FTIR FAQS

La presentación de los espectros en forma de transmitancia suele destacar los picos de menor tamaño, lo que permite en ocasiones una mejor evaluación visual de la muestra. Los espectros de absorbancia se usan para cualquier análisis cuantitativo, las sustracciones espectrales u otras manipulaciones dado que los espectros son lineales en el caso de la concentración, lo que no ocurre con los espectros de transmitancia. En el caso de las búsquedas o un uso más general, se trata más bien de una preferencia personal. En las publicaciones anteriores se suele usar la transmitancia con más frecuencia, pero en el caso del análisis detallado de los picos siempre se hace referencia a la absorbancia debido una vez más a la característica de linealidad.

La apodización funciona en el interferograma. Si tiene datos sin procesar, los cuales se pueden controlar mediante la selección de una sola casilla en el software Thermo Scientific™ OMNIC™, el procesamiento posterior mediante la modificación de la apodización es insignificante. Dado que el interferograma suele requerir mucha más memoria que los espectros por transformada de Fourier, los paquetes de software anteriores solían excluir el interferograma para ahorrar memoria. En los casos en los que el interferograma no se incluye, no es posible repetir el procesamiento, ya que la apodización es una función de dominio temporal.

La apodización puede aumentar de un nivel ligero (Happ-Genzel) a un nivel intenso (Blackman-Harris). Cuanto más intensa es la función, mayor es el efecto observado en la forma de la línea. En el caso de la mayoría de los usos normales, en los que la resolución se corresponde con 4 números de onda o más, incluso la apodización intensa no distorsiona los espectros considerablemente. No obstante, a medida que se estrechan las líneas, como el caso de la espectroscopía de fase gaseosa, el efecto de la apodización puede ser considerable. La apodización intensa de los picos anchos mejora considerablemente la relación señal-ruido frente a la función Boxcar (básicamente ninguna apodización), ya que tiene un efecto mínimo en la anchura de la línea. La función H-G ha sido el valor predeterminado original de OMNIC (y aún sigue siéndolo con frecuencia) debido a su efecto «ligero» en la anchura de la línea en combinación con una relación señal-ruido aceptable. En general, la relación señal-ruido mejora en el orden H-G, Norton-Beer débil, NB medio, NB intenso, Blackman-Harris, mientras que el efecto es mayor en las formas de las líneas en el mismo orden.

El trabajo cuantitativo requiere uno de dos enfoques. En primer lugar, puede conocer o calcular la absortividad (épsilon según la ley de Beer). Esto es muy infrecuente. Lo más normal es desarrollar un conjunto de patrones de formación/calibración y registrar los espectros. Puede usar un paquete de quimiometría, como el software Thermo Scientific™ TQ Analyst™, para automatizar el análisis mediante la ley de Beer o un modelado más complejo, o bien puede registrar la información básica (altura o área de los picos) en una hoja de cálculo y, a continuación, usar la regresión lineal (o no lineal). En general, es la misma idea que en el caso de la cromatografía o la espectroscopía atómica.

La técnica FT-IR responde a un cambio en el momento dipolar con independencia de si se trata de un compuesto orgánico o inorgánico. Los óxidos de metal, los carbonatos y los carbonilos son buenos ejemplos. La ecuación básica indica que el número de onda es proporcional a la raíz cuadrada de la constante de elasticidad (fuerza de enlace) y un número superior a la raíz cuadrada de la masa reducida. Es decir, a medida que aumenta la masa de los átomos implicada en el enlace, el número de onda se reduce. Muchos compuestos inorgánicos tienen picos inferiores a 400 cm-1, como el ferroceno, el acetilferroceno y el óxido de cadmio. Esto requiere el uso de la óptica de «infrarrojo lejano». Para muchos usuarios del ámbito de la medicina legal, la técnica de infrarrojo lejano es útil para identificar restos de pintura debido a su contenido inorgánico. Hay varios accesorios de ATR (reflectancia total atenuada) que permiten la técnica ATR de infrarrojo lejano (en su mayoría dispositivos de diamante monolítico). El espectrómetro FT-IR Thermo Scientific™ Nicolet™ iS50 FT-IR se ha diseñado para facilitar el rendimiento de la técnica de infrarrojo lejano con un sistema ATR integrado. En última instancia, si le interesa este ámbito, póngase en contacto con un representante de ventas del área de FT-IR para conocer las capacidades y limitaciones.

La técnica DRIFTS (espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier de reflectancia difusa) se usa en el infrarrojo medio y el infrarrojo cercano. En el infrarrojo medio, la técnica DRIFTS requiere la mezcla de la muestra con diluyentes como KBr (con un 3-10 % de la muestra). Esto no suele ser aconsejable, pues la muestra ya está mezclada. Sin embargo, la técnica DRIFTS se usa con frecuencia para la investigación de la catálisis, en cuyo caso el material en polvo se expone a una alta temperatura, valores de presión altos y mezclas de gases reactantes. Varios proveedores de accesorios fabrican dispositivos específicos para este proceso. En el infrarrojo cercano, la técnica DRIFTS se usa sin dilución mediante la medición directa. Hay muchas sondas portátiles que permiten el análisis a través de la pared del recipiente (por ejemplo, bolsas de plástico), lo que significa que la muestra se puede analizar sin tocarla o contaminarla. La técnica ATR implica el contacto con la muestra, ya que se requiere el contacto de esta con un cristal. En general, la técnica ATR no requiere la dilución y funciona correctamente con materiales sólidos, como tarjetas de crédito o parachoques de vehículos, los cuales serían demasiado duros para la técnica DRIFTS. La técnica ATR ha sustituido en gran parte a la técnica DRIFTS en el infrarrojo medio, a excepción de determinados casos especiales en los que la técnica DRIFTS sigue siendo un método de referencia en el ámbito del infrarrojo cercano.

Una fase experimental clave del análisis de proteínas es la eliminación de bandas de agua (la mayoría de las proteínas se encuentran en tampones). Esto requiere celdas de transmisión con trayectorias ópticas altamente controladas o la técnica ATR. La mayoría de los estudios anteriores se han realizado con celdas de transmisión de trayectorias ópticas de 6-10 micrómetros mediante BaF2 o ventanas similares. Esta región de análisis está comprendida aproximadamente entre 1400 y 1750 cm-1, donde estas ventanas son transmisoras. Recientemente, se han empezado a usar con más frecuencia los dispositivos ATR con ventanas de silicio, germanio o diamante. Se pueden producir reacciones o la unión de proteínas al cristal con los dispositivos de ZnSe (debido a las cargas de la superficie). En ocasiones, este puede ser un efecto deseable, pero con frecuencia no es así. La mayoría de las publicaciones se basan en celdas de transmisión. Dado que el análisis de proteínas requiere habilidades y uniformidad, la formación es esencial para la mayoría de los laboratorios.

La ley de Beer-Lambert se basa en muestras estables y condiciones reproducibles. En el caso de la técnica ATR, hay dos inconvenientes. En primer lugar, la muestra debe entrar en contacto con el cristal de manera uniforme. Si el material es rugoso o cristalino, debe garantizar la reproducibilidad. Es posible que sea necesario triturar el material para obtener un polvo fino. En segundo lugar, la técnica ATR es superficial, lo que permite examinar la muestra hasta una profundidad de aproximadamente 1-4 micrómetros. En caso de migración adicional del aditivo o la molécula de interés, se perderá la señal. En este caso, la transmisión, que ilumina toda la muestra y todo el grosor, puede ser una opción viable (según el grosor). En determinados casos, la aplicación de presión puede cambiar la señal debido a las variaciones de la cristalinidad o la orientación de las cadenas de polímeros de la muestra. Una investigación más profunda requiere la comprensión de la muestra específica.

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