FTIR FAQS

Wenn Spektren in Transmission präsentiert werden, erscheinen kleinere Peaks deutlicher, so dass eine Probe optisch besser beurteilt werden kann. Absorptionsspektren werden für beliebige quantitative Analysen, spektrale Subtraktionen oder andere Manipulationen eingesetzt, da diese Spektren im Gegensatz zu Transmissionsspektren linear zur Konzentration sind. Wenn es um eine Suche oder eine allgemeinere Verwendung geht, hängt die Entscheidung vor allem von persönlichen Präferenzen ab. In älteren Publikationen ist meistens von Transmission die Rede, während die Absorption aufgrund der Linearitätseigenschaften grundsätzlich in der detaillierten Peakanalyse vorkommt.

Die Apodisation funktioniert auf dem Interferogramm. Wenn Sie Rohdaten haben - was die Thermo Scientific™ OMNIC™ Software durch Einstellen eines einzelnen Kontrollkästchens bewältigen kann - ist die Nachbearbeitung durch Änderung der Apodisation leicht durchführbar. Das Interferogramm erfordert in der Regel viel mehr Speicher als FT-Spektren, so dass ältere Softwarepakete das Interferogramm meist verworfen haben, um Speicherplatz zu sparen. In Fällen, wo kein Interferogramm vorhanden ist, können Sie Ihre Daten nicht erneut bearbeiten: Die Apodisation ist eine Zeitbereichsfunktion.

Die Apodisation kann von leicht (wie etwa Happ-Genzel) auf stark steigen (wie etwa Blackman-Harris). Je stärker die Funktion, je mehr Auswirkungen sehen Sie auf der Linienform. Für die meisten normalen Verwendungen, also bei Auflösungen mit einer Wellenzahl von 4 oder darüber, verzerrt selbst eine starke Apodisation die Spektren nicht übermäßig. Allerdings können die Auswirkungen der Apodisation durchaus schwerwiegend sein, je schmaler die Linien werden, etwa in der Gasphasen-Spektroskopie. Eine starke Apodisation in breiten Peaks sorgt über Boxcar (im Wesentlichen keine Apodisation) bei minimaler Auswirkung auf die Linienbreite für eine signifikante Signal/Rausch-Verbesserung. H-G war aufgrund der „sanften“ Auswirkungen auf die Linienbreite und dem akzeptablen Signal/Rausch-Verhältnis die ursprüngliche OMNIC-Standardeinstellung (und ist dies oft noch immer). Im Allgemeinen verbessert sich das Signal/Rausch-Verhältnis in der Reihenfolge H-G, Norton-Beer schwach, NB-mittel, NB-stark, Blackman-Harris, während die Linienformen ebenfalls in der gleichen Reihenfolge stärker betroffen sind.

Die quantitative Arbeit erfordert einen von zwei Ansätzen. Als Erstes kennen Sie möglicherweise das Absorptionsvermögen oder können es berechnen (das Epsilon im Beerschen Gesetz). Dies ist jedoch äußerst selten. Viel häufiger können Sie eine Reihe von Trainings-/Kalibrierstandards entwickeln und Spektren aufzeichnen. Sie können dann ein Chemometriepaket wie die Thermo Scientific™ TQ Analyst™ Software zur Automatisierung der Analyse mithilfe des Beerschen Gesetzes oder eines komplexeren Modells verwenden. Oder aber Sie zeichnen grundlegende Informationen (Peakhöhe oder Peakfläche) in einer Tabellenkalkulation auf und verwenden dann eine lineare (oder nicht-lineare) Regression. Im Allgemeinen ist dies das gleiche Konzept wie bei der Chromatographie bzw. der Atomspektroskopie.

FT-IR reagiert auf eine Veränderung des Dipolmoments, unabhängig davon, ob dies organisch oder anorganisch ist. Metalloxide, Carbonate und Carbonyle sind gute Beispiele dafür. Die grundlegende Gleichung gibt an, dass die Wellenzahl proportional zur Quadratwurzel der Federkonstante (Haftkraft) ist sowie eins dividiert durch die Quadratwurzel der reduzierten Masse. Einfacher ausgedrückt: In dem Maße, in dem die Masse der Atome in der Verbindung steigt, sinkt die Wellenzahl. Viele anorganischen Substanzen weisen Peaks von unter 400 cm1 auf, wie z. B. Ferrocen, Acetylferrocen und Cadmiumoxid. Dies erfordert die Verwendung einer „Fern-IR“-Optik. Viele forensische Anwender finden wegen des anorganischen Anteils im Lack den Einsatz der Fern-IR hilfreich bei der Identifizierung von Lacksplittern. Es gibt mehrere ATR-Zubehörteile, die inzwischen Fern-IR-ATR ermöglichen (meist Geräte mit monolithischem Diamanten). Das Thermo Scientific™ Nicolet™50 FTIR-Spektrometer wurde so konzipiert, dass die Nah-IR-Leistung mit einem integrierten ATR deutlich vereinfacht wird. Sollten Sie sich darüber hinaus für weitere Inhalte interessieren, sprechen Sie mit einem FTIR-Vertriebsmitarbeiter, der Ihnen die entsprechenden Funktionen und Einschränkungen erklärt.

DRIFTS wird sowohl im mittleren IR-Bereich wie bei Nah-IR eingesetzt. Im mittleren IR-Bereich erfordert DRIFTS eine Mischung der Probe mit Verdünnungsmitteln, wie z. B. KBr, mit 3 bis 10 % Probe. Dies ist in der Regel unerwünscht, da die Probe jetzt vermischt ist. Allerdings wird DRIFTS in großem Umfang in der Katalyseforschung eingesetzt, wo pulverisiertes Material hohen Temperaturen, erhöhtem Druck und Reaktionsgasmischungen ausgesetzt wird. Eine Reihe von Zubehörherstellern bietet entsprechende Geräte speziell für diesen Zweck. In der Nah-IR wird DRIFTS ohne Verdünnung durch direkte Messung verwendet – dafür gibt es eine Reihe tragbarer Sonden, die eine Analyse durch die Behälterwand hindurch ermöglichen (etwa bei Plastiktüten), was bedeutet, dass die Probe ohne Berührungen und entsprechende Kontamination analysiert werden kann. ATR erfordert einen Kontakt mit der Probe, bei der die Probe aktiv mit einem Kristall in Kontakt gebracht wird. Im Allgemeinen erfordert ATR keine Verdünnung und eignet sich daher gut zum Einsatz mit Feststoffen wie Kreditkarten oder Stoßstangen, was mit DRIFTS nur schwer möglich wäre. Im mittleren IR-Bereich hat ATR außer in besonderen Fällen DRIFTS weitgehend ersetzt, während DRIFTS weiterhin bei der Nah-IR bevorzugt wird.

Einer der wichtigsten experimentellen Schritte bei der Proteinanalyse ist die Entfernung von Wasserbanden (die meisten Proteine sind in Puffern aufbewahrt). Dies erfordert Transmissionszellen mit hochgradig kontrollierter Pfadlänge oder ATR. Die meisten historischen Arbeiten wurden mit Transmissionszellen mit Pfadlängen von 6 bis 10 Mikrometern und mittels BaF2 oder ähnlichen Fenstern durchgeführt. Der analytische Bereich liegt ungefähr zwischen 1400 und 1750 cm-1, wo diese Fenster transmittierbar sind. In letzter Zeit werden häufiger ATR-Geräte eingesetzt, die Silizium, Germanium oder Diamant-Fenster nutzen. Bei ZnSe-Geräten können Reaktionen oder Bindungen von Proteinen an den Kristall auftreten (aufgrund von Oberflächenladungen); manchmal ist dies beabsichtigt, oft jedoch nicht. Der Großteil der Literatur basiert auf Transmissionszellen. Proteinanalysen erfordern Geschick und konsistentes Arbeiten, so dass die meisten Labormitarbeiter auf Schulungen angewiesen sind.

Das Beer-Lambert-Gesetz beruht auf beständigen Proben und reproduzierbaren Bedingungen. Bei ATR gibt es in diesem Zusammenhang zwei Schwierigkeiten. Zum einen muss die Probe auf konstante Weise Kontakt mit dem Kristall haben. Wenn das Material grob oder kristallin ist, müssen Sie die Reproduzierbarkeit sicherstellen. Dabei kann ein Vermahlen des Materials zu einem feinen Pulver erforderlich sein. Zum anderen ist ATR eine Oberflächentechnik, die eine Probe bis zu einer Tiefe von rund 1 bis 4 Mikrometer untersucht. Wenn der Zusatzstoff oder das Zielmolekül weiter weg migriert, verlieren Sie das Signal. In diesem Fall kann eine Transmission, die die gesamte Probe und deren Dicke beleuchtet, eine akzeptable Option darstellen (je nach Dicke). In manchen Fällen kann eine Ausübung von Druck aufgrund von Veränderungen in der Kristallinität oder der Ausrichtung der Polymerstränge in der Probe das Signal beeinflussen. Alle tiefergehenden Einblicke würden ein Verständnis der spezifischen Probe erfordern.

Spectroscopy, Elemental & Isotope Analysis Resource Library

Access a targeted collection of application notes, case studies, videos, webinars and white papers covering a range of applications for Fourier Transform infrared spectroscopy, Near-infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance, Ultraviolet-Visible (UV-Vis) spectrophotometry, X-Ray Fluorescence, and more.

Resources
Support
  • Knowledge Base
    Thermo Scientific Knowledge Base for Molecular Spectroscopy offers a web-based, self-help option for answering product questions, accessing documentation and resolving issues.
Share