infrared

Was ist Infrarotspektroskopie?         

Infrarotspektroskopie (auch bekannt als: IR-Spektroskopie, Schwingungsspektroskopie oder [im Weiteren] – IRS ist die Messung von Infrarotstrahlung, die mit der Materie durch Absorption, Emission oder Reflexion in Wechselwirkung steht.

Anwendungsfälle von IRS  

Meistens wird IRS für die Untersuchung und Identifizierung von chemischen Substanzen oder funktionellen Gruppen in fester, flüssiger oder gasförmiger Form eingesetzt. IRS gehört zu den besten Analysetechniken, die Lebensmittelwissenschaftlern und den Fachkräften der Industrie zur Verfügung stehen. IRS wird hauptsächlich von Chemikern zur Strukturaufklärung und zur Identifizierung von Verbindungen verwendet. Die Analyse dient der Bestimmung verschiedener chemischer Funktionsgruppen, die in einer Probe vorhanden sind. Bestimmte funktionelle Gruppen absorbieren charakteristische Frequenzen der IR-Strahlung. IR-Spektrometer können mit Hilfe von diversem Probenahme-Zubehör eine Vielzahl von Probentypen (Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe) aufnehmen.

IRS

Black coated component for SNR improvement at Raman Spectroscopy system.

IRS von Acktar 

Der operative Nutzen der Infrarotspektroskopie (IRS) hängt von der Qualität der Optik und von ihrer Fähigkeit ab, Signal und Rauschen zu trennen. In diesem Bereich leisten die lichtabsorbierenden tiefschwarzen Beschichtungen von Acktar einen entscheidenden Beitrag. Sie sind das Beste, was die Branche zu bieten hat. Wo immer eine hochwertige Optik erforderlich ist, ist die Unterdrückung von Streulicht von größter Bedeutung.

 Die Vorteile

IRS kann schnell und kostengünstig Informationen zur Qualität und Quantität liefern, und das auf völlig zerstörungsfreie Weise.

  • Und es sind auch keine umweltschädlichen Chemikalien erforderlich.
  • Seine Einfachheit erlaubt den Einsatz auch durch wenig geschultes Personal.
  • IRS hat sich als hocheffizientes Werkzeug für die Qualitätskontrolle und -sicherung in einer Vielzahl unterschiedlichster industrieller Umgebungen bewährt und eignet sich für ein breites Spektrum von Anwendungen unter konstanten On-Line-Prozessbedingungen.
  • Die Methode liefert ständig neue Erkenntnisse bei der Aufdeckung von Lebensmittelfälschungen und der Authentifizierung unzähliger Lebensmittel.
  • Ein weiteres wichtiges und nützliches Werkzeug, das IRS bietet, ist eine empfindliche Sonde für spezifische funktionelle Gruppen in Polymeren.

IRS überwacht unablässig die Wechselwirkungen chemischer Moleküle mit IR-Licht und die daraus resultierenden Schwingungen. Dies bietet den Analysten viele Vorteile – unter anderem Schnelligkeit, Bequemlichkeit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit – und reduziert gleichzeitig enorm den Kosten, Zeit- und Arbeitsaufwand.

Revolutionierung der Lebensmittelindustrie

Die Anwendungen von IRS-Techniken für die Analyse von Lebensmitteln und Molkereiprodukten sind zwar relativ neu, breiten sich aber in einem rasanten Tempo aus.

Mit zunehmender Bekanntheit steigt auch die Nachfrage nach besseren Geräten, Miniaturisierung und Portabilität, um eine Analyse vor Ort und sofortige Ergebnisse zu ermöglichen.

Bei der Milchanalyse umfassen die IRS-Anwendungen zwei Hauptbereiche: die Quantifizierung von Konzentrationen und Qualitätsparametern sowie die Prüfung auf Reinheit, Identität und Verfälschungen.

ACKTAR IRS

Coating type: Acktar Magic Black TM

Weitere Methoden der molekularen Schwingungsspektroskopie

  • Eine wichtige Methode ist die Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR). Bei dieser Methode, die noch zur IRS gehört, handelt es sich um eine Messtechnik, mit der man IR-Spektren aufnehmen kann.
  • Es gibt verschiedene Arten der IR-Mikroskopie.
  • Die Raman-Spektroskopie ist eine der Methoden. Diese Technik verwendet einen unelastischen Streuprozess, bei dem nur ein Teil der Energie eines einfallenden Photons vom Molekül absorbiert wird, während der verbleibende Teil gestreut und dann nachgewiesen wird.
  •  Eine weitere Methode ist die Elektronenenergieverlust-Spektroskopie (EELS). Sie ähnelt der Raman-Spektroskopie, nur dass es sich hier nicht um Photonen, sondern um Elektronen handelt. Sie ist besonders nützlich für die Untersuchung von Schwingungen von Molekülen, die an festen Oberflächen adsorbiert sind.
  • In letzter Zeit wurden die hochauflösenden EELS (HREELS) als zusätzliche Technik für die Durchführung der Schwingungsspektroskopie in einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) eingesetzt. Obwohl die räumliche Auflösung von HREELS sehr hoch ist, besteht im Vergleich zu anderen Techniken eine außergewöhnliche Bandbreite.
  • Zu guter Letzt sei die computergestützte IR-Mikroskopie erwähnt. Diese Methode verwendet Computersimulationen in Kombination mit der Normalmodus-Analyse, die bei der Berechnung der theoretischen Frequenzen von Molekülen hilft.

Die Geschichte der Entwicklung von IRS

  • Bereits in den späten 1940er Jahren waren die ersten IRS-Instrumente erhältlich.
  • Aber erst in den 1950er Jahren wurde über IRS-Anwendungen berichtet.
  • Es dauerte mehr als ein Jahrzehnt bis in den 1960er Jahren IRS für die Analyse von Lebensmittelproben eingesetzt wurde.
  • Doch erst die Einführung von Fourier-Transformationsgeräten (FT) brachte den entscheidenden Durchbruch auf diesem Gebiet – sie machten die IRS noch schneller, reproduzierbarer und empfindlicher.
  • Auch heute noch arbeiten zahlreiche Forscher aktiv daran, die Anwendungen der IRS-Techniken sowohl für den industriellen Einsatz als auch für die Milchforschung weiter zu entwickeln. Ein wichtiger Schwerpunkt ihrer Forschung ist der Einsatz von IRS für das Erkennen von Veränderungen in Milchprodukten, ihrer Inhaltsstoffe und der mikrobiellen Population während der Verarbeitung. Dies geschieht mit dem Ziel, die Produktqualität und -sicherheit zu optimieren, zu verbessern und zu standardisieren.

Auch wenn zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten bis heute noch unerforscht sind und sich zahlreiche Ideen erst in der Entwicklungsphase befinden, eines ist sicher: IRS ist ein spannendes Forschungsfeld.