LUMOS II

FTIR 이미징이란?

일반적으로 화학 물질 이미징은 샘플의 분광 특성을 기반으로 하며 상세하고 공간적으로 분해된 화학 분석을 수행하는 데 매우 효과적인 도구입니다. 표본의 분광학적 특성은 이른바 화학적 이미지로 제시됩니다.
FT-IR 이미징에서 화학 물질 이미지의 각각의 픽셀은 완전한 FT-IR 스펙트럼으로 구성됩니다. 이 스펙트럼 데이터를 해석하여 화학 구조나 구성과 같은 샘플의 특성을 강조하고 특징을 지정하기 위해 가짜 색상 이미지를 렌더링할 수 있습니다.
이러한 이미지를 생성하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 단일 지점 및 선형 어레이 측정으로 화학 물질 이미지를 생성할 수 있지만, Focal Plane Array (FPA) 기술은 스펙트럼 광도와 성능 면에서 매우 뛰어납니다.

FTIR Imaging LUMOS II

FPA 이미징이 뛰어난 이유는 무엇입니까?

기본적으로 측정 지점 간의 거리가 짧은 연속된 단일 지점 측정을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 샘플의 화학 물질 지도를 생성하며 여러 사용 사례에서 충분히 사용할 수 있습니다. 그러나 이 방법을 사용하면 더 넓은 샘플 영역을 분석하는 데 많은 시간이 걸립니다. 다행스럽게도 완전 자동화된 LUMOS II로 필요한 노력을 최소화할 수 있습니다.


FPA 및 단일 요소 측정과 비교했을 때 선형 어레이 감지기는 하이브리드 솔루션에 근접합니다. 이러한 유형의 측정에서 단일 요소 검출기는 직렬로 배치되며(예: 1 x 8), 스펙트럼 라인(선형 스캔)을 동시에 보여줍니다. 이러한 스펙트럼 라인은 기록 후에 점차적으로 화학적 이미지를 얻기 위해 병합됩니다.(Stitched) 반면 FPA 검출기는 각 측정과 함께 샘플의 참 (true) 화학 이미지를 생성합니다. 이후, 이러한 FPA 영상은 매우 큰 샘플 영역을 이미지화하기 위해 병합될 수 있습니다.

FPA Imaging LUMOS II

선형 어레이가 단일 지점 측정보다 더 빠른 결과를 제공할 수 있지만, 스펙트럼 품질과 취급 방식에서 균형을 유지합니다. 또한, ATR 이미징은 사실상 불가능하며 비현실적인 액세서리를 통해서만 가능합니다. 즉, 이러한 경우 화학 물질 이미지와 시각적 이미지를 올바르게 정렬할 수 없습니다.
이로 인해 중요한 샘플 정보가 손실될 수 있습니다. 게다가 특성과 구조에 따라 일부 샘플은 위에서 언급한 스캐닝 방법에 적합하지 않을 수 있습니다.
궁극적으로, 초점면 배열 감지기는 위의 제한 사항에 영향을 받지 않습니다. 단일 측정(LUMOS II 1024 스펙트럼)으로 대량의 데이터를 기록하여 화학 물질 이미지를 생성합니다. 데이터는 샘플 구조와 관계없이 놀라운 속도로 시각적 이미지와 완벽하게 정렬되어 기록됩니다.

1 x 1 mm 생물학적 조직 샘플에서 수행 된 FPA 이미징의 실시간 영상. 측정 속도는 초당 900 이상의 스펙트럼입니다.

FPA 이미징의 장점 :

  • 최고의 이미징 성능 : 인상적인 공간 분해능으로 모든 측정 모드에서 1024 개의 스펙트럼을 동시에 획득합니다.
  • 단일 포인트 또는 라인 어레이 측정과 비교할 수없는 최고의 분해능.
  • FPA 이미징과 높은 수준의 자동화를 통해 매우 넓은 샘플 영역을 분석합니다.
  • FPA 이미징은 가장 짧은 시간에 고화질로 화학 이미지를 생성합니다.
  • 분석 다양성을 유지하기 위해 최대 2 개의 추가 검출기를 추가하고 다양한 선택 가능한 검출기 중에서 선택하십시오.

최고의 분석 장비를 제공하려면 FT-IR 분광법 및 이미징 기술에 대한 깊은 이해가 필요합니다. 손쉬운 소프트웨어, 스마트 하드웨어 및 영리한 자동화로 FT-IR 화학 이미징의 최첨단을 제공합니다.

결론:

FPA 기술이 선형 어레이 및 단일 지점 측정의 속도와 공간 해상도를 자연스럽게 능가하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 무제한으로 적용할 수 있고 획득한 스펙트럼 데이터는 항상 최고의 품질을 제공하며 측정 시간이 기술적 여건 내에서 단축됩니다.

1. 화학 이미징(chemical imaging)이란?

화학 이미징(Chemical Imaging)은 2D 또는 3D 영상에서 샘플의 화학적 특성을 공간적으로 분석하는 방법입니다. 이 기법을 사용하면 샘플의 재료적 특성, 구조 및 근원에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.

 

2. FTIR 이미징이란?

FTIR 이미징은 공간적으로 확인된 화학 이미지를 생성하는 한 가지 방법입니다. 이러한 영상의 각 픽셀은 전체 IR 스펙트럼으로 구성됩니다. 개별 스펙트럼을 해석함으로써 관심있는 샘플 영역을 검출하고 평가할 수 있습니다.

 

3. FTIR 이미지를 어떻게 생성하나요?

일반적인 방법은 순차 단일 점(Single point) 또는 선 배열(line array) 측정과 초점 평면 배열(FPA-Focal Plain Array) 검출기에 의한 2D 영상을 직접 획득하는 것입니다. FPA 검출기가 탁월한 솔루션을 제공한다면, 고도로 자동화된 단일 포인트(single point) 측정은 경제적인 대안이 될 수 있습니다.

 

4. FPA 감지기 (detector)는 어떻게 작동하나요?

FPA 검출기의 원리는 디지털 카메라와 유사합니다. 그러나 정의된 픽셀 배열이 가시광선 대신 적외선에 의해 조명되며, 각 검출기 픽셀은 공간적으로 분해된 독립 IR 스펙트럼을 기록합니다.

 

5. FPA 감지기에 조리개가 필요한가요?

아니요, FPA 디텍터는 어떠한 조리개도 필요로 하지 않습니다. 디텍터의 각 픽셀은 조리개 역할을 하므로 공간적으로 IR 정보를 직접 기록합니다. 이는 다른 검출기 기술에 비해 훨씬 빠르고 높은 분해능 측정을 가능하게 합니다.

 

6. FPA의 공간 분해능 조절이 가능한가요?

FPA 검출기의 공간 분해능은 개별 검출기 픽셀의 크기에 따라 달라집니다. 그러나 인접한 픽셀을 조합하여더 큰 픽셀을 형성할 수 있으며, 따라서 공간 분해능이 저하되어 스펙트럼 품질도 향상됩니다.

 

7. 다른 사이즈 FPA도 있나요?

FPA 검출기는 어레이 (array) 크기에 따라 선택하여 사용할 수 있습니다. 크기는 광학계(현미경)에 따라 선택해야 합니다. 예를 들어, LUMOS II는 32x32 픽셀 어레이에 최적화되고, HYPERION 3000은 64x64 또는 128x128 픽셀 어레이에 맞게 설계되었습니다. 후자의 경우 한 번의 스캔으로 16,000개 이상의 공간 분해 스펙트럼을 기록할 수 있습니다.

 

8. 큰 FPA가 더 나은가요?

아닙니다, 왜냐하면 FPA 검출기의 크기는 현미경으로 제공되는 최적의 조명에 전적으로 의존하기 때문입니다. 검출기 어레이의 균일한 조명은 검출기 중앙과 가장자리 모두에서 일관되게 높은 스펙트럼 감도를 보장하는데 중요합니다.

 

9. 큰 FPA는 어떤 경우에 장점이 있나요?

FPA 검출기 영역이 클수록 동시에 더 많은 스펙트럼이 기록됩니다. 공간 분해능은 배열 크기와 무관하므로, 128x128 FPA 검출기가 단일 측정에서 32x32 검출기 어레이보다 16배 큰 영역을 커버한다는 것을 의미합니다.

 

10. FPA를 어떤 측정 방법과 결합할 수 있나요?

FPA 검출기는 전송, 반사 및 감쇠 총 반사(ATR)에서 장점을 제공합니다. 특히 ATR 기술과 함께 사용할 경우 이러한 유형의 검출기는 예외적으로 높은 공간 분해능을 달성합니다.

 

11.ATR에서 FPA 측정시 분해능이 증가하는 이유는 무엇인가요?

고 굴절성 고체 상태 렌즈(저마늄 ATR 결정)와 개구부가 없는 상태의 FPA 검출기의 조합은 전송 측정에 비해 공간 분해능을 4배 증가시킵니다. 이 효과는 몰입 렌즈라고도 불립니다.

 

12. 모든 샘플에 FPA 측정이 적용 가능한가요?

FPA 측정은 모든 측정 기법과 결합할 수 있으므로 원칙적으로 모든 유형의 샘플은 이러한 방법으로 분석할 수 있습니다. 기체, 액체 및 기타 휘발성 물질은 운동성 특성 때문에 현미경으로 분석할 수 없습니다.

 

13.FPA의 대표적인 어플리케이션은 무언인가요?

대표적인 응용은 산업과 연구의 모든 영역에서 찾아볼 수 있습니다. 생물학적 조직, 제약 제품, 다층 및 래커와 같은 복잡한 화학 구조물의 특성화를 둘러싼 미세 플라스틱, 입자 및 오염 분석부터 시작할 수 있습니다. 요컨대, 이 검출기 기술은 매우 높은 공간 분해능과 큰 표본 영역의 분석이 필수적인 곳에서 사용됩니다.