非接觸式亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)

— —mIRage O-PTIR系統(tǒng)

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

美國(guó)PSC (Photothermal Spectroscopy Corp， 前身Anasys公司)**發(fā)布的一款應(yīng)用廣泛的亞微米級(jí)空間分辨率的非接觸式亞微米分辨紅外拉曼同步測(cè)量系統(tǒng)。基于****的光熱誘導(dǎo)共振（PTIR）技術(shù)，mIRage產(chǎn)品突破了傳統(tǒng)紅外的光學(xué)衍射極限，其空間分辨率高達(dá)500 nm，可以幫助科研人員更全面地了解亞微米尺度下樣品表面微小區(qū)域的化學(xué)信息。

mIRage^TM O-PTIR 光譜

O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光譜是一種快速簡(jiǎn)單的非接觸式光學(xué)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)IR衍射的極限。與傳統(tǒng)FTIR不同，不依賴于殘留的IR 輻射分析，而通過檢測(cè)由于本征紅外吸收引發(fā)的樣品表面快速的光熱膨脹或收縮，來反映微小樣品區(qū)域的化學(xué)信息。

mIRage工作原理：

• 可調(diào)的脈沖式中紅外激光匯聚于樣品表面，并同時(shí)發(fā)射與紅外激光共線性的532 nm的可見探測(cè)激光；

• 當(dāng)IR吸收引發(fā)樣品材料表面的光熱效應(yīng)，并被可見的探測(cè)激光所檢測(cè)到；

• 反射后的可見探測(cè)激光返回探測(cè)器，IR信號(hào)被提取出來；

• 通過額外地檢測(cè)樣品表面返回的拉曼信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)的拉曼測(cè)量。

O-PTIR克服了傳統(tǒng)紅外光譜的諸多不足：

• 空間分辨率受限于紅外光光波長(zhǎng)，只有10-20 μm

• 透射模式需要復(fù)雜的樣品準(zhǔn)備過程，且只限于薄片樣品

• 無傳統(tǒng)ATR模式下的散射像差和接觸污染

O-PTIR的優(yōu)勢(shì)之處在于:

• 亞微米空間分辨的IR光譜和成像（~500 nm），且不依賴于IR波長(zhǎng)

• 與透射模式相媲美的反射模式下的圖譜效果

• 非接觸測(cè)量模式——使用簡(jiǎn)單快捷，無交叉污染風(fēng)險(xiǎn)

• 很少或無需樣品制備過程 （無需薄片）， 可測(cè)試厚樣品

• 可透射模式下觀察液體樣品

• 可以與拉曼聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)同時(shí)同地相同分辨率的IR和Raman測(cè)試，無熒光風(fēng)險(xiǎn)

mIRage 技術(shù)參數(shù)

重要應(yīng)用實(shí)例分析：

1、多層薄膜

高光譜成像： 1 sec/spectra. 1 scan/spectra

樣品區(qū)域尺寸：20 μm x 85 μm size. 1 μm spacing.

圖譜中可以明顯看出在不同區(qū)域上的羰基，氨基以及CH₂ 拉伸振動(dòng)的分布。

2、高分子膜缺陷

左：尺寸為240 μm的兩層薄層上缺陷的光學(xué)圖像；

右：在無缺陷處（紅色）和缺陷處（藍(lán)色）的樣品的IR譜圖，998 cm^-1處為of isotactic polypropylene 的特征紅外吸收峰。

3、生命科學(xué)

左：70*70 μm范圍的血紅細(xì)胞的光學(xué)照片；

中：紅色條框區(qū)域在1583cm^-1處的Raman照片；

右：紅血細(xì)胞選擇區(qū)域的同步的IR和Raman圖譜

上左：水中上皮細(xì)胞的光學(xué)照片；

上右：目標(biāo)分子能夠在紅外光譜上很容易的區(qū)分和空間分離，可以明顯看到0.5-1.0 μm的脂肪包體；

下：原理示意圖：紅外光譜測(cè)量使用透射模式，步長(zhǎng)為0.5 μm。

4、醫(yī)藥領(lǐng)域

左：PLGA高分子和Dexamethasone藥物分子的混合物表面的光學(xué)照片

中：在1760 cm^-1 出的高光譜圖像，顯示了 PLGA在混合物中的分布，圖像尺寸40 μm * 40 μm

右：在1666 cm^-1 出的高光譜圖像，顯示了 Dexamethasone在混合物中的分布，圖像尺寸40 μm *40 μm

5、法醫(yī)鑒定

左：800 nm纖維的光學(xué)照片

右：納米纖維不同區(qū)域的O-PTIR圖譜

6、其他領(lǐng)域

• 故障分析和缺陷

• 微電子污染

• 食品加工

• 地質(zhì)學(xué)

• 考古和文物鑒定

部分用戶及發(fā)表文章

[1] Ji-Xin Cheng et al.，Sci. Adv.2016， 2， e1600521.

[2] Ji-Xin Cheng et al.， Anal. Chem. 2017， 89， 4863-4867.

[3] Label-Free Super-Resolution Microscopy. Springer， Biological and Medical Physics， Biomedical Engineering.