FT-IR显微镜-一个强大的化学成像工具

FT-IR显微镜是一种成熟的方法，可用于颗粒或污染物的化学鉴定，以及某些物质在复杂化合物中的分布可视化。由于现代焦平面阵列探测器的使用，这项技术在过去几年中已经发展欧洲杯猜球平台成为一种新的成像技术。它允许在几分钟内以非常高的横向分辨率测量大样本区域。

红外成像系统

测量结束后，在易于理解的图像基础上对结果进行评价。二十多年来，傅里叶变换红外(FT-IR)光谱技术一直被用于分析非常小的样品。为此目的，已经开发了具有镜面光学的显微镜，不仅允许视觉观察，而且还可以对样品进行红外光谱分析。最近，FT-IR显微镜配备了焦平面阵列(FPA)探测器，由一个矩阵16 × 16至128 × 128探测器元素组成。这种新的阵列探测器允许用户同时获取多达16000像素/光谱，因此使FT-IR显微镜也成为一种成像技术。

空间分辨率

为红外显微镜就像其他类型的光学显微镜一样，横向分辨率受到光衍射的限制。样品两点仍能被分离的最小距离(δ)用下列公式描述:

δ=0,61λ/NA，

NA是物镜的数值孔径，λ是光的波长。

由于FT-IR显微镜中镜物镜的数值孔径约为0.6，因此上述公式可简化为：

距离δ=波长λ。

图1显示了一个样品的可见图像，该样品由玻璃上有规则图案的金属条组成。

一)

（b）

（c）

图1所示。玻璃上金属条的图案。上部a）图像是样本的视频图像。视频图像覆盖约400 x 500μm的采样区域。使用配备FPA探测器（64 x 64个探测器元件）和36 x物镜（NA=0.5）的FT-IR成像系统Bruker HYPERION 3000，在反射模式下以1,1μm的像素分辨率测量该样品区域。在b中，在1650cm处显示红外图像^－1(≅ 6μm波长）显示在3200cm处的红外图像中^－1(≅3 μm波长)。

带钢排列在不同尺寸的平行取向带钢组中，并由不同的宽间隙隔开。采用像素分辨率的透射方式测量了如图1所示的约400 × 500μm的样品区域，该像素分辨率是使用该方法在一个1.1 μm的探测器像素上成像的采样区域的大小傅立叶变换红外光谱成像波长为1650cm的光谱强度^－1(≅6μm;图1b)和3200cm^－1(≅ 3μm；图1c）以假彩色显示。两幅假彩色图像显示金属条的矩形形状变得更清晰，并且较小条组在3μm波长下的分辨率优于在6μm波长下的分辨率。这一结果表明，设计良好的FT-IR成像系统的横向分辨率仅受光衍射的限制。

当你仔细观察图1c中第6组和第7组红线上的切口时，这个事实就更加明显了。如图2所示，以14 ~ 8 μm分隔的第6组条带在3 μm和6 μm两个波长上都有很好的分辨。但是，如果条带图案和单个条带之间的间隙变小，如第7组，在波长为3 μm时获得的横向分辨率要比在波长为6 μm时好得多。根据理论预期，在6 μm波长下，结构可以被解析到6 μm。在波长为3μm的情况下，分辨率极限约为3μm。

这么高的空间分辨率已经实现,因为使用像素的分辨率,等于每个探测器元素的边缘长度的1μm大大高于结构来解决,即所有条和差距一直在成像几个像素,而不是只有一个单一的像素如图2所示。

图2。解析配置文件。该图根据图1c中所画的红线显示了第6组和第7组的剖面图。蓝色的痕迹与3200厘米处的剖面相对应^－1红色的痕迹与1650厘米处的剖面相对应^－1．

小麦茎秆的红外分析

动物和植物组织的研究也是一项标准应用傅立叶变换红外光谱成像．图3和图4显示了小麦茎组织的结果数据。主要生化成分如蛋白质、碳水化合物、蜡类/脂类可通过特征吸收进行检测。图4中的红外图像显示了这些成分在组织中的分布。这些信息也可以组合成如图3所示的RGB图像，证明了蛋白质(绿色)、碳水化合物(红色)和蜡/脂类(蓝色)的平行分布。

一)

（b）

图3。小麦茎。在麦秆的视频图像(切片;厚度为10 μm)。视频图像覆盖约500 × 500 μm的样品区域。RGB图像(b)显示了蛋白质(绿色)、碳水化合物(红色)和蜡/脂类(蓝色)的组合分布。

一)

（b）

（c）

图4。使用配备FPA探测器（64 x 64探测器元件）和15x物镜（NA=0.4）的FT-IR成像系统BRUKER HYPERION 3000，以2.7μm的像素分辨率测量了小麦茎样品（见图3）的透射率。单个红外图像显示蛋白质的分布（1710-1480cm）^－1， a)，碳水化合物(1140 - 900厘米^－1，b）和蜡/脂类（1770-1700厘米^－1c)组织内。这些成分的分布已经通过评估这三种生化成分的每一种特征振动的强度来形象化。

应用程序

FT-IR显微技术具有广泛的应用前景。典型的应用是颗粒和最小污染的化学鉴定，检查涂层的均匀性和分析复杂混合物中多种不同成分的分布。欧洲杯猜球平台这项技术的一个重要好处是，它可以用来分析几乎所有种类的样品。此外，它是一种无创的方法，不需要染色或标记检查的样本。分子是根据它们的特征振动来识别的，这些特征振动是由撞击的红外光束激发的。通过这种方式，FT-IR成像提供了分析样品区域的分子组成信息。因此，这种成像技术也被称为“化学成像”。

这些信息来源于布鲁克光学提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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