用于微区分析和化学成像的红外显微镜

什么是用于微区分析和化学成像的红外显微镜？红外显微镜将红外光谱仪与可见光和红外显微镜耦合，可分析小至约 10 µm 的样品。它支持点分析、线扫描以及使用焦平面阵列检测器的化学成像，适用于污染物、纤维、层压材料和生物组织。## 概述

红外显微镜使用带 15× 和 36× 物镜的反射式卡塞格林光学系统、电动载物台和光阑系统，可选择小至 10 × 10 µm 的区域。液氮冷却的 MCT 检测器为小样品提供所需的灵敏度，操作模式包括透射、反射和使用锗晶体物镜的 ATR，可在更高空间分辨率下进行接触测量。64 × 64 或 128 × 128 单元的焦平面阵列在一次采集中对数千张光谱成像，形成聚合物层、颗粒分布和组织切片的化学图。可见光相机和电动载物台软件定位特征并自动化映射。由于衍射将分辨率限制在约波长 3–10 µm，小于约 10 µm 的样品无法分辨。它广泛用于微塑料、法医纤维比对和多层包装的失效分析。## 工作原理是什么？FTIR 光谱仪将来自硅碳棒或陶瓷光源的宽带红外辐射导入迈克尔逊干涉仪，分束器将光分配给固定镜和动镜。重新合并的光束产生随镜位移变化的干涉图。干涉图透过样品或从样品反射，由 DTGS 或制冷型 MCT 检测器记录，并通过傅里叶变换转换为光谱。多路复用使所有频率可同时测量，产生费尔盖特优势，圆形光阑在通量上产生雅基诺优势。氦氖激光跟踪镜位置，使波数准确度达到 0.01 cm-1。采样附件包括衰减全反射晶体、透射样品架、漫反射池和气体池，使固体、液体、薄膜和气体只需极少的制备即可分析。## 主要特点有哪些？- 反射式卡塞格林光学系统可分析小至 10 µm 的样品，无色差。- 透射、反射和 ATR 模式覆盖薄膜、颗粒和厚样品。- 焦平面阵列检测器每次采集成像数千张光谱。- 电动载物台和可见光相机自动完成映射和区域选择。- 锗 ATR 物镜提高接触分析的空间分辨率。- 软件根据谱带高度、面积或比值生成化学图像。## 技术参数有哪些？典型的用于微区分析和化学成像的红外显微镜配置：光谱范围为 4000–650 cm-1 (MCT)；最小样品面积为 10 × 10 µm；物镜为 15× and 36× Cassegrain, Ge ATR 20×；检测器为 MCT (LN2) single element; FPA 64×64 or 128×128 option；测量模式为 Transmission, reflection, ATR；载物台行程为 ≥75 × 50 mm, 0.1 µm step。以上数值代表该产品类别的常见水平，具体配置参数以报价单及随机校准文件为准。## 适用于哪些应用？用于微区分析和化学成像的红外显微镜主要用于微塑料鉴定、法医纤维和油漆分析、层压材料和包装失效分析、药片和夹杂物映射、生物组织组织化学。在更广泛的傅里叶变换红外光谱仪类别中，实验室还将其用于高分子和塑料鉴定、法医痕量物证分析、污染物和失效分析。## 适用哪些标准与认证？相关标准与方法包括 ASTM E1421、ASTM E168、ASTM E1252、ISO 10640、USP <854>、Ph. Eur. 2.2.24、GB/T 6040。本型号的认证候选包括 CE、ISO 9001 manufacturing、IEC 61010-1 safety；每项认证均需针对具体配置在发货前确认，仅提供已实际签发的证书。光谱仪应放置在温湿度稳定、无振动的工作台上，因为 KBr 光学元件易吸湿，水蒸气会干扰光谱。应在干涉仪腔内放置干燥剂，或使用干燥空气或氮气吹扫。每个样品前采集新的背景，测量之间用异丙醇或合适溶剂清洁 ATR 晶体。使用聚苯乙烯薄膜验证波数准确度，并通过信噪比和能量通量等标准检查验证光度性能。应按建议更换红外光源和干燥剂筒。用液氮冷却激光器和 MCT 检测器需要经过培训的人员操作。受监管使用时，应实施 IQ/OQ/PQ 并使用带审计追踪的软件。## 如何选择合适的用于微区分析和化学成像的红外显微镜？当样品或特征小于约 500 µm 或空间分布重要时，应选择红外显微镜。对于整体材料鉴定，ATR-FTIR 更快且成本更低。询价时应说明最小区域、物镜、包括 FPA 在内的检测器类型、载物台尺寸、测量模式和化学成像软件。### 与其他傅里叶变换红外光谱仪型号相比如何？选择 FTIR 仪器应根据光谱分辨率、灵敏度、采样方法和预期使用环境决定。高分子和有机物的常规鉴定，选用分辨率 4 cm-1、配 DTGS 检测器和金刚石 ATR 附件的台式仪器即可。需要 0.1 cm-1 分辨率、步进扫描时间分辨或远红外覆盖的研究，需要带可选 MCT 检测器的研究级干涉仪。小于 50 µm 的微观污染物需要带映射功能的 FTIR 显微镜。未知化学品的现场鉴定宜选用坚固的手持式仪器，而排放或大气工作则需要带加热多次反射池的气体分析仪。应评估信噪比、谱库可用性、吹扫要求、附件灵活性和受监管实验室的软件功能。