Lightnovo miniRaman – a világ legkisebb Raman-spektrométere
A világ legkisebb kutatói szintű Raman-spektrométere: 112 mm hosszú, és minden méréskor önmagát kalibrálja.
Raman-spektroszkópia tenyérnyi méretben
A dán Lightnovo miniRaman a világ legkisebb kutatói szintű (research-grade) Raman-spektrométere: mindössze 112 × 39 × 34 mm méretű, tömege pedig – kiviteltől függően – 200–400 gramm. Ez a méret nem a teljesítmény rovására megy: a műszer laboratóriumi elven működő, teljes értékű Raman-spektrumot ad, amellyel szilárd anyagok, porok és folyadékok néhány másodperc alatt azonosíthatók.
A Lightnovo ApS a Dán Műszaki Egyetem (DTU) 2019-ben alapított spin-off vállalkozása, amely a miniatürizált Raman-spektroszkópia és Raman-mikroszkópia egyik meghatározó fejlesztője.
A szabadalmaztatott referenciacsatorna
A hagyományos Raman-spektrométerek legnagyobb költségtényezője a frekvenciastabilizált lézer: a lézer hullámhosszának elcsúszása (drift) ugyanis közvetlenül rontja a mérés pontosságát. A Lightnovo ezt a problémát más úton oldotta meg.
A miniRaman szabadalmaztatott referenciacsatornát használ, amely minden egyes spektrumfelvétel közben elvégzi a Raman-eltolódás és a Raman-intenzitás kalibrációját. A műszer tehát folyamatosan korrigálja a nem stabilizált lézer hullámhossz-elcsúszását, így drága stabilizált lézer nélkül is megbízható, reprodukálható eredményt ad – jelentősen alacsonyabb áron, mint a hasonló képességű klasszikus rendszerek.
Konfigurációk
A miniRaman öt kivitelben érhető el, így a feladathoz igazítható:
- Standard – általános célú anyagazonosítás
- Power – megnövelt lézerteljesítmény és jel/zaj viszony a nehezebb minták kedvéért
- SERS – felületerősített Raman-szórás (SERS) alapú, nagy érzékenységű mérésekhez
- Power Dual és Standard Dual – két lézerhullámhossz egyetlen készülékben
Az egylézeres kivitelek 785 nm-en működnek, ami a klasszikus „ujjlenyomat" tartományt fedi le, és alacsony gerjesztési energiája miatt a fluoreszcenciára hajlamos mintáknál is előnyös. A Dual kivitelek emellett egy második lézert is tartalmaznak – 660 vagy 675 nm, a feladathoz választva –, amely a magas hullámszámú tartományt teszi elérhetővé.
Műszaki jellemzők
| Jellemző | Standard | Power | SERS | Power Dual | Standard Dual |
|---|---|---|---|---|---|
| Lézerhullámhossz | 785 nm | 785 nm | 785 nm | 660/675 és 785 nm | 660/675 és 785 nm |
| Teljesítmény a mintán | 5–50 mW | 10–90 mW | 0,5–15 mW | 5–40 mW (660); 5–75 mW (675); 10–90 mW (785) | 5–40 mW (660); 5–75 mW (675); 5–50 mW (785) |
| Jel/zaj viszony | 500:1 | 1000:1 | 100:1 | 600:1 (660); 800:1 (675); 800:1 (785) | 600:1 (660); 800:1 (675); 440:1 (785) |
| Jellemző | Érték |
|---|---|
| Spektrális tartomány | 400–2700 cm⁻¹ (785 nm); Dual kivitelnél 2700–4000 cm⁻¹ (660 nm) vagy 2550–4000 cm⁻¹ (675 nm) |
| Spektrális felbontás | 7–15 cm⁻¹ (réstől függően; a rés mérete egyedileg szabható) |
| Méret | 112 × 39 × 34 mm |
| Tömeg | 400 g (opcionálisan 200 g alumínium házban) |
| Vezérlés | okostelefon (Android) vagy PC (Windows 7, 10, 11), Bluetooth vagy USB-C kapcsolaton |
A jel/zaj viszony polisztirol-spektrumon, maximális lézerteljesítménnyel, 0,3 s expozícióval és 10 ismétléssel mért csúcsérték.
Miraspec – a kezelőalkalmazás
A műszert a Miraspec alkalmazás vezérli okostelefonról (Bluetooth-kapcsolaton keresztül), illetve PC-ről. Az alkalmazás nem csupán mérésindításra való: a teljes kiértékelési munkafolyamatot lefedi.
- Scan – spektrum felvétele
- Identify – az anyag azonosítása a könyvtár alapján
- Verify – ellenőrzés, hogy a minta a várt anyag-e
- Quantify – mennyiségi meghatározás
- Classify – a minta besorolása
- MixtureID – keverékek komponenseinek azonosítása
- Add to library – saját anyagok felvétele a könyvtárba
- Device validation – a készülék működésének ellenőrzése
A saját könyvtár építhetősége miatt a műszer nemcsak előre definiált anyagokat ismer fel, hanem az adott felhasználó saját feladataira is testreszabható.
A mérés paraméterei – lézerteljesítmény, expozíciós idő, érzékenység, ismétlésszám és spektrális tartomány – szabadon állíthatók. A spektrumok előfeldolgozására Savitzky–Golay- és aszimmetrikus legkisebb négyzetek (AsLS) alapú simítás, gördülőkörös és AsLS háttérkorrekció, valamint normalizálás áll rendelkezésre; a lézer módusugrásának korrekciója és a spektrális szuperfelbontás szabadalmaztatott megoldás.
Mennyiségi elemzéshez a szoftver Raman-csúcsmagasság és -csúcsterület szerinti kalibrációt, parciális legkisebb négyzetek (PLS) módszert, többváltozós görbefelbontást (MCR), valamint keverékek nemnegatív legkisebb négyzetek (NNLS) szerinti mennyiségi meghatározását kínálja.
Tartozékok
A készülékhez a mintatípushoz igazítható tartozékok rendelhetők:
- Hosszú munkatávolságú szonda (f = 30 mm)
- Közepes munkatávolságú szonda (f = 15 mm)
- Rövid munkatávolságú szonda (f = 6,25 mm)
- Kontaktszonda – in vivo bőrmérésekhez, illetve porok és folyadékok közvetlen érintkezéses mérésére
- Mintatartók és axiális fókuszáló tartozékok
- Fényvédő mintaburkolat és objektívvédő sapkák
- Adapterek szabványos mikroszkóp-objektívekhez
Precise Focusing Stage
A Precise Focusing Stage a miniRaman spektrométer mindegyik kivitelével használható asztali kiegészítő. Megvédi a mérést a környezeti fénytől, biztonságossá teszi a munkát (a kezelő nem látja a lézersugarat), és pontos fókuszálást tesz lehetővé a mintán. Két változatban érhető el:
| Jellemző | XYZ változat | Z változat |
|---|---|---|
| Mozgatási tartomány | 25 mm az X és Y tengelyen, 25 mm axiálisan | 25 mm axiálisan |
| Fókuszálási pontosság | 10 µm (axiális és laterális) | 10 µm (axiális) |
| Fedél rögzítése | mágneses, felső és alsó helyzetben | mágneses, felső és alsó helyzetben |
| Tömeg | 3,2 kg | 2,5 kg |
| Méret | 215 × 175 × 320,5 mm | 215 × 175 × 320,5 mm |
Egykezes kezelés, kijelzőn megjelenő eredmény
A műszer egy kézzel kezelhető, és a kijelzőjén közvetlenül megjeleníti az azonosítás eredményét – ehhez tehát nem feltétlenül kell okostelefont vagy PC-t csatlakoztatni. Ez a terepi munkánál számít a legtöbbet, ahol a gyors, egyértelmű válasz a cél.
Tipikus alkalmazások
- Gyógyszeripar – hatóanyag- és segédanyag-azonosítás, minőségellenőrzés
- Vegyipar és polimerek – anyagazonosítás, bejövőáru-ellenőrzés
- Élettudományok és bőrdiagnosztika – kontaktszondával in vivo bőrmérés is
- SERS-mérések – felületerősített Raman-szórás nagy érzékenységgel
- Nanoanyagok és félvezetők – anyagszerkezeti jellemzés
- Törvényszéki vizsgálatok – helyszíni anyagazonosítás
- Alkohol- és termékhamisítás felderítése – italminőség és hamisítványok kiszűrése
- Kozmetikai ipar és geológia
Miért a miniRaman?
- A világ legkisebb kutatói szintű (research-grade) Raman-spektrométere
- Önkalibráló működés: nincs szükség drága, frekvenciastabilizált lézerre
- Kedvezőbb ár a hasonló képességű asztali rendszereknél
- Okostelefonról (Android) és PC-ről is vezérelhető, Bluetooth vagy USB-C kapcsolaton
- Öt kivitel: Standard, Power, SERS, Power Dual és Standard Dual
Galéria
