Un microscopio Raman combina un espectrógrafo Raman y un microscopio de luz para obtener información química y estructural de los materiales hasta una escala micrométrica. La espectroscopía Raman observa cuando la longitud de onda de la luz cambia al interactuar con una molécula. Las diferentes longitudes de onda que se ven en la dispersión Raman pueden identificar y estudiar las fuerzas de vibración, rotación y flexión dentro de los enlaces químicos de una molécula.
La imagen Raman tridimensional (3-D) nos permite ver los materiales como ninguna otra técnica, creando una construcción tridimensional en escala micrométrica de la química dentro del material. Mientras que otras microscopías pueden examinar la morfología de una muestra y otras espectroscopías pueden identificar los constituyentes elementales de la muestra, Raman proporciona información estructural y química de las muestras microscópicas. La microscopía infrarroja no puede coincidir con la escala de la microscopía Raman.
Raman también proporciona información molecular de materiales que tienen señales infrarrojas débiles, como las moléculas de carbono de doble y triple enlace. Además, Raman puede examinar muestras en una mezcla acuosa y muestras a través de vidrio y plástico transparente.
El seccionamiento óptico en la microscopía de luz produce imágenes en una serie de planos focales dentro de una muestra gruesa. En lugar de seccionar físicamente la muestra, esto permite al espectador del microscopio obtener de forma no destructiva cortes finos de muestras gruesas eliminando la luz desenfocada de cada plano de la imagen. La microscopía confocal utiliza un punto de muestra iluminado y una abertura estenopeica dentro de la trayectoria del rayo que comparte el mismo punto focal. En términos prácticos, en lugar de toda la muestra, sólo una pequeña parte es iluminada por una fuente de luz puntual. El estenopo(o punto focal) bloquea entonces la luz no enfocada, aumentando así el contraste y la profundidad de campo.
Con frecuencia la química de un material sólido cambia dentro de la profundidad de ese material, a veces gradualmente y a veces abruptamente cambiando de una fase a otra. La microscopía confocal Raman describe la capacidad de un sistema Raman para filtrar espacialmente el volumen de análisis de la muestra, en los ejes x, y (lateral) y z (profundidad). Esta técnica de seccionamiento óptico proporciona, de forma no destructiva, los espectros Raman de cada plano focal que muestrea. Un microscopio de imágenes Raman permite al usuario crear un mapa químico de cada plano. El software de visualización confocal en 3D luego presenta cada plano en una representación 3D hiperespectral de la muestra. El conjunto de datos se puede recuperar para su análisis o comparación espectral en cualquier momento después de recogida la muestra.
Microscopio de Imagen Raman DXR3xi
Un desafío importante para la microscopía confocal es el manejo de las aberraciones esféricas que se producen cuando el punto focal de la luz que pasa a través de las regiones marginales de una lente es diferente de la luz que pasa a través de la región central de la lente. Los efectos de la aberración esférica se amplifican al aumentar la profundidad de la muestra. Cuando la luz se enfoca en puntos más profundos de la muestra que lo que se espera de la posición del eje Z del escenario solamente, la imagen resultante parecerá ser una imagen comprimida artificialmente. Además, la dispersión de los puntos focales crea un desenfoque en el enfoque, lo que resulta en una pérdida de resolución espacial y de intensidad Raman.
Los objetivos de inmersión especializados sustituyen el espacio intermedio (aire) entre el objetivo y la muestra utilizando un material que coincide con el índice de refracción de la muestra, eliminando así la aberración esférica y recuperando la pérdida de resolución espacial y de intensidad. Los objetivos de inmersión en aceite suelen utilizar aceites que tienen un índice de refracción de alrededor de 1,5. El uso de aceite como material intermedio entre el objetivo y la muestra también permite una mayor apertura numérica que ayuda a aumentar la intensidad del Raman.
Para saber cómo se mejora la imagen 3D del Raman con los objetivos de inmersión en aceite, lea la nota de aplicación publicada recientemente: “Información química de las estructuras del subsuelo con la imagen 3D del Raman y los objetivos de inmersión en aceite”.
Descargar “Chemical Information from, Subsurface Structures with 3-D Raman Imaging and Oil Immersion Objectives.”
Post Author: Perrusquia, Alexis R..
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