Raman
est une forme de spectroscopie moléculaire qui est observée sous forme de lumière diffusée de manière inélastique lorsqu'un échantillon est excité par un laser.
Les spectromètres Raman sont utilisés pour identifier des matériaux inconnus et pour vérifier ou quantifier
des matériaux connus. La spectroscopie Raman est une technique d'analyse non destructive qui permet une
analyse rapide et sûre, car aucune préparation d'échantillon n'est nécessaire et, dans certains cas, les échantillons
peuvent même être analysés dans leur emballage d'origine.
Un appareil de spectroscopie Raman se compose de trois éléments : le laser, le spectromètre lui-même et l'interface d'échantillonnage :
- Le laser Raman a une largeur de raie étroite, un petit facteur de forme, une faible consommation d'énergie et une
puissance et une longueur d'onde d'excitation extrêmement stables.
- Le spectromètre se caractérise par une haute résolution, un faible bruit, un petit facteur de forme et une faible
consommation d'énergie.
- L'interface d'échantillonnage permet un échantillonnage précis, facile et sûr.
Les applications de la spectroscopie Raman comprennent la vérification des matières premières, le contrôle
de la qualité des marchandises entrantes, l'identification et l'analyse des ingrédients pharmaceutiques actifs (API),
des additifs et des excipients, ainsi que l'identification des substances illicites ou contrefaites telles que les
médicaments.
- La spectroscopie Raman peut aider les utilisateurs à observer la progression d'une réaction chimique, les
différences de cristallinité entre les polymorphes et les changements dans les énergies de liaison résultant de la
contrainte appliquée sur un matériau. La note d’application suivante offre encore plus d’informations sur ce type
d’étude
- Le spectre Raman ait une plage potentielle allant de 0 à 4 000 cm - 1 , la plupart des applications peuvent se
contenter d'une plage spectrale plus étroite. La région de l'empreinte digitale, 400-1 800 cm -1 , révèle en grande
partie l'environnement moléculaire des atomes. Ceci est suffisant pour l'identification des inconnues et la
vérification des matériaux
Illustration de la région des empreintes digitales
Quels sont les avantages de l’utilisation de la spectroscopie Raman ?
> Raman est une technique analytique puissant
> Spécificité chimique et sélectivité élevées
> Peu ou pas de préparation des échantillons
> Peu ou pas de cout en consommables
> Analyse non destructive
> Rapide : de l'acquisition des données aux résultats en quelques secondes
> Analyse sans contact et à travers la barrière
> Flexibilité d'échantillonnage
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Comment fonctionne un spectromètre Raman ?
Le faisceau laser de l'analyseur Raman est généralement dirigé sur l'échantillon, et la lumière Raman diffusée est collectée et dirigée vers le spectromètre. Le spectromètre disperse la lumière diffusée en différentes longueurs d'onde, qui sont ensuite détectées par un détecteur sensible.
Le spectre Raman obtenu, qui représente l'intensité de la lumière diffusée à différentes longueurs d'onde, fournit des informations sur les vibrations moléculaires et peut être utilisé pour identifier des substances ou étudier les interactions moléculaires.
D es systèmes Raman portables et les systèmes Raman de laboratoire
Les systèmes Raman portables sont petits, légers, faciles à utiliser et ne nécessitent que peu ou pas de formation. Les systèmes Raman portables sont capables d'analyser et d'identifier rapidement des inconnus sur le terrain.
Les systèmes Raman de laboratoire offrent une résolution et une sensibilité plus élevées que les systèmes Raman portables. Grâce à la plus grande sensibilité des systèmes Raman de laboratoire, il est également possible de quantifier des substances jusqu'à de faibles concentrations, tandis que les systèmes Raman portatifs sont souvent utilisés pour répondre aux besoins d'identification et de qualification.
La fluorescence est traditionnellement la plus grande limitation du Raman , Aujourd'hui pas de souci ! MIRA XTR, un système Raman portable éprouvé à 785 nm équipé d'un rejet de fluorescence.
La fluorescence est un processus provoquant un bruit de fond écrasant dans le spectre Raman et obscurcissant les pics Raman. Les substances naturelles (telles que les fibres végétales), les matériaux fortement colorés et les substances contenant des contaminants fluorescents peuvent tous ne pas produire de résultats avec la spectroscopie Raman.
Heureusement, cette limitation n’est pas insurmontable. Une solution courante consiste à éloigner la longueur d’onde du laser d’excitation de la longueur d’onde d’absorbance du matériau – généralement 532, 638 ou 785 nm. Le choix de longueurs d'onde le plus courant pour réduire les effets de fluorescence est 1 064 nm ou travailler avec le MIRA XTR qui est le premier analyseur Raman portable à 785 nm capable de traiter des échantillons fluorescents.
Surmonter les problèmes de faible résolution, de faible sensibilité et de dégradation de l'échantillon avec le balayage matriciel orbital (ORSTM)
La haute résolution nécessite une petite ouverture, ce qui réduit la quantité de lumière Raman qu'un système peut collecter et sacrifie ainsi la sensibilité. Alternativement, une petite ouverture pourrait être utilisée tout en déplaçant rapidement (tramage) un laser étroitement focalisé sur l'échantillon pour collecter des informations sur une grande zone de l'échantillon. C'est le principe de la méthode brevetée Orbital Raster Scanning (ORS TM ) développée par Metrohm Raman.
Le robot CBRNE IBEX
Le robot CBRNE IBEX est un robot quadrupède équipé d'un spectromètre Raman à distance (MIRA XTR) et d'une série de capteurs environnementaux. Ces systèmes entièrement intégrés peuvent effectuer en toute sécurité une reconnaissance préliminaire, c'est-à-dire balayer un environnement, identifier les matériaux et rendre compte des conditions spécifiques
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