Technologia

Eksperci ds. spektroskopii

Metoda pomiarowa wykorzystywana w systemie Rambox oparta jest na powierzchniowo wzmocnionej spektroskopii Ramana – SERS (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy). Wykorzystujemy tę metodę do detekcji niskich stężeń substancji w produktach rolnych ze względu na jej doskonałą selektywność chemiczną pozwalającą na odróżnienie sygnału substancji od sygnału tła produktu rolnego, jak i wysoką czułość pomiaru, pozwalającą na osiągnięcie wymaganego limitu detekcji, określonego w normach.

SERS

Efekt SERS umożliwia gigantyczne wzmocnienie słabej intensywności rozpraszania Ramana poprzez obecność nanostrukturalnej powierzchni metalicznej, tzw. podłoża. Zasadniczo wartość wzmocnienia SERS wynosi około 106, ale może osiągnąć wartość nawet 1014 przy określonych warunkach.  Zastosowanie techniki SERS nie tylko poprawia ogólną czułość powierzchni, ale czyni spektroskopię ramanowską jedną z alternatywnych technik analitycznych.

Podłoża SERS

Jako aktywny substrat SERS zwykle wykorzystywane są nanocząteczki srebra (Ag), złota (Au) i miedzi (Cu). Podłoża SERS można w przybliżeniu podzielić na trzy kategorie:

  • nanocząstki metali (MNP) w zawiesinie,
  • nanocząstki metali unieruchomione na podłożach stałych,
  • nanostruktury metalowe wytworzone bezpośrednio na podłożach stałych metodą nanolitografii i syntezy opartej na szablonie.

Pomiary jakościowe i ilościowe

W spektroskopii Ramana badaną próbkę oświetla się promieniowaniem laserowym, a następnie rejestruje się promieniowanie powstające w wyniku nieelastycznego rozpraszania promieniowania optycznego w badanym obiekcie. W wyniku rozproszenia Ramana pojawiają się tzw. fala Stokes’a i anty-Stokes’a, których częstotliwości są odpowiednio różnicą oraz sumą częstotliwości fali lasera oraz drgań wiązania chemicznego badanej molekuły. W praktyce rejestruje się tylko falę Stokes’a, ze względu na większe natężenie sygnału pomiarowego. Różnica drgań wiązania oraz fali pobudzenia jest specyficzna dla danego wiązania chemicznego. Z tego względu, układ wielu wiązań chemicznych występujących w badanej substancji stanowi jej unikalny wzorzec. Dzięki temu możliwa jest analiza jakościowa, tj. rozpoznanie składu chemicznego badanej próbki składającej się z mieszaniny wielu substancji. Ponieważ natężenie sygnału jest proporcjonalne do ilości molekuł substancji w oświetlanej objętości, możliwe jest dokonywanie pomiarów ilościowych, pozwalających na określenie stężeń substancji.

Proces pomiarowy Rambox

Wykonanie badania urządzeniem Rambox, to tylko kilka prostych kroków. Udział użytkownika ogranicza się do umieszczenia próbki produktu rolnego w urządzeniu (1) i odczytania wyniku pomiaru (5). Urządzenie samo przetwarza próbkę do postaci wymaganej do pomiaru (2), następnie dokonuje pomiaru widma Ramana (3), analizuje sygnał pomiarowy stosując algorytmy sztucznej inteligencji (4) i  prezentuje  wynik pomiaru (5) określający, czy w danej próbce obecne są pestycydy oraz jakie jest ich stężenie.

Zalety technologii Rambox

  • Własnego pomysłu i produkcji podłoża typu SERS, zoptymalizowane do pomiarów pestycydów w wybranych produktach rolnych.
  • Mobilne urządzenie pomiarowe do monitorowania poziomu pestycydów w miejscu produkcji (na polu, w sadzie itp.).
  • Z urządzeniem Rambox operator nie musi być wykwalifikowanym chemikiem lub technikiem aby móc je obsługiwać.
  • Niski koszt wykrywania zanieczyszczeń ma kluczowe znaczenie dla przeprowadzania wysokiej częstotliwości testów.
  • Wykonywanie pomiarów na próbkach w sposób bardzo szybki (minuty) dużą chemiczną specyficznością oraz czułością pomiaru.
Close Menu