Wenn das Raman-Mikroskopsystem mit einem motorisierten XY-Probentisch und/oder einem motorisierten Z-Tisch ausgestattet ist, kann es ein Raman-Spektralbild oder -profil aufzeichnen.
Die Raman-Spektralbildgebung ist eine leistungsstarke Technik zur Erstellung detaillierter chemischer Bilder auf Basis des Raman-Spektrums einer Probe. An jedem einzelnen Pixel des Bildes wird ein vollständiges Spektrum erfasst und anschließend untersucht, um Falschfarbbilder basierend auf Materialzusammensetzung und -struktur zu erzeugen:
So kann mit einem einzigen Datensatz eine Vielzahl von Raman-Spektralbildern erzeugt werden, die den Forscher weit über das hinausgehen, was das Auge sehen kann.
Raman-Profile und -Bilder können in einer, zwei und drei Dimensionen gesammelt werden, darunter:
Raman-Tiefenprofil einer geschichteten Polymerstruktur, das die Verteilung von drei chemisch unterschiedlichen Schichten von der Oberfläche (linke Seite) bis 40 μm unter die Oberfläche (rechte Seite) zeigt.
Ein konfokales Raman-Mikroskop kann verwendet werden, um Merkmale unterhalb der Probenoberfläche zu analysieren, sofern die Probenmatrix für den Laser transparent ist. Typische Beispiele für solche Analysen sind Flüssigkeits-/Gaseinschlüsse, Schadstoffe in Glas und geschichtete Polymerstrukturen.
Bei einem Basissystem wäre manuelle Fokussierung erforderlich, um die gewünschte Position innerhalb der Probe zu bestimmen, gefolgt von einer Spektralanalyse. Wenn das Raman-Mikroskop mit motorisierter Z-(Fokus-)Steuerung ausgestattet ist, ist es möglich, Tiefenprofile (Z) automatisch durch die Probe zu erfassen.
75 μm mehrschichtiges Polymer aus Polyethylen-Nylon-Polyethylen
Ein solches Profil umfasst ein vollständiges Raman-Spektrum in jeder einzelnen Tiefe des Profils und wird dann untersucht, um Intensitätsprofile basierend auf Materialzusammensetzung und -struktur zu erzeugen:
Ein System mit zusätzlicher XY-motorisierter Sample-Steuerung kann beispielsweise optisch durch die Probe schneiden, um ein XZ- oder YZ-Raman-Spektralbild zu erzeugen.
Ein Raman-Mikroskop kann verwendet werden, um Flüssigkeiten sowie Feststoffe, Schlamm, Gele, Gase und Pulver zu analysieren. Nichtflüchtige Flüssigkeiten können analysiert werden, indem ein kleines Volumen auf einen Objektträger fällt und auf normale Weise fokussiert wird. Flüchtige (und nichtflüchtige) Flüssigkeiten können in einer Flüssigcuvette mit einem einfachen Mikroskopadapter mit einem Mehrfachspiegel analysiert werden, der die Signalintensität erhöht. Alternativ können Flüssigkeiten auch direkt in einem Glasfläschchen oder einer Glasflasche analysiert werden – ein konfokales Raman-Mikroskop sorgt dafür, dass es minimale Interferenz durch den Glasbehälter gibt und ermöglicht die Aufnahme eines hochwertigen Spektrums der darin enthaltenen Flüssigkeit.
Die Raman-Spektralbildgebung (oder Kartierung) ist eine Methode zur Erstellung detaillierter chemischer Bilder auf Basis des Raman-Spektrums einer Probe. Die Raman-Spektralbildgebung ermöglicht es, eine chemische Verteilung zu betrachten, die mit der Standardoptikmikroskopie unsichtbar ist.
Die Raman-Spektralbildgebung (oder Kartierung) ist eine Methode zur Erstellung detaillierter chemischer Bilder auf Basis des Raman-Spektrums einer Probe. An jedem einzelnen Pixel des Bildes wird ein vollständiges Spektrum erfasst und anschließend untersucht, um Falschfarbbilder basierend auf Materialzusammensetzung und -struktur zu erzeugen.
Ein typisches Experiment verwendet sequentielle Probenbewegung und Spektrumerfassung, die hunderte, tausende oder sogar Millionen Male wiederholt wird, um Daten aus dem benutzerdefinierten Bildbereich zu sammeln.
Raman-Spektralbilder können in zwei und drei Dimensionen aufgenommen werden, um XY-Bilder, XZ- und YZ-Schnitte sowie XYZ-Datenwürfel zu erhalten.
Die Raman-Spektralbildgebung ist eine unschätzbare Technik für Wissenschaftler in vielen verschiedenen Fachgebieten, da sie es ermöglicht, eine chemische Verteilung zu betrachten, die mit der Standardoptikmikroskopie unsichtbar ist.
Ein Raman-Spektralbild enthält an jedem einzelnen Pixel des Bildes ein vollständiges Raman-Spektrum. Raman-Spektralbilder liefern chemische und strukturelle Informationen über eine Probe, die mit traditioneller Lichtmikroskopie nicht beobachtet werden können.
Ein Raman-Spektralbild enthält an jedem einzelnen Pixel des Bildes ein vollständiges Raman-Spektrum – diese Hunderte, Tausende oder sogar Millionen von Spektren werden verwendet, um Falschfarbbilder basierend auf Materialzusammensetzung und -struktur zu erzeugen:
Raman-Spektralbilder liefern chemische und strukturelle Informationen über eine Probe, die mit traditioneller Lichtmikroskopie nicht beobachtet werden können.
Raman-Spektralbilder liefern chemische und strukturelle Informationen über eine Probe, die mit traditioneller Lichtmikroskopie nicht beobachtet werden können. Insbesondere können sie verwendet werden, um Folgendes zu erläutern:
Die Entwicklung ultraschneller Raman-Spektralbildungsmodule ermöglicht drastisch reduzierte Messzeiten mit Aufnahmezeiten bis zu < 1 ms pro Punkt.
Die Aufnahmezeit für ein Raman-Spektralbild hängt von vielen Parametern ab, darunter die Größe des Bildbereichs, die Anzahl der benötigten Pixel (Datenpunkte) und die Aufnahmezeit pro Pixel (die wiederum von der Raman-Intensität der Probenkomponenten und der erforderlichen spektralen Qualität abhängt). Typische Raman-Spektralbilder können Hunderte, Tausende oder sogar Millionen von Raman-Spektren enthalten, sodass die Erfassungszeiten erheblich sein können.
Ein Raman-Spektralbild kann in jeder Zeitskala von wenigen Sekunden bis zu mehreren Tagen aufgenommen werden, abhängig von den oben genannten Anforderungen.
Die Aufnahmezeit für ein Raman-Spektralbild hängt von vielen Parametern ab, darunter die Größe des Bildbereichs, die Anzahl der benötigten Pixel (Datenpunkte) und die Aufnahmezeit pro Pixel.
Die traditionelle Raman-Spektralbildgebung war schon immer durch relativ lange Erfassungszeiten begrenzt, aber solche Methoden bieten die ultimative Empfindlichkeit für Materialien mit extrem geringen Raman-Streueigenschaften und ermöglichen zudem hochauflösende, große Spektralbereichsmessungen. Typische Erfassungszeiten für solche Karten können im Bereich von 1 Schilling bis 10 Sekunden pro Punkt (oder länger) betragen, was zu Gesamtmesszeiten in der Größenordnung von Stunden oder Tagen führt.
Die Entwicklung ultraschneller Raman-Spektralbildungsmodule ermöglicht drastisch reduzierte Messzeiten mit Aufnahmezeiten bis zu < 1 ms pro Punkt. Solche Geschwindigkeiten bedeuten, dass große Flächenscans und detaillierte Raman-Spektralbilder in Sekunden oder Minuten abgeschlossen werden können!
Ultraschnelle Raman-Spektralbildgebung ist eine Technik, mit der Raman-Spektralbilder mit Aufnahmezeiten von weniger als 5 ms/Punkt aufgenommen werden können, was zu Gesamtmessungszeiten von Sekunden oder Minuten führt, selbst für Bilder mit Zehntausenden oder Hunderttausenden von Spektren.
Ultraschnelle Raman-Spektralbildgebung ist eine Technik, mit der Raman-Spektralbilder mit Aufnahmezeiten von weniger als 5 ms/Punkt aufgenommen werden können, was zu Gesamtmessungszeiten von Sekunden oder Minuten führt, selbst für Bilder mit Zehntausenden oder Hunderttausenden von Spektren.
Die traditionelle Raman-Spektralbildgebung war schon immer durch lange Erfassungszeiten begrenzt, bietet jedoch die ultimative Empfindlichkeit für Materialien mit extrem niedrigen Raman-Streueigenschaften und ermöglicht zudem hochauflösende, große Spektralbereichsmessungen. Typische Erfassungszeiten für solche Karten können im Bereich von 1 Schilling bis 10 Sekunden pro Punkt (oder länger) betragen, was zu Gesamtmesszeiten in der Größenordnung von Stunden oder Tagen führt.
Raman-Spektralbild eines 0,6 x 2,4 mm² großen Bereichs einer pharmazeutischen Tablette, das die Verteilung von Aspirin (rot), Paracetamol (grün), Koffein (blau) und Cellulose (gelb) zeigt.
Methoden für ultraschnelle Raman-Spektralbildgebung variieren, koordinieren jedoch typischerweise die Bewegung der Probenstufe und die Detektoranzeige, um die 'Totzeit' zu minimieren, die in Standard-Punkt-für-Punkt-Bildgebungsexperimenten auftritt. Sie ermöglichen die Aufnahme von Raman-Spektralbildern mit Aufnahmezeiten von 1 ms/Punkt oder weniger, sodass große Flächenscans und detaillierte Raman-Spektralbilder in Sekunden oder Minuten abgeschlossen werden können!
Ultraschnelle Raman-Spektralbildgebung ist nicht für jeden Probentyp geeignet, und ihre Wirksamkeit hängt von der inhärenten Raman-Intensität der Probe sowie der erforderlichen spektralen Qualität ab, die zur Bilderzeugung erforderlich ist.
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