (m.sh., bratuithe polaiméire), agus ar ábhar salaithe agus ar ghnéithe faoi dhromchla sampla trédhearcach (eg, neamhíonachtaí laistigh de ghloine, agus cuimsiú sreabhán/gáis i mianraí).
Ligeann céimeanna mapála mótairithe íomhánna speictrim Raman a ghiniúint, ina bhfuil na mílte speictream Raman a fuarthas ó shuímh éagsúla ar an sampla. Is féidir íomhánna datha bréagacha a chruthú bunaithe ar speictream Raman – taispeánann siad seo dáileadh na gcomhpháirteanna ceimiceacha aonair, agus éagsúlacht ar éifeachtaí eile cosúil le céim, ilmhoirfeas, strus / brú, agus criostalacht.
Stair na micreascópachta Raman
Cuimsíonn HORIBA Scientific na nuálaithe móra in ionstraimíocht Raman ó na 1960idí go dtí na 1990idí – Spex Industries, Coderg/Lirinord/Dilor, agus Jobin Yvon. Ón tús seo go dtí an lá atá inniu ann, bhí HORIBA Scientific agus na cuideachtaí gaolmhara ar thús cadhnaíochta i bhforbairt speictreascópachta Raman.
Forbraíodh an micreascóp Raman i Lille na Fraince faoi stiúir an Ollaimh Michel Delhaye agus Edouard DaSilva, agus rinne Lirinord (HORIBA Scientific anois) é a tháirgeadh ar bhonn tráchtála mar an MOLE™ (Molecular Optics Laser Examiner). D’fhorbair sé mar analóg mhóilíneach de mhicreascóp leictreon Castaing. Mar sin cuireann sé faisnéis cheangail ar fáil ar ábhair chéim chomhdhlúite; chomh maith le nascáil mhóilíneach a bhrath, b’ábhar spéise suntasaí é aithint na céime criostalach agus éifeachtaí níos caolchúisí.
Comhtháthaíodh an micreascóp ar dtús leis an monacrómatóir scanadh dúbailte gráta (c. 1972). Nuair a cuireadh brathadóirí ilchainéil ard-íogaireachta, ísealtorainn ar fáil (lár na 1980idí), tugadh isteach speictreagraif thríchéime agus an micreascóp mar chomhpháirt chomhtháite. I 1990 léiríodh go raibh na scagairí holagrafacha notch a sholáthar diúltaithe léasair níos fearr ionas go bhféadfaí micreascóp Raman a thógáil ar speictreagraf aonchéime agus íogaireacht feabhsaithe a sholáthar. I gcomparáid leis na monacrómatóirí dúbailte scanadh bunaidh, tá na hamanna bailiúcháin le haghaidh speictrim inchomparáide (taifeach agus comhartha torainn do chumhacht léasair ar leith) ar a laghad dhá nó trí ordú de mhéid níos airde ná mar a bhí sé 35 bliain ó shin.
Rinne na heolaithe agus na hinnealtóirí a fuair oiliúint i saotharlann an Ollaimh Delhaye ceannródaíocht ar na nuálaíochtaí lárnacha seo i saotharlanna HORIBA Scientific i dtuaisceart na Fraince, ag baint leasa as crua-earraí de réir mar a bhí siad ar fáil. Áiríodh leis seo grátaí holagrafacha, scagairí notch, léasair aerfhuaraithe, brathadóirí ilchainéil (eagair dé-óid ar dtús agus ansin CCDs), ríomhairí ardchumhachta, agus forbairtí gaolmhara i leictreonaic agus bogearraí.
I measc na bhforbairtí níos déanaí sa teicníc Raman tá SRS (Scapadh Raman Spreagtha), SERS (scaipeadh Raman feabhsaithe ar an dromchla), TERS (scaipeadh Raman feabhsaithe tip), comhtháthú le micreascóip leictreon agus micreascóip fórsa adamhach, córais binse aonair hibrideach (m.sh., Raman-PL , Epifluorescence, Photocurrent), Transmission Raman (le haghaidh fíor-anailís ábhar mórchóir).
Mar gheall ar an gceannaireacht atá ag HORIBA Scientific agus a chuideachtaí gaolmhara sa tionscal, tá saotharlanna feidhmchlár dea-fheistithe le heolaithe ardcháilithe fostaithe go leanúnach le breis agus 30 bliain i bhforbairt fheidhmchláir na n-ionstraimí nuálacha seo.
An cineál samplaí a ndearnadh anailís orthu le Raman
Is féidir Raman a úsáid chun anailís a dhéanamh ar go leor samplaí éagsúla. Go ginearálta tá sé oiriúnach chun anailís a dhéanamh ar:
- Solaid, púdair, leachtanna, glóthacha, sciodar agus gáis
- Ábhair neamhorgánacha, orgánacha agus bhitheolaíocha
- Ceimiceáin íona, meascáin agus tuaslagáin
- Ocsaítí miotalacha agus creimeadh
Go ginearálta níl sé oiriúnach chun anailís a dhéanamh ar:
- Miotail agus a gcóimhiotail
I measc na samplaí tipiciúla den áit a n-úsáidtear Raman inniu tá:
- Ealaín agus seandálaíocht – tréithriú líocha, criadóireacht agus gemstones
- Ábhair charbóin – struchtúr agus íonacht na nana-feadán, tréithriú lochtanna/neamhoird
- Ceimic – struchtúr, íonacht, agus monatóireacht ar imoibriú
- Geolaíocht – sainaithint agus dáileadh mianraí, cuimsiú sreabhán agus trasdulta céime
- Eolaíochtaí beatha – cealla agus fíocháin singil, idirghníomhaíochtaí drugaí, diagnóis galair
- Cógaisíocht – aonfhoirmeacht ábhair agus dáileadh comhpháirteanna
- Leathsheoltóirí – íonacht, comhdhéanamh cóimhiotal, micreascóp intreach struis/straine.
Anailís ar sholaid, leachtanna agus gáis
Is féidir speictream Raman a fháil ó bheagnach gach sampla ina bhfuil fíornascadh móilíneach. Ciallaíonn sé seo gur féidir anailís a dhéanamh ar sholaid, púdair, sciodar, leachtanna, glóthacha agus gáis trí úsáid a bhaint as speictreascópacht Raman.
Cé gur féidir anailís a dhéanamh ar gháis trí úsáid a bhaint as speictreascópacht Raman, is gnách go mbíonn tiúchan na móilíní i ngás an-íseal, mar sin is minic a bhíonn an tomhas níos dúshlánaí. De ghnáth bíonn gá le trealamh speisialaithe mar léasair faoi chumhacht níos airde agus cealla samplacha ar fhad cosáin. I gcásanna áirithe ina bhfuil brúnna gáis ard (cosúil le cuimsiú gáis i mianraí) is furasta ionstraimíocht chaighdeánach Raman a úsáid.
Anailís ó mheascán ábhar
Sa speictream Raman ó ábhar beidh faisnéis Raman faoi na móilíní go léir atá laistigh de thoirt anailíse an chórais. Mar sin, má tá meascán de mhóilíní ann, beidh beanna sa speictream Raman a ionadaíonn do na móilíní éagsúla go léir. Más eol na comhpháirteanna, is féidir na buaic-déine coibhneasta a úsáid chun faisnéis chainníochtúil a ghiniúint faoi chomhdhéanamh an mheascáin. I gcás maitrísí casta, féadfar modhanna ceimiméadracha a úsáid freisin chun modhanna cainníochtúla a thógáil.
Recent Comments