Wie Mira mobil wurde

Raman ist in vielerlei Hinsicht eine einzigartige Untersuchungsanalysetechnik. Es läutet, "Wenn Sie es sehen können, kann Raman es identifizieren.»

Tatsächlich liegen die Stärken von Raman in der Kombination aus einfachen Probenahmemethoden und hoher Spezifität. Für viele Reinstoffe ist eine direkte Analyse möglich ohne Probenvorbereitung. Die Probenahme erfolgt durch direkten Kontakt mit einer Substanz, aus der Ferne oder durch eine Barriere hindurch. Sogar im Wasser gelöste Stoffe können direkt identifiziert werden. Diese Technik ist hochspezifisch; jedes mit Raman untersuchte Material erzeugt ein einzigartiges „Fingerabdruck“-Spektrum. Mithilfe der Raman-Spektroskopie lassen sich einzelne Substanzen eindeutig identifizieren, während selbst sehr ähnliche Verbindungen zuverlässig ausgeschlossen werden.

Technologie, Analyse, Benutzerfreundlichkeit, Genauigkeit – das tragbare Raman-Gerät bietet all dies in einem kleinen Format, das über die engen Grenzen des Labors hinausgeht. Darüber hinaus werden dadurch viele neue Arten von Benutzern angesprochen, die Raman für völlig neue und spannende Anwendungen einsetzen. Im weiteren Verlauf dieses Blogbeitrags teile ich Einzelheiten zur Entwicklung von Komponenten, die zur Miniaturisierung von Raman geführt haben. Anschließend folgt die Entstehungsgeschichte von Metrohm Raman, Hersteller von MIRA (Metrohm Instant Raman Analyzer).

Bei der Entwicklung von MIRA kamen vier bedeutende Innovationen zusammen: Diodenlaser, spezielle Filter und Gitter, On-Axis-Optik und das CCD (Charge Coupled Device) in einem einzigartigen Design, das als «astigmatischer Spektrograph» bezeichnet wird. Diese Grundkomponenten eines Raman-Spektrographen sind in der obigen grafischen Darstellung zu sehen. Beachten Sie, dass dies keine genaue Darstellung der einzigartigen Geometrien ist, die im Gehäuse von MIRA gefunden wurden!

Die Raman-Spektroskopie ist eine Technik, die auf der Anregung von Molekülen mit Licht (Energie) beruht. Lebenslauf Ramans Entdeckung der Raman-Streuung im Jahr 1928 wurde durch fokussiertes Sonnenlicht ermöglicht, das dann schnell durch eine Quecksilberlampe zur Anregung und fotografische Platten zur Detektion ersetzt wurde. Das Ergebnis ist eine einfache, weit verbreitete und effektive Methode zur Bestimmung der Struktur einfacher Moleküle.

Miniaturisierung von Raman-Spektrometern

Diodenlaser waren der erste Schritt in Richtung tragbarer Raman-Geräte. Diejenigen unter Ihnen, die ein gewisses Alter erreicht haben, erinnern sich vielleicht noch daran, dass es sich dabei um die Art kleiner, cooler Niedrigenergielaser handelt, die in CD-Playern verwendet werden und an der Quelle durch ein einzigartiges Beugungsgitter stabilisiert werden.

Leistungsstarke, effiziente optische Filter tragen ebenfalls zur Miniaturisierung bei, indem sie die Streuung des Laserlichts innerhalb des Spektrographen kontrollieren. Die Entwicklung empfindlicher, kleiner ladungsgekoppelter Bauelemente (CCDs), die häufig in Mobiltelefonkameras verwendet werden, ermöglichte die Erkennung der Raman-Streuung und die effiziente Übertragung der resultierenden Signale zur Verarbeitung an einen Computer.

Der astigmatische Spektrograph vereinfachte sowohl die Geometrie Und Ausrichtung der vielen Komponenten innerhalb eines Raman-Spektrometers; dieses Design stellte den letzten Fortschritt in der Entwicklung tragbarer Raman-Spektrometer dar.

Von Wyoming in die Schweiz

In den 1990er Jahren wurden neue Technologien, die für verschiedene Branchen entwickelt wurden, in die Raman-Spektroskopie integriert. In Laramie, WY (USA) war Dr. Keith Carron damals Professor für Analytische Chemie mit Schwerpunkt auf oberflächenverstärkter Raman-Streuung (SERS). Dr. Carron verfügte bereits über robuste SERS-Tests, aber er stellte sich ein kostengünstiges Raman-System vor, mit dem er seine Tests auf den Märkten für Industrie, Medizin oder Verteidigung und Sicherheit einführen könnte. Seine nächsten Schritte würden die Raman-Spektroskopie revolutionieren. 

Da kommt MIRA

MIRA wurde 2015 geboren. Es handelt sich nicht nur um ein neuartiges Analyseinstrument, sondern auch um ein einzigartiges tragbares Raman-Spektrometer. MIRA hat den kleinsten Formfaktor aller kommerziell erhältlichen Raman-Instrumente.

Was MIRA wirklich von der Konkurrenz abhebt, sind die integrierten Smart Acquire-Routinen, die jedem überall Zugriff auf hochpräzise Analyseergebnisse bieten. Es ist robust, treffen MIL-STD 810G Und IP67 Spezifikationen – Sie können MIRA fallen lassen oder in eine Flüssigkeit tauchen, um eine Identifizierung zu erhalten.

Nachdem Raman die engen Grenzen des Labors verlassen hatte, bot es plötzlich Potenzial für neue Einsatzmöglichkeiten durch Laien, die hochanalytische Tests sicher, schnell und genau durchführen konnten.