FTIR-Mikroskopie

Wofür wird FTIR-Mikroskopie verwendet?

Die FTIR-Mikroskopie eignet sich für eine Vielzahl von Probenmatrices und ist aufgrund ihrer Fähigkeit, die Quelle mikroskopischer Verunreinigungen in einem Produkt zu identifizieren, besonders nützlich für die Qualitätskontrolle. Nachweisbare Verunreinigungen umfassen Haare, Staub und Mikroplastik in Produkten wie Arzneimitteln, Lebensmitteln und Konsumgütern – neben vielen anderen.

Mikro-FTIR kann auch zur Analyse der Oberflächenchemie von Klebstoffen, Beschichtungen und dünnen Filmen verwendet werden, indem die auf der Oberfläche vorhandenen chemischen Gruppen identifiziert werden, die die adhäsiven oder hydrophoben/hydrophilen Eigenschaften beeinflussen können.

Schließlich kann die FTIR-Mikroskopie für Materialschadensanalysen eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Identifizierung eines Partikels auf der Bruchfläche eines Materials Informationen über den Defekt liefern, der zum Versagen geführt hat.

Wie funktioniert µ-FTIR?

Die FTIR wird verwendet, um Regionen einer Probe anhand ihres einzigartigen FTIR-Spektral-„Fingerabdrucks“ zu charakterisieren. Die Molekülgruppen oder Bindungen, aus denen eine Substanz besteht, interagieren auf einzigartige Weise mit Infrarotlicht. Aus diesem Grund ist es möglich, bestimmte Chemikalien, Kunststoffe oder andere Formen von Materie zu identifizieren, indem das Spektrum mit einer etablierten Bibliothek von Substanzen abgeglichen wird. 

In der FTIR-Mikroskopie wird ein optisches Mikroskop verwendet, um entsprechende Bereiche zu identifizieren und diese mit Infrarotlicht zu bestrahlen. Dies liefert ein Spektrum für einen bestimmten mikroskopischen Bereich der Probe.

Die Ergebnisse können so einfach sein wie ein einzelnes Spektrum für einen Ort oder eine Sammlung von IR-Spektren, visualisiert als 2D-Karte, die die Verteilung verschiedener chemischer Verbindungen in unterschiedlichen Farben hervorhebt.

Bei der Verwendung für die Mikroplastikanalyse werden die Ergebnisse einer µFTIR-Studie typischerweise in Tabellenform dargestellt, wobei die Anzahl der erkannten Partikel nach Polymertyp und Größenbereich kategorisiert wird. Um zu sehen, wie dies in der Praxis aussieht, werfen Sie einen Blick auf unseren Beispieltestbericht für die Mikroplastikanalyse von Seewasser mit µFTIR.

Probenanforderungen und -vorbereitung

Der ATR-Modus eignet sich für nahezu alle Probentypen mit geringer bis keiner Probenvorbereitung. Für Transmissions- und Reflexionsmodi müssen die Proben < 20 µm dick sein. Eine geeignete Dicke kann durch Mikrotompräparation erreicht werden.

Vorteile und Grenzen der FTIR-Mikroskopie

Im Vergleich zur konventionellen FTIR ermöglicht die Ergänzung durch Mikroskopie die Visualisierung der chemischen Zusammensetzung der Probe an verschiedenen Stellen von Interesse.

Die Auflösung der FTIR-Mikroskopie beträgt etwa 5–10 µm (abhängig vom Gerät), was ihre Nützlichkeit in Halbleiteranwendungen einschränkt, bei denen häufig eine Auflösung im Nanometerbereich erforderlich ist.

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