FTIR FAQS

La présentation de spectres sous forme de transmittance met l’accent sur les plus petits pics, de sorte que vous pouvez parfois mieux évaluer visuellement votre échantillon. Les spectres d’absorbance sont utilisés pour toutes les analyses quantitatives, les soustractions spectrales ou d’autres manipulations car ils sont linéaires en concentration alors que les spectres de transmittance ne le sont pas. Dans le cas d’une recherche ou d’une utilisation plus générale, cela dépend plutôt des préférences personnelles. Les publications plus anciennes avaient tendance à utiliser la transmittance le plus souvent, tandis que l’analyse détaillée des pics passait à l’absorbance, encore une fois à cause de la fonction de linéarité.

L’apodisation agit sur l’interférogramme. Si vous avez ces données brutes (que le logiciel Thermo Scientific™ OMNIC™ peut obtenir en cochant une seule case) alors le post-traitement avec la modification de l’apodisation est facile. L’interférogramme nécessite généralement beaucoup plus de mémoire que les spectres à transformée de Fourier, donc les anciens progiciels rejetaient l’interférogramme afin d’économiser de la mémoire. Dans les cas où l’interférogramme est absent, vous ne pouvez pas entreprendre un nouveau traitement : l’apodisation est une fonction du domaine temporel.

L’apodisation peut être légère (comme Happ-Genzel) ou devenir plus lourde (comme Blackman-Harris). Plus la fonction est lourde, plus vous pourrez observer l’effet sur la forme des lignes. Dans la plupart des utilisations normales, lorsque la résolution est de l’ordre de 4 nombres d’ondes ou plus, l’apodisation, même lourde, ne déforme pas les spectres. Cependant, à mesure que les lignes rétrécissent, comme dans la spectroscopie en phase gazeuse, les effets de l’apodisation peuvent être profonds. Une forte apodisation dans des pics larges améliore considérablement le rapport signal/bruit sur créneau (quasiment aucune apodisation) avec un effet minimal sur la largeur des lignes. H-G était la valeur OMNIC d’origine par défaut (et l’est souvent encore) en raison de son effet “doux” sur la largeur des lignes et de son bon rapport signal/bruit. En règle générale, l’amélioration du rapport signal/bruit s’observe dans l’ordre suivant : Happ-Genzel, Norton-Beer faible, Norton-Beer moyen, Norton-Beer fort, Blackman-Harris. Les formes des lignes sont également affectées plus dans le même ordre.

Le travail quantitatif nécessite l’une de deux démarches. D’abord, vous connaissez ou vous pouvez calculer l’absorptivité (l’epsilon dans la loi de Beer). Ceci est extrêmement rare. Bien plus fréquemment, vous développez un ensemble de formation / solutions-étalon et vous enregistrez des spectres. Vous pouvez ensuite utiliser soit un progiciel de chimiométrie comme le logiciel Thermo Scientific™ TQ Analyst™ pour automatiser l’analyse à l’aide de la loi de Beer ou effectuer des modélisation plus complexes, soit enregistrer les informations essentielles (hauteur de pic ou aire de pic) dans un tableur et ensuite employer une régression linéaire (ou non linéaire). C’est généralement la même démarche que celle employée pour la chromatographie ou la spectroscopie atomique.

La FTIR répond à une modification du moment dipôle, qu’il soit organique ou inorganique. Les oxydes métalliques, les carbonates et les carbonyles sont de bons exemples. L’équation de base déclare que le nombre d’ondes est proportionnel à la racine carrée de la constante du ressort (force de liaison) et représente un sur la racine carrée de la masse réduite. Autrement dit, plus la masse des atomes impliqués dans la liaison augmente, plus le nombre d’ondes diminue. De nombreux matériaux inorganiques ont des pics inférieurs à 400 cm-1, tels que le ferrocène, l’acétylferrocène et l’oxyde de cadmium. Cela requiert l’utilisation d’optiques “lointains”. De nombreux utilisateurs en médecine légale ont constaté que l’infrarouge lointain est utile pour l’identification des écailles de peinture, en raison de leur contenu inorganique. Il existe plusieurs accessoires d’ATR qui permettent désormais une ATR dans l’infrarouge lointain (principalement les instruments de diamant monolithique). Le spectromètre FTIR Thermo Scientific™ Nicolet™ iS50 a été conçu pour faciliter les performances de l’infrarouge lointain avec également une ATR intégrée. Enfin, si vous souhaitez en savoir plus, vous devriez discuter avec un représentant commercial FTIR afin de comprendre les capacités et limitations.

La DRIFTS est utilisée à la fois dans l’infrarouge moyen et dans l’infrarouge proche. Dans l’infrarouge moyen, la DRIFTS exige que l’échantillon soit mélangé à des diluants comme du KBr, avec 3 à 10 % d’échantillon. Ceci n’est généralement pas souhaitable car l’échantillon est alors mélangé. Cependant, la DRIFTS est beaucoup utilisée pour la recherche dans le domaine de la catalyse où le matériau en poudre est exposé à des hautes températures, des pressions élevées et des mélanges de gaz réactif. Plusieurs fournisseurs d’accessoire fabriquent des dispositifs spécifiques pour ce type de réflexion. Dans l’infrarouge proche, la DRIFTS est utilisée sans dilution et par une mesure directe. De nombreuses sondes portatives permettent d’effectuer les analyses au travers de la paroi d’un récipient (comme des sacs en plastique), ce qui signifie que l’échantillon peut être analysé, sans y toucher ni le contaminer. L’ATR nécessite d’entrer en contact avec l’échantillon en le forçant à entrer en contact avec un cristal. L’ATR ne requiert généralement aucune dilution et fonctionne bien avec les solides comme les cartes de crédit ou les pare-chocs de voiture, ce qui serait difficile à faire avec la DRIFTS. L’ATR a déplacé, en grande majorité, la DRIFTS vers l’infrarouge moyen sauf dans certains cas spéciaux, tandis que la DRIFTS reste une méthode de choix dans le monde de l’infrarouge proche.

L’une des principales étapes expérimentales dans l’analyse des protéines est l’élimination des bandes d’eau (la plupart des protéines sont dans des tampons). Ceci nécessite des cellules de transmission à longueur de trajet très contrôlé ou une ATR. La plupart des travaux historiques a été effectué avec des cellules de transmission à longueur de trajet allant de 6 à 10 microns à l’aide de BaF2 ou de fenêtres similaires. La région analytique se situe environ entre 1 400 et 1 750 cm-1 où ces fenêtres sont transparentes. Récemment, les dispositifs d’ATR utilisant des fenêtres de silicium, de germanium ou de diamant se sont répandus. Les réactions ou la liaison des protéines au cristal peuvent se produire avec des dispositifs ZnSe (en raison des charges de surface) ; c’est parfois souhaité, mais le plus souvent ce ne l’est pas. La plupart de la littérature est basée sur des cellules de transmission. L’analyse des protéines exige des compétences et une homogénéité, la formation est donc essentielle pour la plupart des laboratoires.

La loi de Beer-Lambert est basée sur des échantillons stables et des conditions reproductibles. Avec l’ATR, vous avez deux préoccupations. Tout d’abord, l’échantillon doit entrer en contact avec le cristal de façon constante. Si le matériau est rugueux ou cristallin, vous devez garantir une bonne reproductibilité. Il est éventuellement nécessaire de broyer le matériau en une poudre fine. Ensuite, l’ATR est une technique de surface qui examine l’échantillon à une profondeur d’environ 1 à 4 microns. Si l’additif ou la molécule cible migre plus loin, vous perdez le signal. Dans ce cas, la transmission, qui illumine l’ensemble de l’échantillon et son épaisseur en entier, peut être une option viable (selon l’épaisseur). Dans certains cas, l’application d’une pression peut modifier le signal en raison de changements dans la cristallinité ou de l’orientation des brins polymères dans l’échantillon. Toute information plus approfondie nécessiterait une meilleure compréhension de l’échantillon spécifique impliqué.

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