بازتاب کل ضعیف

ATR متداول ترین روش برای به دست آوردن طیف IR فیلم ها/صفحات نازک از منطقه نزدیک به سطح است.

اصطلاحات مرتبط:

• طیف سنجی IR
• جذب
• محلول

درباره این صفحه

طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)

بازتاب کل ضعیف

بازتاب کل ضعیف (ATR) یکی از متداول ترین تکنیک های نمونه برداری در زمان های اخیر است. هنگامی که یک پرتوی IR از یک رسانه از ضریب شکست بالا (به عنوان مثال کریستال سلنید روی) به یک رسانه با ضریب شکست کم (نمونه) سفر می کند ، مقداری از نور به محیط با ضریب شکست کم باز می گردد. در یک زاویه خاص از بروز ، تقریباً تمام امواج نوری بازتاب می شوند. این پدیده بازتاب داخلی کل نامیده می شود. در این شرایط ، مقداری از انرژی نور از کریستال فرار می کند و مسافت کمی (0. 1-5 میکرومتر) را به شکل امواج گسترش می دهد. این موج نامرئی موج Evanescent نام دارد. شدت نور منعکس شده در این مرحله کاهش می یابد. این پدیده بازتاب کل ضعیف نامیده می شود. هنگامی که نمونه بر روی کریستال اعمال می شود ، مقداری از تابش IR که در فراتر از کریستال نفوذ می کند توسط نمونه جذب می شود. این جذب به طیف IR نمونه ترجمه می شود. یک کریستال تمیز و خالی معمولاً برای جمع آوری طیف پس زمینه استفاده می شود. نمونه ای از لوازم جانبی ATR چند منظوره با نمونه در شکل 7. 10b نشان داده شده است. به عنوان مثال طیف FT-MIR از Salmonella enteritidis به دست آمده با استفاده از کریستال ATR روی سلنید (ZNSE) ATR در اوایل نشان داده شد (شکل 7. 8). ATR معمولاً برای تجزیه و تحلیل مواد غذایی استفاده می شود. برخی از نمونه های برنامه های ایمنی مواد غذایی آن در جدول 7. 1 ذکر شده است.

چندین تنظیم مختلف ATR با مواد کریستالی مختلف در دسترس است. مواد متداول برای کریستال ها شامل سلنید روی ، ژرمانیوم ، سیلیکون ، الماس و KRS-5 (یدید تالیوم یا برمید تالیوم) هستند. خواص هر ماده و کاربردهای آن از اکثر تولید کنندگان لوازم جانبی FTIR در دسترس است. لیستی از شرکت های لوازم جانبی FTIR و آدرس های وب آنها در جدول 7. 2 آورده شده است. ATR تجزیه و تحلیل نمونه های جامد و مایع را امکان پذیر می کند. بر خلاف انتقال ، تحت تأثیر ضخامت نمونه نیست. استفاده از آن بسیار راحت و ساده است و از این رو در تجزیه و تحلیل مواد غذایی بسیار کاربرد دارد. از آنجا که طیف ATR از سطح نمونه است ، این تکنیک با همگن و ضخامت نمونه محدود است. با آماده سازی نمونه مناسب ، ATR می تواند طیف هایی را با ویژگی های کاملاً تعریف شده فراهم کند.

جدول 7. 2. برخی از شرکت های تولیدی لوازم جانبی FTIR و FTIR

URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b97801237413630079

روشهای ابزار دقیق و نمونه برداری

2. 4. 1 بازتاب کل ضعیف (ATR)

ATR یک روش نمونه برداری از تماس است که شامل یک کریستال با ضریب شکست بالا و خاصیت انتقال عالی IR است. ATR یکی از تکنیک های نمونه برداری محبوب است که توسط طیف سنجی FT-IR مورد استفاده قرار می گیرد زیرا سریع ، غیر مخرب است و نیازی به تهیه نمونه ندارد. این یک روش نمونه برداری از تماس است که شامل یک IRE (عنصر بازتاب داخلی) با ضریب انکسار بالا و خصوصیات انتقال عالی IR است. تکنیک نمونه برداری از اطلاعات طیفی که می توان از پدیده های بازتاب بدست آورد ، سرمایه گذاری می کند. این تکنیک برای اندازه گیری طیف های IR سطوح یا موادی استفاده می شود که بسیار ضخیم یا به شدت جذب می شوند تا با روش های انتقال سنتی تر مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند. انواع طرح های لوازم جانبی ATR وجود دارد و تقریباً از همه تولید کنندگان لوازم جانبی برای طیف سنجی مادون قرمز در دسترس است.

در مورد ATR ، زاویه بروز باید بیشتر از زاویه بحرانی باشد تا بازتاب داخلی کل رخ دهد. شکل 3. 5 وابستگی انتقال نور ، انکسار و بازتاب به شاخص های انکسار مواد و زاویه بروز را نشان می دهد. با این حال ، نور منعکس شده حاوی اطلاعات طیفی در مورد نمونه در رابط نمون ه-کریستالی است و تکنیک ATR از این امر سود می برد. یک کریستال بازتاب واحد معمولاً در کار میکرو ATR استفاده می شود و از کریستال ATR چند بازتابنده اغلب برای نمونه های فله استفاده می شود. لوازم جانبی ATR طیف IR از یک نمونه را فراهم می کند زیرا تابش در نقطه بازتاب نمونه را با "موج evanescent" بررسی می کند. در یک فرکانس در یک باند جذب ، بازتاب در حالی که در فرکانس های به دور از باند جذب ، تمام نور منعکس می شود ، بازتاب می شود.

بازتاب داخلی زمانی اتفاق می افتد که زاویه بروز از زاویه "بحرانی" فراتر رود. این زاویه تابعی از قسمتهای واقعی شاخص های انکسار از نمونه و کریستال ATR است

θ c = sin - 1 (η 2 η 1)

در اینجا ، η₂ضریب شکست نمونه و η است₁ضریب شکست کریستال است. کریستال های معمولی مانند GE ، ZNSE یا الماس دارای شاخص های انکسار بالایی بسیار بالاتر از ارگانیک هستند که منجر به بازتاب داخلی در زاویه متوسط بروز می شود. شکل 3. 9 برخی از اصول اساسی اندازه گیری ATR را نشان می دهد.

ضریب انکسار نمونه با یک مؤلفه واقعی و خیالی پیچیده است:

η = n + i k

قسمت واقعی این عبارت n در ضریب انکسار منظم در صورت عدم جذب وجود دارد. مؤلفه تخیلی از ضریب انکسار ، IK ، در یک باند جذب قرار دارد که منجر به اثر معروف به پراکندگی غیر عادی می شود. پارامتر K به طور مستقیم با ضریب انقراض موجود در قانون لامبر ت-بکر مرتبط است. شدت جذب کل ، A ، به عنوان تابعی از θ می تواند به این صورت بیان شود:

a (θ) = ∫ 0 ∞ α (z) e - z / d p d z

جایی که z عمق به نمونه است و α (z) ضریب جذب نمونه به عنوان تابعی از عمق است. همانطور که در شکل 3. 9 نشان داده شده است ، تابش منعکس شده به مرز نمونه به عنوان یک موج به اصطلاح evanescent نفوذ می کند. دامنه میدان الکتریکی این موج مبهم ، وابستگی نمایی را نشان می دهد. پارامتر ، D_p، عمق نفوذ موثر به این صورت بیان شده است:

d p = λ 2 π n p (sin 2 θ - n sp 2) 1 /2

جایی که ، λ برابر با طول موج تابش ، θ زاویه بروز است ، n_pضریب شکست IRE و n است_sp= N₂/ n₁نسبت شاخص های انکسار نمونه و IRE. این عمق نفوذ به عنوان فاصله از مرز نمونه IRE تعریف می شود که در آن شدت موج Evanescent به 1/ E (37 ٪) از مقدار اصلی آن فرو می رود.

عواقب مهمی در بیان فوق وجود دارد. عمق نمونه گیری روش ATR تقریباً 2-15 میکرومتر ، وابسته به طول موج است و با کاهش موج موج افزایش می یابد. از نظر تجربی ، تغییر زاویه بروز نور و ضریب شکست کریستال مورد استفاده می تواند عمق نمونه برداری را کنترل کند. افزایش هر دو منجر به کاهش عمق نمونه برداری می شود. مقایسه دقیق با طیف انتقال کلاسیک همچنین نشان می دهد که اندازه گیری ATR منجر به تفاوت های اندک در فرکانس اوج و باند در نتیجه اثرات ضریب شکست می شود.

ATR نیاز به تماس عالی بین نمونه و کریستال دارد و بنابراین یک روش عالی برای مایعات یا مواد جامد نرم و به راحتی تغییر شکل است. استفاده از کریستال های میکرو ATR با پوشش محافظ ATR ، فشار بسیار بیشتری را برای اطمینان از تماس خوب بین کریستال ATR و مواد سخت تر فراهم می کند. جدول 3. 2 برخی از مواد کریستالی ATR را که معمولاً استفاده می شود خلاصه می کند.

جدول 3. 2. مواد و خصوصیات کریستالی معمولاً ATR استفاده می شود

∗ ATR بازتاب کامل است. URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780123869845100035

خصوصیات سطح مواد زیستی

Huaiyu Wang ، Paul K. Chu ، در توصیف مواد زیستی ، 2013

4. 5. 1 طیف سنجی ATR IR

طیف سنجی ATR IR طیف سنجی IR با بازتاب داخلی کل برای محدود کردن حجم تجزیه و تحلیل. طیف IR در تماس با عناصر بازتاب داخلی (IRE) مانند روی سلنید روی یا ژرمانیوم از بستر بدست می آید. تابش IR ابتدا بر روی انتهای IRE در زاویه هایی بیشتر از زاویه بحرانی متمرکز شده است ، وارد IRE می شود و طول IRE را منعکس می کند. همانطور که در شکل 4. 17 نشان داده شده است ، در هر بازتاب داخلی ، تابش IR در واقع در فاصله کوتاهی از سطح IRE به نمونه نفوذ می کند. طیف سنجی ATR IR ابزاری قدرتمند برای خصوصیات شیمیایی سطح نمونه های مات است. با این حال ، لازم به ذکر است که از آنجا که عمق نفوذ از چند صد نانومتر تا بیش از 1 میکرومتر متغیر است ، طیف سنجی ATR IR به اندازه سایر ابزارهای تحلیلی مانند AES ، XPS و SIMS خاص نیست.

بسیاری از کاربردهای طیف سنجی ATR IR به مواد بیولوژیکی [81-83] وجود دارد و به طور کلی ، طیف سنجی ATR IR به صورت کیفی استفاده می شود. به عنوان مثال ، Blaker و همکاران.[82] پلی تخریب پذیر (D ، L-lactide) با ذرات بیوگلاس متناسب متناسب تولید کرد تا نمونه های کامپوزیتی مختلفی با فعالیت زیستی تشکیل شود و طیف ATR IR شیمی متفاوتی را نشان می دهد. Rebollar و همکاران.[83] شیمی و توپوگرافی سطح فویل های پلی استایرن زیست پزشکی را توسط تابش UV تغییر داد و همانطور که در شکل 4. 18 نشان داده شده است ، پس از تابش ، یک باند شدید و گسترده با محوریت حدود 1720 سانتی متر - 1 ظاهر می شود و می تواند به شکل گیری کربونیل نسبت داده شود (CO) حاوی گونه ها. تفسیر طیف IR به طور معمول مطابق با کتابهای IR است [84،85].

URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/b9780124158009000048

فن آوری های طیف سنجی مادون قرمز برای کنترل کیفیت داروهای گیاهی

لیست اختصارات

بازتاب کل ضعیف

خوشه بندی فازی C-Means

آرایه هواپیمای کانونی

فوریه مادون قرمز تبدیل شده است

کروماتوگرافی گازی - طیف سنج

تجزیه و تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی

آرسنید ایندیم گالیم

ماتریس دفع لیزر/یونیزاسیون

جیوه کادمیوم تلورید

تجزیه و تحلیل تصویربرداری چند متغیره

تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی

مربع حداقل جزئی

نسبت عملکرد به انحراف

URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128008744000222

آنزیم های کوآنزیم B12 قسمت A

Romila Mascarenhas ،. روما بانرجی ، در روشهای آنزیمولوژی ، 2022

2. 4 سنجش برای بارگیری ADOCBL بر روی MCM

ATR وظیفه دارد هم سنتز و هم تحویل ADOCBL به هدف میتوکندری ، MCM. انتقال را می توان به آسانی با تغییر جذب بزرگ که همراه با حرکت 5 هماهنگ ADOCBL از ATR به 6 هماهنگ ADOCBL است که به MCM محدود می شود ، کنترل کرد (شکل 3). انتقال ADOCBL توسط GTPase CBLA دروازه می شود. آنالوگ GTP غیر هیدرولیزر β ، γ-methyleneguanosine 5′-تری فسفات (GMPPCP) می تواند به عنوان تقلید GTP استفاده شود (Ruetz et al. ، 2019) (شکل 6A).

مواد •

بافر A: 50 میلی متر HEPES PH 7. 4 ، 150 میلی متر KCl ، 2 میلی متر TCEP ، 2 میلی متر MGCL₂، 5 ٪ گلیسرول

توجه: GTP تجاری گاهی اوقات با PPPI آلوده می شود ، که منجر به تشکیل گونه های 440 نانومتر در شرایط بی هوازی (مربوط به پیوند کبالت-کربن ضعیف شده در ADOCBL) یا به شکاف همولیک این پیوند در شرایط هوازی می شود (Campanello et al.، 2018).

تجهیزات

اشعه ماوراء بنفش UV/قابل مشاهده با یک نگهدارنده Cuvette کنترل شده با دما

CUVETTE شیشه کوارتز فوق العاده میکرو

توجه: GMPPCP یا β ، γ-imidoguanosine 5′-تری فسفات (GMPPNP).

روش

در یک کوارتز کوارتز ، 165 میکرولیتر بافر A ، 3 میکرولیتر ADOCBL و 6 میکرولیتر ATR اضافه کرده و طیف بین 300 تا 700 نانومتر را ثبت کنید. غلظت ATR ADOCBL را با استفاده از ɛ تخمین بزنید_{455 نیوتن متر}= 8000 متر - 1 سانتی متر - 1 (شکل 6A). Cuvette را به مدت 10 دقیقه در دمای 25 درجه سانتیگراد در یک اسپکتروفتومتر قرار دهید. در همین حال ، 12 میکرولیتر MCM ، 12 میکرولیتر CBLA و 2 میکرولیتر GTP یا 2 میکرولیتر GMPPCP را در یک لوله Eppendorf 0. 5 میلی لیتر مخلوط کنید. انتقال را با افزودن 26 میکرولیتر از مخلوط MCM-CBLA-GTP یا MCM-CBLA-GMPPCP به Cuvette شروع کنید و طیف را هر دقیقه به مدت 40 دقیقه ضبط کنید. در حضور GTP ، افزایش در 525 نانومتر مربوط به انتقال ADOCBL به MCM مشاهده می شود ، در حالی که GMPPCP انتقال را مهار می کند و در نتیجه افزایش جزئی در 525 نانومتر است. تغییر در جذب در 525 نانومتر را ترسیم کنید و داده ها را به یک نمایی واحد متناسب کنید تا میزان انتقال ADOCBL از ATR به MCM تعیین شود. غلظت ADOCBL منتقل شده از ATR به MCM با استفاده از Δɛ تعیین می شود_{525 نیوتن متر}= 7500 متر - 1 سانتی متر - 1.

URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/s0076687921005188

طیف سنجی مادون قرمز بازتاب کل ضعیف در نانو الکتروکاتالیز

سایر واکنشهای الکتروشیمیایی

طیف سنجی ATR-IR برای مطالعه سایر واکنشهای مهم الکتروشیمیایی ، از جمله n اتخاذ شده است₂کاهش به آمونیاک ، واکنش کاهش اکسیژن ، H₂اکسیداسیون/واکنشهای تکامل و غیره. بیشتر آنها بر روی نانو فیلمهای فلزی سخت با وجود اثرات تقویت سطح قوی انجام شد. به عنوان مثال ، مطالعات Atr-Seiras در n₂کاهش در یک سری از فیلم های فلزی (Au ، Yao et al. (2018) Ru ، Yao et al. (2019) RH ، Yao et al. (2020 ،) و غیره.₂H_yگونه ها (شکل 8 A) ، تأیید وجود مسیرهای ارتباطی و جداکننده که به نوع سطوح فلزی و pH محلول های الکترولیت وابسته هستند. در فیلم های PT نانو ، تشکیل آنیون سوپراکسید (o₂-) به عنوان اولین مرحله واکنش کاهش اکسیژن توسط ATR-Seiras با یک موج موج ارتعاش در حدود 1010 سانتی متر −1 تشخیص داده شد (شائو و همکاران ، 2006). سینتیک واکنش تکامل هیدروژن بر روی PT بسیار وابسته به pH است ، که مشخص شد که تا حدی توسط قدرت اتصال H تضعیف شده در pH بالاتر از طریق نظارت بر تغییرات موج ارتعاش PT-H (2100-2000 سانتی متر −1) در PT Nano-Film ایجاد می شود. توسط Atr-Seiras (شکل 8 B) (زو و همکاران ، 2020). لازم به ذکر است که پوشش سطح بسیار کم یا لحظه کوچک دو قطبی گونه های سطحی در این واکنشها احتمالاً تشخیص آنها را بر روی نانومواد سنتز شده دشوار می کند. پیشرفت های بیشتر ابزارهای IR که توانایی تشخیص بالاتری دارند ممکن است به گسترش مطالعات ATR-IR در مورد این واکنشهای الکتروشیمیایی به نانومواد سنتز کمک کند.

URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128224250000373

روشهای ابزار دقیق و نمونه برداری

2. 4. 1 بازتاب کل ضعیف

ATR یک روش نمونه برداری از تماس است که شامل IRE (عنصر بازتاب داخلی) با ضریب انکسار بالا و خصوصیات انتقال عالی IR است. 8 ATR یکی از تکنیک های نمونه برداری محبوب است که توسط تحلیلگر FT-IR استفاده می شود زیرا سریع ، غیر مخرب است و نیازی به تهیه نمونه ندارد. تکنیک نمونه برداری از اطلاعات طیفی که می توان از پدیده های بازتاب بدست آورد ، سرمایه گذاری می کند. این تکنیک برای اندازه گیری طیف IR سطوح یا موادی که بسیار ضخیم یا به شدت جذب می شوند استفاده می شود که با روش های انتقال سنتی تر مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. انواع طرح های لوازم جانبی ATR وجود دارد و تقریباً از همه تولید کنندگان لوازم جانبی برای طیف سنجی IR در دسترس است. همانطور که در زیر مورد بحث قرار گرفت ، طیف IR از اندازه گیری ATR با تکنیک های نمونه گیری انتقال کلاسیک متفاوت خواهد بود.

در مورد ATR ، زاویه بروز باید بیشتر از زاویه بحرانی باشد تا بازتاب داخلی کل رخ دهد. شکل 3. 5 (در بالا) وابستگی انتقال نور ، انکسار و تأمل در هر دو شاخص انکسار مواد و زاویه بروز را نشان داد. با این حال ، نور منعکس شده حاوی اطلاعات طیفی در مورد نمونه در رابط نمون ه-کریستالی است و تکنیک ATR از این امر سود می برد. یک کریستال بازتاب واحد معمولاً در کار میکرو ATR استفاده می شود ، و از کریستال ATR چند بازتابنده اغلب برای نمونه های فله استفاده می شود. لوازم جانبی ATR طیف IR از یک نمونه را فراهم می کند زیرا تابش در نقطه بازتاب نمونه را با "موج evanescent" بررسی می کند. در یک فرکانس در یک باند جذب ، بازتاب ضعیف خواهد شد ، در حالی که در فرکانس های خوب به دور از باند جذب ، تمام نور منعکس می شود.

بازتاب داخلی زمانی اتفاق می افتد که زاویه بروز از زاویه "بحرانی" فراتر رود. این زاویه تابعی از قسمت های واقعی شاخص های انکسار از نمونه و IRE است.

θ c = sin - 1 (η 2 / η 1)

اینجا η₂ضریب شکست نمونه است و η₁ضریب شکست کریستال است. کریستال های معمولی مورد استفاده برای طیف سنجی IR مانند GE ، ZNSE یا الماس دارای شاخص های انکسار بسیار بالاتر از ارگانیک هستند که منجر به بازتاب داخلی در زوایای متوسط بروز می شود. شکل 3. 9 برخی از اصول اساسی اندازه گیری ATR را نشان می دهد.

ضریب شکست نمونه با هر دو مؤلفه واقعی و خیالی پیچیده است:

η = n + i k

بخش واقعی این عبارت n ، ضریب انکسار منظم است که در صورت عدم جذب وجود دارد. مؤلفه تخیلی از ضریب انکسار ، IK ، در یک باند جذب قرار دارد که منجر به اثر معروف به پراکندگی غیر عادی می شود. پارامتر K به طور مستقیم با ضریب انقراض موجود در قانون لامبر ت-بکر مرتبط است. طیف بازتاب بسیار بیشتر تحت تأثیر پراکندگی غیر عادی ضریب شکست قرار می گیرد که زاویه بروز نزدیک به زاویه بحرانی یا برای باندهای جذب قوی باشد. اسکن از طریق یک باند جذب منجر به اولین رفتار مشتق مانند ضریب شکست می شود. در باند جذب ، شاخص انکسار به طور قابل توجهی تغییر می کند که ضریب شکست نمونه را در سمت موج بالا حداکثر جذب نشان می دهد ، بازگشت به میانگین انکسار و افزایش در مقدار موج پایین قبل از بازگشت به مقدار متوسط هنگام خارج شدنباند جذب

شدت جذب کل ، A ، به عنوان تابعی از θ می تواند به شرح زیر بیان شود:

a (θ) = ∫ 0 ∞ α (z) e - z / d p d z

در جایی که z عمق به نمونه است ، و α (z) ضریب جذب نمونه به عنوان تابعی از عمق است. همانطور که در شکل 3. 9 نشان داده شده است ، تابش منعکس شده به مرز نمونه به عنوان یک موج به اصطلاح evanescent نفوذ می کند. دامنه میدان الکتریکی این موج مبهم ، وابستگی نمایی را نشان می دهد. پارامتر ، D_پ، عمق نفوذ مؤثر به شرح زیر بیان شده است:

d p = λ 2 π n p (sin 2 θ - n s p 2) 1 /2

جایی که λ با طول موج تابش برابر است ، θ زاویه بروز است ، n_پضریب شکست IRE و n است_چرند= N₂/ n₁نسبت شاخص های انکسار نمونه و IRE است. این عمق نفوذ به عنوان فاصله از مرز نمونه IRE تعریف می شود که در آن شدت موج Evanescent به 1/E (37 ٪) از مقدار اصلی آن فرو می رود. پارامترهای مهم در عمق نفوذ ATR شامل موارد زیر است: طول موج نور حادثه ، زاویه بروز IRE ، ضریب شکست IRE و ضریب شکست نمونه. کریستال باید شاخص بالاتری از شکست نسبت به نمونه داشته باشد.

عواقب مهمی در بیان فوق وجود دارد. عمق نمونه گیری روش ATR تقریباً 2-15 میکرومتر ، وابسته به طول موج است و با کاهش تعداد موج افزایش می یابد. از نظر تجربی تغییر زاویه بروز نور و ضریب شکست کریستال مورد استفاده می تواند عمق نمونه برداری را کنترل کند. افزایش هر دو منجر به کاهش عمق نمونه برداری می شود. ATR نیاز به تماس عالی بین نمونه و کریستال دارد و بنابراین روش خوبی برای مایعات یا مواد جامد نرم و به راحتی تغییر شکل است. استفاده از میکرو ایر الماس یا مواد دیگر با پوشش الماس محافظ ، فشار بسیار بیشتری را برای اطمینان از تماس خوب بین کریستال ATR و مواد سخت تر امکان پذیر می کند. جدول 3. 2 برخی از مواد کریستالی ATR را که معمولاً استفاده می شود خلاصه می کند.

جدول 3. 2. معمولاً از مواد و خصوصیات کریستالی استفاده می شود

ATR بازتاب کامل است.

طیف ATR با یک طیف انتقال کلاسیک متفاوت است زیرا نور در عمق متناسب با طول موج به نمونه نفوذ می کند. بنابراین ، در مقایسه با یک طیف انتقال کلاسیک ، جذب در یک طیف اندازه گیری شده با ATR در فرکانس های پایین تر از نظر فرکانس های بالاتر به طور متناسب بیشتر است. تفاوت های مختلف در فرکانس های اوج و شکل باند نیز در یک طیف IR با اندازه گیری ATR در مقایسه با یک طیف انتقال استاندارد پیش بینی شده است. هنگامی که ضریب شکست نمونه و IRE نزدیکتر می شود ، پراکندگی غیر عادی می تواند باعث تحریف ویژگی های طیفی شود. این می تواند شامل تقارن اوج کاهش یافته ، تغییر قله ها به فرکانس های پایین تر ، انتقال شانه پایه تیز ، اعوجاج شدت اوج نسبی و حتی وجود ویژگی های مشتق مانند در طیف IR باشد.

طیف IR مشاهده شده از اندازه گیری های ATR می تواند به شدت با توجه به موقعیت های باند، شکل ها و شدت نسبی توسط پراکندگی غیرعادی ضریب شکست (n) نمونه جذب کننده تحت تاثیر قرار گیرد. این می تواند هم برای تحلیل کمی و هم برای تحلیل کیفی مشکل ساز باشد. شکل 3. 10 طیف FT-IR دی سیاندی آمید (DICY) را با استفاده از انتقال دیسک KBr و اندازه گیری های مبتنی بر ATR با استفاده از ژرمانیوم و الماس IRE نشان می دهد. مقایسه طیف های اندازه گیری شده در انتقال (A) و با لوازم جانبی ATR الماسی مسائل را نشان می دهد. جذب گسترده الماس بین 2500 و 2000 سانتی متر-1 منجر به اعوجاج و کاهش قابل توجهی از دوتایی باند نیتریل DICY در ~2200 سانتی متر-1 می شود. مقایسه شدت نسبی ناحیه کشش NH (3500-3000 سانتی متر-1) با ناحیه NH wag (600-400 سانتی متر-1) وابستگی طول موج وابسته به عمق اندازه گیری ATR را نشان می دهد. همچنین تغییرات قابل توجهی در شدت باند نسبی، پهنای باند و تقارن مشهود است. تغییر ساده به IRE با ضریب شکست بسیار بالاتر IRE مانند ژرمانیوم به طور قابل توجهی اعوجاج طیفی را کاهش می دهد همانطور که در طیف B نشان داده شده است. طیف های انتقال به طور کلی توسط ضریب انقراض (جذب) نمونه کنترل می شوند و فقط تا حدودی هستند. تحت تاثیر ضریب شکست نمونه قرار می گیرد و مصنوعات کمتری را به طیف وارد می کند.

ضریب شکست الماس و ژرمانیوم به ترتیب 2. 38 و 4. 00 در مقایسه با ضریب شکست معمولی گونه های آلی 1. 5 است. الماس به طور فزاینده ای برای طیف سنجی معمول ATR استفاده می شود زیرا سخت ترین ماده، از نظر شیمیایی بی اثر، غیر سمی است و می تواند فشارهای بسیار بالایی را تحمل کند. الگوریتم های تصحیح ATR که اکنون به طور گسترده در دسترس هستند می توانند برای اصلاح بسیاری از این مسائل استفاده شوند. با این حال، هنگامی که اعوجاج طیفی قابل توجهی مشاهده می شود، ساده ترین و کارآمدترین راه برای به دست آوردن طیف های اندازه گیری شده با کیفیت خوب ATR بسیاری از ترکیبات آلی که بیشتر شبیه همتای عبوری خود هستند، استفاده از IRE ژرمانیوم است.

آدرس اینترنتی: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/B9780128041628000033

مروری بر روش های نمونه برداری برای طیف سنجی مادون قرمز

جان کوتس، در طیف سنجی کاربردی، 1998

2 الماس ATR

چندین لوازم جانبی مبتنی بر ATR الماس در دسترس هستند. یک ATR استوانه ای کوچک ، دارای یک IRE الماس ، که در سلول های جریان یا هندسه های غوطه وری استفاده می شود ، ابزاری ایده آل برای نظارت مداوم از رسانه های واکنش دهنده شیمیایی فراهم می کند. پیکربندی جایگزین ، بر اساس یک سطح سنجش الماس کوچک همراه با نوری پشتیبانی سلنید روی ، در هر دو پروب درج و قالب های افقی ATR در دسترس است. قالب های پروب برای برنامه های نظارت بر فرآیند صنعتی ایده آل هستند. قالب ATR افقی یک سکوی نمونه برداری کم و بیش "جهانی" را برای مایعات و مواد جامد فراهم می کند. فواید آن در مورد لوازم جانبی سنتی افقی ATR شامل قدرت الماس ، برای رسیدگی به سطوح سخت و غیر سازگار و بی تحرک شیمیایی ، برای دستیابی به رسانه های خورنده مانند اسید قوی و راه حل های قلیایی قوی است.

URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780127640709500056

برچسب زدن ایزوتوپ از مولکولهای زیستی - روشهای برچسب زدن

رابرت A. راسل ،. پیتر جی هولدن ، در روشهای آنزیمولوژی ، 2015

3. 5 خصوصیات بیولوژیکی کیتوزان

آزمایش های خمیر ترانسفورموپی مادون قرمز (ATR FT-IR) با استفاده از یک طیف سنج FT-IR (سری Nicolet 6700) مجهز به یک ATR تک بازتاب و کریستال الماس ، آزمایش شده است. الماس ATR دارای منطقه نمونه برداری تقریباً 0. 5 میلی متر 2 و طیف مادون قرمز در وضوح 4 سانتی متر - 1 بیش از 128 اسکن جمع آوری شد. نمونه ها دو بار در D شسته شدند₂O و لیوفیلیزه قبل از تجزیه و تحلیل FT-IR به منظور کاهش قله های غالب O-H/N-H که بین 2500 تا 3500 سانتی متر-1 رخ می دهد و امکان شناسایی واضح کشش C-H را فراهم می آورد (2800-3000 سانتی متر-1)(شکل 5). دوتایی کیتوزان با نشان دادن عدم وجود کشش C-H و ظاهر کشش C-D در 2050-2250 سانتی متر - 1 در مقایسه با کیتوزان پروتئین تعیین شد. ظاهر قله های O-D/ N-D از 2300 تا 2700 سانتی متر - 1 در هر دو نمونه پروتئین شده و دوتره شده به تبادل پروتون های حساس در حلال های دوتایی نسبت داده شد و در شناسایی لرزش کشش C-D دخالت نمی کند (2000-2250 سانتی متر - 1).

URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/s0076687915003626

خصوصیات فرآیندهای سطح در طی CMP اکسید توسط طیف سنجی FTIR درجا

14. 4. 2 عمق نفوذ و ضخامت مؤثر

طیف های ATR کاملاً مشابه طیف های جذب معمولی هستند که با انتقال از طریق یک نمونه ثبت می شوند. با این حال، به دلیل ماهیت وابستگی به طول موج موج ناپایدار، یک تفاوت اساسی وجود دارد. فاصله ای از سطح، جایی که دامنه میدان الکتریکی E موج محو کننده به مقدار E/e می رسد، عمق نفوذ d نامیده می شود._p. با عبارت زیر قابل محاسبه است:

(14. 4) d p = λ 2 π n 1 2 sin θ − n 1 2

در اینجا n₁و n₂ضریب شکست IRE و محیط/نمونه، λ طول موج مورد استفاده و θ AOI تابش IR نسبت به عمود بر سطح است.

عمق نفوذ د_pمتناسب با طول موج یا مقدار متقابل عدد موج است. هنگام نزدیک شدن به زاویه بحرانی بازتاب کلی θ افزایش می یابد_کریت، که با نسبت های وابسته به عدد موج ضرایب شکست در سطح مشترک مربوطه تعریف می شود. در نتیجه این عمق نفوذ محدود، طیف سنجی ATR می تواند برای اندازه گیری سطح ویژه رابط هایی مانند SiO استفاده شود.₂روی Si در یک محیط به شدت جذب کننده، به عنوان مثال دوغاب. برای به دست آوردن ایده ای در مورد اعماق نفوذ، شکل 14. 10 منحنی هایی را برای AOI بین 35 درجه و 65 درجه در محدوده 3000 تا 400 سانتی متر-1 نشان می دهد که با بخش های واقعی غیر وابسته به طول موج ضریب شکست مواد محاسبه می شود. به عنوان مثال، د_pمحدوده بین 0. 5 میکرومتر در 3000 سانتی متر در 1 تا 3 میکرومتر در 400 سانتی متر در 1 با AOI = 35 درجه است.

لازم به ذکر است که د_pعمقی نیست که در آزمایش ATR نمونه برداری شده است زیرا E در d صفر نیست_p. این فقط تصوری در مورد مقیاس به دست می دهد که چه عمقی را می توان تقریباً به دست آورد و چگونه در محدوده طیفی تغییر خواهد کرد. عمق "واقعی" اطلاعات به عمق نفوذ مرتبط است، اما همچنین بسیار به حساسیت و SNR تجهیزات IR مورد استفاده بستگی دارد. ضخامت نمونه یک ماده ثبت شده در انتقال در بروز معمولی که همان جذب در طیف ATR را دارد، ضخامت موثر نامیده می شود (d_e).

در مقایسه با طیف های انتقال، جذب در طیف های ATR به سمت اعداد موج پایین تر و کاهش می یابد، زیرا عمق نفوذ نسبت معکوس دارد. چنین وابستگی های طول موجی را می توان کم و بیش با استفاده از نرم افزار اندازه گیری تجاری (به اصطلاح تصحیح ATR) با توجه به AOI و همچنین ضریب شکست IRE و نمونه اصلاح کرد. طیف های ثبت شده در محدوده ارتعاشات فونون سی (پرادان و همکاران، 1987؛ لاو، 1998) به یک الگوریتم تصحیح پیشرفته تری با توجه به ضرایب شکست وابسته به فرکانس نیاز دارند. در غیر این صورت نوارها و شانه های شبه جذبی مشاهده می شود و باعث سوء تعبیر می شود. به عنوان مثال، یک قله "منفی" از باند چند فونونی TO + TA از Si کریستالی در 610 سانتی متر-1 (پرادان و همکاران، 1987) در بالای باند وسیع حالت آبگیری آب در شکل دیده می شود. 14. 23 از بخش 14. 6. 5.

عمق نفوذ محدود، بررسی های طیف سنجی IR را در جذب قوی حلال ها یا الکترولیت ها به عنوان مثال آبی ممکن می سازد. کاربردهای اولیه تکنیک ATR در نشریات Neckel و همکارانش یافت می شود (Neckel, 1984, 1987; Neugebauer et al., 1984). آنها پیشگام تحقیقات درجا در مورد فرآیندهای الکتروشیمیایی - طیف الکتروالکتروشیمی IR - با IREهای چند بازتابی ذوزنقه ای Ge، ZnSe یا CdTe در طول تشکیل و اصلاح پلیمرهای رسانا، چرخش لایه های فلزی نازک و غیره بودند. تکنیک های مشابهی توسط گروه های دیگر به کار گرفته شده است (زیمرمن)و همکاران، 1998)، و تکنیک هایی برای ثبت طیف های مرجع مرتبط با ATR از پودرها برای ارزیابی آزمایش های درجا توسعه و اعمال شده اند (Künzelma و همکاران، 1994).