La espectroscopia Raman se utiliza ampliamente para la identificación rápida y no destructiva en entornos científicos, médicos y policiales. Tradicionalmente, se utiliza para muestrear materiales directamente o a través de barreras transparentes/translúcidas, lo que limita su practicidad en el campo. Un avance nuevo y único, la identificación Raman a través de un empaque opaco, supera esta limitación. El análisis a través del paquete permite una identificación de materiales más fácil, segura y rápida y evita el contacto con sustancias desconocidas para las inspecciones de almacén, el personal de primera respuesta y los agentes de aduanas.
La espectroscopia Raman transparente (ST) es una tecnología desarrollada recientemente que amplía la capacidad de la espectroscopia Raman para medir muestras a través de materiales de embalaje. La tecnología está disponible en el sistema Raman portátil Metrohm TacticID-1064ST (TID1064ST) con excitación láser de 1064 nm. Este diseño mejora la intensidad relativa de la señal de capas más profundas, aumentando la profundidad de muestreo efectiva y permitiendo la medición de materiales dentro de contenedores visualmente opacos.
La tecnología ST también incorpora una gran área de muestreo. El área de muestreo más grande tiene las ventajas adicionales de evitar daños a la muestra mediante una menor densidad de potencia y mejorar la precisión de la medición de materiales heterogéneos.
Se demuestra la identificación a través del paquete de materiales en botellas de polietileno (PE) blanco (un embalaje común para productos químicos sólidos) y otros embalajes opacos, como sobres blancos y manila, mediante espectroscopia Raman de 1064 nm. La contribución del contenedor se elimina con algoritmos de identificación avanzados y la muestra se identifica correctamente. Con TID1064ST se puede realizar identificación a través de plástico de color, múltiples capas opacas y vidrio grueso. La identificación del benzoato de sodio dentro de una botella de PE blanca se da en Figura 1.
También se pueden identificar comprimidos recubiertos. La tecnología ST penetra la capa de recubrimiento y mide el espectro Raman de la tableta subyacente. Esto permite que el instrumento tome muestras de manera efectiva a través de materiales coloreados y oscuros, lo que posibilita un análisis confiable sin verse oscurecido por los efectos de la superficie. Figura 2 muestra el espectro Raman de una tableta con un recubrimiento muy oscuro. A pesar de la interferencia del recubrimiento, los picos característicos aún son evidentes.
Muchas materias primas se envasan en bolsas de papel kraft de una o varias capas, a menudo con un revestimiento de plástico. El papel kraft marrón exhibe una fuerte fluorescencia bajo la excitación Raman de 785 nm, lo que puede dificultar la identificación del material. Sin embargo, con ST y Gracias a la tecnología Raman de 1064 nm, es posible una identificación precisa incluso a través de un embalaje tan complejo.
Para demostrarlo, evaluamos la capacidad del ST Raman a 1064 nm para identificar varios excipientes comunes (que varían en la fuerza de dispersión Raman) a través de bolsas de papel multicapa utilizadas en el envasado de materias primas farmacéuticas. Como se muestra en Tabla 1Incluso el fosfato trisódico, un dispersante Raman notoriamente bajo, fue identificado correctamente. Una identificación positiva requiere un índice de calidad de impacto (HQI) superior a 85 que exceda el segundo mejor impacto en al menos 2 puntos. Por el contrario, el fosfato trisódico sólo se pudo identificar a través de papel kraft blanco utilizando una excitación de 785 nm.
Figura 3 muestra el espectro de fosfato trisódico medido a través de una bolsa de dos capas de papel kraft blanco y marrón, con un resultado de búsqueda en la biblioteca positivo. Aunque el espectro está dominado por características espectrales de la bolsa de papel, TID1064ST es capaz de identificar de manera confiable el fosfato trisódico.
| Material de embalaje y número de capas | Carbonato de calcio (CaCO3)3) | Dextrina | Ciclodextrina | d-Maltosa H2Oh | Fosfato trisódico (Na3correos4) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 kraft blanco + 1 kraft marrón | 97,7 | 96,7 | 95,6 | 93,8 | 93,2 |
| 2 capas de papel kraft marrón | 97,6 | 92,2 | 91,6 | 90,9 | 88,7 |
| 2 capas de papel blanco | 96,8 | 98,025 | 95,2 | 95,0 | 94,9 |
| 1 papel kraft blanco con bandas azules + 1 papel kraft marrón | 95,1 | 92,8 | 91,4 | 91,35 | 89,0 |
| 1 papel blanco + 1 fibra tejida | 96,2 | 95,7 | 93,2 | 92,6 | 91,1 |
| 1 kraft blanco + 1 film plástico + 1 papel kraft marrón | 96,1 | 91,8 | 92,0 | 90,7 | 88,4 |
| 1 kraft blanco + 2 kraft marrones | 97,4 | 94,6 | 94,0 | 92,9 | 93,0 |
La capacidad de medir muestras dentro de paquetes, eliminando la necesidad de contacto con las muestras, es una de las principales ventajas de la espectroscopia Raman. La tecnología ST de Metrohm permite realizar mediciones a través de materiales opacos: desde botellas de plástico blanco hasta sacos de fibra y papel kraft, sobres e incluso piel. Esto facilita la adopción de esta herramienta espectroscópica en muchos entornos de trabajo, desde el laboratorio hasta el campo. La combinación de la tecnología ST y la excitación láser de 1064 nm aborda incluso materiales de embalaje oscuros y muy coloreados. Esto hace que Raman sea adecuado para muchos nuevos usuarios potenciales, para quienes anteriormente no había sido una herramienta viable.
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