Идентифицировать за считанные секунды неизвестное вещество, не вскрывая упаковки, на пункте таможенного досмотра, определить подлинность лекарственного средства на фармконтроле, природы полимера в аналитической лаборатории или места происхождения драгоценного камня в ювелирной мастерской возможно с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния (Рамановской спектроскопии, КР-спектроскопии).
До недавних пор применение метода Рамановской спектроскопии было ограничено громоздкостью оптических схем детекции рассеянного света. В настоящее время техническое состояние данного вопроса позволяет конструировать компактные КР-спектрометры, которые могут быть использованы не только в лаборатории, но и на производстве, а также в «полевых условиях».
Комбинационное (неупругое) рассеяние света — свойство фотонов приобретать или терять квант энергии при их рассеянии молекулой вещества. При этом в спектре рассеянного света появляются новые линии, которых не было в спектре исходного (возбуждающего) излучения. Положение этих линий определяется природой химических связей и пространственным расположением атомов в кристаллической решетке.
Наряду с этим открытие гигантского комбинационного рассеяния (ГКР, SERS) в 70-е годы прошлого столетия Фляйшманом и сотрудниками расширило применимость КР-спектроскопии при определении сверхмалых концентраций веществ и детекции различных таргетных молекул.
В настоящее время КР-спектроскопия имеет широкий охват применения и используется для решения разного рода задач. Приводим некоторые примеры использования:
Производство:
- входной и выходной контроль качества продукции;
- критические контрольные точки и непрерывный анализ процессов по технологии PAT на фармпредприятиях;
- контроль чистоты и качества лекарственных препаратов.
Аналитические и исследовательские лаборатории:
- определение и изучение физических и химических свойств полимеров и резин;
- исследование кинетики химических реакций;
- анализ лакокрасочных покрытий;
- определение момента завершения кристаллизации веществ;
- исследование полиморфов и их классификация;
- исследование углеродных материалов;
- идентификация нефтепродуктов.
Химическая и биологическая безопасность:
- неинвазивное определение наркотических веществ;
- обнаружение взрывчатых и токсических веществ;
- криминалистическая и судебная экспертиза тканей, красок, чернил, волос, пигментов и т.д.
Биохимия и медицина:
- исследование биохимических процессов и метаболизма тканей;
- диагностика различных патологий (диабет, онкология, атеросклероз сосудов);
- исследования в косметологии, стоматологии, гинекологии и урологии;
- определение состава почечных камней и т.п.
Ювелирное дело и геология:
- экспертиза драгоценных и полудрагоценных камней;
- определение происхождения камня;
- анализ геологических материалов и идентификация включений в минералах.
Пищевая безопасность и экология:
- экспертиза качества продуктов питания;
- мониторинг сельскохозяйственных культур и определение патогенов;
- выявление загрязнений почвы, воды.
Искусство и археология:
- неразрушающее исследование красок на картинах;
- установление подлинности предметов искусства;
- исследование древних артефактов.
Эти примеры демонстрируют большой потенциал КР-спектроскопии как аналитического метода, который уже используется и может быть еще более широко использован в различных областях науки и отраслях народного хозяйства.
Раман-спектрометры и микроскопы RamanLife — приборы российского производства, внесены в реестр Минпромторга.
Диаэм: подбор оптимальной конфигурации прибора, поставка, запуск, гарантия, сервис; тестирование в лаборатории Диаэм.
Анализ чистоты и подлинности лекарственных средств
Движение к компактизации
ГКР как мощный инструмент безметочной и меточной детекции различных метаболитов
Идентификация драгоценных камней
Исследование тканей с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния
Исследование тканей с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния
Определение состава камней в почках
Определение взрывчатых веществ
Природа комбинационного рассеяния
Спектроскопия комбинационного рассеяния в определении аллотропных модификаций
Входной контроль сырья, критические контрольные точки и выходной контроль продукции – основа качественной продукции