FTIR mikroskopy

Co je FTIR mikroskop a jak funguje?

FTIR mikroskop (Fourier Transform Infrared Microscopy) je přístroj, který propojuje infračervenou spektroskopii s optickou mikroskopií. Umožňuje zkoumat nejen tvar a strukturu vzorku, ale především jeho chemické složení v měřítku jednotek mikrometrů.
Princip je založen na pořízení optického snímku oblasti zájmu a následném výběru měřících pozic – ať už jednotlivých bodů nebo celá síť bodů (mapování). Ve vybraných pozicích dochází k proměření pomocí FTIR části, a tedy k absorpci infračerveného záření jednotlivými chemickými vazbami. Získané spektrum představuje „molekulární otisk prstu“, podle kterého lze jednoznačně identifikovat přítomné látky a analyzovat jejich prostorové rozložení.

Hlavní výhody FTIR mikroskopie

• Kombinace morfologie a chemie – současně získáváte obraz i chemické informace.
• Nedestruktivní analýza – měření probíhá bez poškození vzorku.
• Široká použitelnost – od organických látek po polymery, mikroplasty nebo biologické vzorky.
• Vysoké prostorové rozlišení – detailní analýza i velmi malých struktur.
• Minimální provozní náklady – netřeba nákladných chemikálií ani drahého spotřebního materiálu.

Aplikace FTIR mikroskopů

FTIR mikroskopy se uplatňují v celé řadě odvětví:

• Identifikace nečistot a vad v průmyslu
• Analýza mikroplastů v životním prostředí
• Studium biologických tkání a buněk
• Kontrola kvality polymerů, kompozitů a farmaceutických produktů
• Materiálový výzkum a forenzní analýza
• Analýza uměleckých děl a historických předmětů
• Geologické aplikace, analýza hornin a minerálů

Modely FTIR mikroskopů

V naší nabídce naleznete pokročilé FTIR mikroskopy Bruker:

• LUMOS II – plně automatizovaný FTIR mikroskop s intuitivním ovládáním, ideální pro rutinní i výzkumná měření. Nejvýkonnější konvenční FTIR mikroskop na trhu.
• LUMOS II ILIM – vysokorychlostní mikroskop pro chemické zobrazování s využitím kvantového kaskádového laseru (QCL). Ve své podstatě není FTIR mikroskop, ale pouze infračervený mikroskop.
• HYPERION II – modulární a flexibilní mikroskop, umožňující dokonce kombinaci FTIR a QCL technologií pro maximální flexibilitu citlivost a rozlišení.

Časté dotazy (FAQ)

Co je FTIR mikroskop?
Přístroj, který spojuje mikroskopii a FTIR spektroskopii, aby umožnil chemickou analýzu vzorků na mikrometrové úrovni.

Jaký je rozdíl mezi FTIR spektrometrem a FTIR mikroskopem?
FTIR spektrometr měří celé vzorky nebo jejich větší části (makrovzorky), zatímco FTIR mikroskop umožňuje zaměřit se na velmi malé oblasti, jednotlivé částice či vrstvy.

Jaké vzorky lze měřit?
Organické i anorganické látky, polymery, mikroplasty, vlákna, částice, tenké vrstvy, biologické tkáně.

Jaké vzorky nelze měřit?
Vzorky příliš silné nebo neprůhledné pro daný měřící mód bez předúpravy, např. kovy či tlusté vzorky materiálů s vysokou absorpcí v IR oblasti.

Jaké je nejlepší dosažitelné prostorové rozlišení?
V závislosti na optice a použitém módu lze dosáhnout prostorového rozlišení kolem 5 µm, v ATR módu i lepšího.

Co je to NA a proč je ve FTIRu důležitá?
Numerická apertura (NA) charakterizuje schopnost objektivu sbírat světlo. Vyšší NA znamená lepší prostorové rozlišení a citlivost v infračervené oblasti.

Jaké měřící módy existují?

• Transmise (TRANS) – světlo prochází vzorkem, vhodné pro tenké a transparentní vzorky typicky o tlouště jednotek či desítek µm.
• Reflexe (REFL) – měření odraženého světla, vhodné pro neprůhledné vzorky s dostatečnou reflektivitou (bílé prášky, leštěné vzorky ad.). Kvalita spekter obvykle snížená.
• TRansflexe – speciální druh reflexe kdy je měřen tenký vzorek (vrstva, malá částice, nečistota) na odrazivém povrchu. Záření projde vzorkem tam i zpět a odráží se na substrátu (kov, IČ odrazivý materiál).
• ATR – využívá kontaktní krystal, ideální pro neprůhledné a silnější vzorky.

Jak je potřeba vzorky předupravit?
Podle módu – u transmisních měření je nutná příprava tenkých vrstev či řezů, pro ATR často stačí rovný vzorek bez další přípravy. Reflexní mód je na přípravu vzorků nejméně náročný, ale obvykle je tím dotčena také kvalita spekter.

Co je NA u FTIR mikroskopu?

NA (numerická apertura) je parametr mikroskopického objektivu, který určuje schopnost sbírat a zaostřovat infračervené záření.

Čím je NA vyšší:

tím lepší je prostorové rozlišení (dokážeme vidět menší detaily),

ale menší je hloubka ostrosti a větší jsou nároky na kvalitu a rovinnost vzorku.

U FTIR mikroskopie je vysoká NA klíčová, protože přímo určuje, jak malé částice nebo vrstvy můžeme ještě spolehlivě analyzovat. Naopak pro kvalitu VIS obrazu je vhodné mít NA nízkou. Naše systémy dokážou měnit NA pro VIS a IČ mód tak, aby využívaly výhody obou (vysoké a nízké).

Proč se používá Ge ATR krystal a diamantový nikoliv?

Germanium (Ge) má vysoký index lomu (n ≈ 4), což umožňuje dosáhnout lepšího prostorového rozlišení (až kolem 1–2 µm) a měřit i silně absorbující vzorky, kde by diamant neposkytl dostatečný kontrast.

Diamant sice nabízí extrémní mechanickou a chemickou odolnost, ale má nižší index lomu (n ≈ 2,4). U mikroskopů s vysokou NA to znamená horší rozlišení a omezenou efektivitu. Proto se v mikroskopii volí Ge krystaly, zatímco diamant se používá ve stolních ATR příslušenstvích pro rutinní, odolná měření.

Existují také s DLC coated krystaly, které jsou tvořeny Ge nebo ZnSe materiálem a tenkou DLC vrstvou pro zlepšení mechanických vlastností. Takové krystal však příliš nezlepší mechanické vlastnosti a zhorší ty optické.

Jaká je rychlost měření?
Od několika sekund až po stovky hodin – rychlost měření závisí na typu vzorku, zvoleném měřicím módu a technologii mikroskopu.

• Bodová měření – u jednotlivých částic nebo oblastí trvá získání spektra obvykle jen několik sekund.
• Mapování (point-by-point) – probíhá postupným měřením spekter v mřížce. Doba se odvíjí od hustoty sítě a velikosti plochy, ale platí že bod/pixel z mapy trvá zpravidla jednu, až několik sekund.
• Zobrazování (imaging) – moderní FTIR mikroskopy využívají plošné FPA detektory a pokročilé zobrazovací metody. Díky tomu lze získat desetisíce spekter současně a celou oblast analyzovat během sekund až jednotek minut.

Naše FTIR mikroskopy patří mezi nejrychlejší na trhu – technologie QCL umožňuje extrémně rychlé chemické zobrazování přes 60.000 pixelů/s, které výrazně zkracuje dobu analýzy i u velkých map. To znamená, že i složité úlohy, které dříve trvaly desítky hodin, zvládnete v řádu sekund až minut.

Jaká je cena FTIR mikroskopu? 
Cena se odvíjí od konkrétního modelu a konfigurace. Pro individuální cenovou nabídku nás prosím kontaktujte.