+ All Categories
Home > Documents > ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 ·...

ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 ·...

Date post: 24-Apr-2020
Category:
Upload: others
View: 2 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
70
Přehled technik – molekulová analýza Reflexní techniky infračervené spektrometrie ATR, DRIFT, IRRAS Infračervená mikrospektroskopie
Transcript
Page 1: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Přehled technik – molekulová analýza Reflexní techniky infračervené spektrometrie – ATR,

DRIFT, IRRAS

Infračervená mikrospektroskopie

Page 2: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

ANALYZOVANÉ TYPY MATERIÁLŮ

- plyny - analýza složení zemního plynu- monitoring vzdušných polutantů

- kapaliny, roztoky - analýza olejů- analýza odpadních vod- analýza mléka

- práškové vzorky - analýza léčiv, drog, trhavin- analýza rud, hnojiv

- fázové rozhraní - povrchová analýza

Page 3: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

- instrumentace

Page 4: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

Oscilující dipólový moment

pohyb molekuly spojený se změnou elektrického

dipolového momentu

vede k absorpci (nebo k emisi) záření

p - aktuální dipólový moment

p0 - dipólový moment v rovnovážné poloze

q - normální souřadnice vibračního módu

qq

ppp

0

0

Page 5: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

Základní výběrové pravidlo

infračervené absorpce

INTENZITA PÁSŮ ÚMĚRNÁ ZMĚNĚ

DIPOLOVÉHO MOMENTU BĚHEM

VIBRAČNÍHO POHYBU

0

q

p

Page 6: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

TYPY VIBRACÍ

• VALENČNÍ – ZMĚNA délky vazby/vazeb

» SYMETRICKÁ

» ANTISYMETRICKÁ

Page 7: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

TYPY VIBRACÍ

• DEFORMAČNÍ - změny úhlů (vazebné úhly,

torsní úhly)

• nůžková, kolébavá, kývavá, kroutivá

Page 8: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FT-IR reflexní techniky• Infračervený paprsek se odráží od

fázového rozhraní úplným vnitřním

odrazem

• Vzorek musí být v optickém kontaktu

s krystalem

• Snímaná informace z povrchové

vrstvy vzorku

• Pevné látky – prášková forma ,

případně naředěná IČ transparentní

matricí - (KBr)

• Informace z objemu vzorku

• Reflektující vzorek či spíš tenká vrstva

na zrcadlovém podkladu

• Informace z tenké (povrchové)

vrstvy

Page 9: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

- Reflexní techniky

ATR - attenuated total reflection

- zeslabený úplný (vnitřní) odraz

Page 10: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

- Faktory, které ovlivňují ATR spektrální analýzu

POUZE ODRAZ - NIKOLI LOM !

• Vlnová délka infračerveného záření

• Index lomu IRE a vzorku

• Hloubka průniku

• Efektivní délka dráhy

• Úhel dopadu

• Účinnost kontaktu se vzorkem

• Materiál IRE (ATR krystalu)

Page 11: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Zeslabený totální odraz (ATR)

Page 12: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Infračervená spektrometrie

ATR - instrumentace

Page 13: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

ATR - instrumentace

Page 14: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

ATR - instrumentace

Page 15: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

SAMPLEATR element

Circle ATR

Incoming

Light

Exiting

light

Scheme of the Circle ATR Cell

Zeslabený totální odraz (ATR)

Page 16: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Attenuated Total Reflection (ATR)

ATR Spectra

Page 17: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Attenuated Total Reflection (ATR)

ATR Spectra of Rubber – Diamond vs Germanium IRE

Refractive indexes: Ge=4

Diamond=2.4

Page 18: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Spekulární vs. Difusní Reflexe

Page 19: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Reflexní techniky

-DRIFT

-rychlé měření práškových vzorků

-- nízká opakovatelnost dat

- složitý fyzikální popis jevu

tvar částic, „zhutnění“ vzorku

index lomu částic

reflektivita a absorpční vlastnosti částic

Page 20: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Diffuse Reflection

Experimental Setup

Page 21: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Diffuse Reflection

Experimental Setup – Different Geometry

Page 22: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Diffuse Reflection

IR Spectra of CaCO3

Ca

CO

3, K

Br ta

ble

ta

Ca

CO

3 v

KB

r, D

RIF

TS

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Ab

so

rb

an

ce

1000 2000 3000 4000

Wav enumbers (cm-1)

DRIFTs

KBr pellet

Page 23: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Diffuse Reflection

IR Spectra of 1,2-Bis(diphenyl phosphino)ethane

DRIFTs

KBr pellet

T Armaroli et al. Oil & Gas Science and Technology – Rev. IFP, 59 (2004), 215.

Page 24: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

If the surface is smooth like a mirror:

– reflection and the incidence angles are equal

– reflected beam retains the polarization

characteristics of the incidence beam

Thin layers: 0.5-20 mm angle ~20-60o spectra

similar to transmission ones

Monomolecular layers: angle ~60-85o spectra

predominatly a function of the refractive index

derivative shape of the bands arising from

superposition of extinction coefficient and

dispersion of refractive index

Specular Reflection

Page 25: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Specular Reflection

Experimental Setup

- selection of incident angle

Incident angle influences

- effective pathlength

- polarized IR response

Page 26: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

K. Yamamoto and H. Ishida, Vibrational Spectrosc., 8, 1 (1994)

Refractive

index

Absorbance

index

Specular Reflection

Page 27: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Specular Reflection

Correction of „Restrahlen „ bands

IR spektrum bez k orekc e

IR spektrum po ko rekc i pod le Kramerse a Kroniga

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Ab

so

rb

an

ce

500 1000 1500

Wav enumbers (cm-1)

Page 28: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Specular Reflection

Correction Kramers-Kronig

Polymethyl methacrylate after KK Transformation

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Lo

g(1

/R)

Polymethyl methacrylate specular reflectance

4

6

8

10

%T

1000 1500 2000 2500 3000 3500

Wavenumbers (cm-1)

Page 29: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Nanospectroscopy and microspectroscopy

Chemical images of samples

• Generate from peak heights, areas, peak ratios, correlation, results of principal component analysis etc.

• Useful for monitoring changes in chemical composition in a sample

inhomogeneities, defects, composite materials …

Page 30: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Nanospectroscopy and microspectroscopy

Chemical images of sample

• Group of points collected over the entire area of interest

Points can be collected in series (mapping – scanning the surface) or in parallel (imaging – multichannel detection)

Page 31: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Area Mapping and Imaging Group of points collected

over the entire area of interest

Points can be collected in series (mapping) or in parallel (imaging)

Ideal for analysis of highly heterogeneous samples

Page 32: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Chemical images of sample• IR imaging – multichannel detection

Page 33: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Chemical images of sample• IR imaging – multichannel detection

PCAselected bands

Page 34: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Nanospectroscopy vs. microspectroscopyMicrospectroscopy –

techniquesof far field

• Nanospectroscopy –techniques

of near field

• “coupling of a probe

and surface”

Page 35: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Nanospectroscopy vs. microspectroscopyMicrospectroscopy –

techniques of far field

The maximum spatial resolution in a properly designed microscope is limited by the diffraction of light.

• Nanospectroscopy –techniques

of near field

• The maximum spatial resolution is under diffraction limit, it is limited mostly by probe aperture (probe diameter).

Page 36: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Microspectroscopy

Spatial Resolution

the ability to view two closely spaced points as distinct objects

Diffraction

the bending (or “scattering”) of light/energy by an opening of an optical element (lens, aperture)

Page 37: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Microspectroscopy

Diffraction

the bending of light by an opening of an optical element

occurs when the wavelength of the light approaches the size of the opening

for infrared spectroscopy ~ 10 µm

(1000 cm-1 is 10 µm)

for Raman spectroscopy better than 1 µm

excitation in visible range

Page 38: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Microspectroscopy

Diffraction

1.22 (6.8 µm)

d = = 6.4 µm

0.58 + 0.71

For 1469 cm -1,

1.22 l

d =

NA obj. + NA cond.

(1469 cm-1 = 6.8 µm )

Page 39: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

MicrospectroscopyDiffraction, resolution, sample size

Large sample (>100 μm)

No apparent diffraction

full field

sample area

Small sample (<100 μm)

Diffraction Present

Diffracted radiation

Page 40: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

MicrospectroscopyMinimize Diffraction Effect - Dual

Remote Aperture

• First aperture placed between infrared source and sample, limiting IR beam to desired sample area

• Second aperture placed between sample and detector to reduce amount of diffracted light detected

Page 41: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Microspectroscopy

Minimize Diffraction Effect - Dual Remote Aperture

Page 42: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Transmission Reflection

Page 43: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Transmission

ReflectionSecondary mirror

Primary mirror

Page 44: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Transmission

transparent samples, thin layers

Reflection

ATR

reflection - absorption, specular reflection, grazing angle

Page 45: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Transmission transparent samples, thin layers

5 - 15 μm thickness

large and uniform surface

mounting in compression cell between windows makes ideal transmission sample

Page 46: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Reflection - ATR simplifies sample preparation

simplifies sample thickness problem (0.4 - 2.0 μm penetration depth)

position sample on stage

adjust for contact alert – contact sensor

View Mode

IR Mode

Page 47: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Page 48: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Reflection - ATR objective crystals - ZnSe, Ge, Si, Diamond

40 μm defect

by Micro ATRContaminant on Analgesic Tablet

0.00

0.10

0.20

0.30

Lo

g(1

/R)

by Micro ATRSurface of Analgesic Tablet

0.00

0.10

0.20

0.30

Lo

g(1

/R)

1000 1500 2000 2500 3000 3500

Wavenumbers

Page 49: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy Sampling Modes

Reflection – grazing angle

CollectView

Page 50: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Polymer Laminate Spectra

50

100

%T

50%T

50

100

%T

20

%T

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Wavenumbers (cm-1)

PET

EVA

PE

Cellulose

Page 51: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie – příklad

FTIR imaging

microscope

for chemical

composition

and spatial

info at the

cellular scale.

Gives info

like lignin,

starch,

protein and

oil

distribution.

Page 52: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 53: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 54: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 55: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 56: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 57: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 58: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 59: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie– synchrotronové záření

Page 60: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie– synchrotronové záření

Page 61: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie– synchrotronové záření

Page 62: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie –synchrotronové záření

Page 63: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie –synchrotronové záření

Fig. 5. A) Photomicrograph of pressed fragment of

sample BMM035 from Cave N(a), Bamiyan, showing a

multi-layered structure: 1 = yellowish

transparent layer, 2 = green layer, 3 = black layer, 4 =

white ground, 5 = transparent brownish layer, and

earthen rendering. B) Chemical mappings

obtained by SR-μFTIR, showing the distribution of

three particular ingredients: in red, proteins; in green,

carboxylates; in blue, hydrocerussite.

Map size: 190 × 170 μm2; step size: 10 × 10 μm2. C)

Average FTIR spectra obtained in the green layer (#2),

the white ground layer (#4) and the

transparent brownish layer (#5). The gray rectangles

highlight the vibrational bands used to generate

chemical mappings displayed in B).

Page 64: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie –srovnání s dalšími metodami

Page 65: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

FTIR mikrospektroskopie –srovnání s dalšími metodami

Page 66: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10
Page 67: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128

scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm

10 µm corresponding to (a) linseed drying

oil aged for 7 years; (b) green paint taken

from the altarpiece “El Conestable” from

Jaume Huguet (15th century AD) where a

mixture of bands

related to an aged linseed drying oil and a

metal carboxylate are identified; (c) copper

carboxylate isolated from the green paint

Page 68: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Fig. 1. Microphotographs of cross-sections corresponding to several samples studied in this work, (a) Kings’ Room in Alhambra from

Granada, (b) Our Lady Santa Ana, (c) El

Salvador Church, (d) Murillo’s painting, (e) Kings’ Room in Alhambra from Granada, and (f) Our Lady Santa Ana.

Page 69: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

Fig. 1. Microphotographs of cross-sections corresponding to several samples studied in this work, (a) Kings’ Room in Alhambra from

Granada, (b) Our Lady Santa Ana, (c) El

Salvador Church, (d) Murillo’s painting, (e) Kings’ Room in Alhambra from Granada, and (f) Our Lady Santa Ana.

Page 70: ATR, DRIFT, IRRAS - vscht.czold.vscht.cz/anl/matejka/ATR-DRIFT-IRRAS-06.pdf · 2009-12-02 · SR-FT-IR microspectroscopy spectra (128 scans, 4 cm-1 resolution, spot size 10 µm 10

IR Microspectroscopy

Microscopy Applications Small samples

Large Samples

Plastics

Packaging materials

Pharmaceuticals

Fibers

Trace evidence

Contaminants

Failure analysis

Coatings & inks

Electronic materials

Migration, diffusion and aging studies

Reverse engineering

Art conservation

And much more


Recommended