红外和拉曼用于应急领域解决方案

实例 FirstDefender RM 和 FirstDefender RMX 红外和拉曼：为应急响应人员提供互为补充的分析技术 关键词 化学物质鉴定 拉曼光谱 红外光谱 互为补充的技术 应急响应人员在处理现场不明物质时会面临一系列直接挑战，例如，应急人员需要选择合适的工具和仪器处理特定情况。在应急现场用于鉴定固体和液体成分的工具包括赛默飞世尔科技的 FirstDefender 系列产品和TruDefender 系列产品。FirstDefender 系列产品基于拉曼光谱技术， 而 TruDefender 系列产品基于傅里叶变换红外光谱技术。简而言之，这两种技术都是通过扫描得到不明物质的特征指纹光谱，在与谱库里的光谱进行比对后，确定不明物质的成分。 赛默飞世尔科技公司在红外和拉曼光谱分析技术的基础上开发了手持式红外光谱仪和拉曼光谱仪，并基于强大的分析软件从根本上促进了这两种技术的发展。我们开发的内置软件能够自动进行混合物分析，在应急现场遇到最多的情况就是污染物或是化学混合物，我们的软件能够告诉应急人员这个物质是一个混合物并分析其中的成分，此项功能对于应急人员至关重要。红外技术和拉曼技术是最为成熟且最为精确的光学技术，每种技术都在特定应用中有其显著优势。与此同时，这两种技术在光谱分析中使用互补分析方法，因此，将红外技术和拉曼技术一起使用，可扩大对不明物质的鉴定范围，从而为社会和应急人员提供更好的保护。 光学技术用于化学物质鉴定 拉曼和红外光谱分析技术都是测定作用于不明固体和液体物质分子的能量，红外测定的是多少光被分子振动化学键吸收，也就是测定光作用于物质分子后剩余的能量。而拉曼测定的是物质被激光激发后发射和散射的能量。这两种技术的说明参见图一。 傅里叶变换红外光谱 红外光谱是一项吸收光谱技术，红外光照射到样品，一部分波长被样品吸收，剩余的波长穿过样品。特定分子键吸收特定数量的能量。失去的能量等同于显示在红外光谱上的峰值。红外光谱的吸收能力非常强，对含有极性共价键分子的物质提供卓越而清晰的分析结果，因此，在下列情况中，红外光谱分析通常是最主要的分析手段： ·有色物质：分析各种着色固体和液体不明物质时非常有效，例如，工业颜料，色素和油等。 ·荧光物质：在使用拉曼光谱仪对样品进行扫描时，许多有色样品发射荧光，并对物质的分子指纹光谱形成干扰。而红外光谱测定的是样品的吸收光谱，不受荧光干扰，因此，红外光谱是测定荧光物质的最佳技术。 不能分析的样品：生物样品、金属、离子盐、没有共价键的元素 TruDefenderFT FirstDefender RMX 和FirstDefender RM 拉曼光谱 拉曼光谱是分子振动光谱技术，其原理是将单一波长的激光聚焦到样品上。激光能量使分子激发并发射可测量的散射光(散射光即代表了物质的分子结构信息，得到的拉曼光谱为物质的特征指纹光谱)，以此识别有问题的物质。拉曼技术是基于基础化学来准确识别不明物质的最为有效的方法。在下列情况中，拉曼光谱分析通常是最主要的分析手段： ·密封容器中的样品：我们的仪器可以采用瞄准式扫描模式对透明或半透明容器中的样品进行扫描，无需直接接触可能有毒的不明物质。也可使用配套的玻璃瓶模式对装在普通玻璃瓶中的物质进行分析。 ·测定水溶液：由于水分子的拉曼信号可以忽略，因此，拉曼光谱可以非常好地测定水溶液中的潜在威胁物质。 特别适合用拉曼光谱分析的样品 油和染料 溶剂(氨水，氢氧化钾) 强荧光和黑色样品 ·白色和浅色粉末：拉曼光谱擅长分析白色和浅色粉末样品，因为大多数此类样品由典型非极性共价键组成，非极性共价键有很强的拉曼信号。 红外和拉曼光谱是最为成熟的实验室物质分析技术，然而在现场使用这些技术要求红外和拉曼仪器必须坚固耐用、精确快速。下面引用的实例说明应急响应人员如何在现场使用赛默飞世尔科技的TruDefender (FTIR)和FirstDefender( Raman)仪器，作为鉴定现场化学物质的互补工具。 表一给出每一种技术可识别的代表性物质 适合用红外和拉曼光谱分析的物质分类 不适合用振动光谱分析的物质 纯离子盐金属和合金 挥发性化学物和生产冰毒产生的有毒蒸汽危害健康与安全。应急响应小组人员接到报告，怀疑某个地点可能是制造毒品的实验室，他们需要马上到现场进行处理。应急响应人员谨慎地进入这个区域，看到柜子和架子上有一些盛有各种不明液体的玻璃和塑料容器、散落着不明粉末状物质的烘干板，还有一些不透明的塑料容器。 FirstDefender RM仪器可以轻松识别固液体化学物质 应急响应小组首先使用FirstDefender RM拉曼光谱仪识别透明容器中的液体，无需打开或移动可能盛有易燃、易爆或有毒物质的容器。经鉴定，确认这些物质是过氧化氢、外用酒精和油漆稀释剂。应急响应小组还使用FirstDefenderRM检测出烘干板上的一些粉末是冰毒，然后又用赛默飞世尔TruDefender进行了确认。 FirstDefender RMX可以通过一个固定光纤或集成工具安装在机器人手臂上对样品进行分析 下一步，应急响应小组使用FirstDefender分析仪试图分析其它粉末，结果发现这些样品的荧光非常强，无法使用拉曼技术获得结果。应急小组仔细地收集了这些粉末，然后用TruDefender FT分析仪进行分析，结果表明这些粉末是婴儿奶粉和二甲基砜(简称MSM)的混合物，这两种物质都是常用的冰毒掩盖试剂。应急小组还检测出其它白色粉末是爆炸物前体。 不透明塑料瓶中的样品不能用拉曼光谱穿透容器，而使用TruDefender FT分析仪需要从瓶中取样进行分析。考虑到不能污染瓶中样品，应急小组决定使用赛默飞世尔的TruDefender FTG分析仪，分析容器中的顶空气体后发现，一种液体正在挥发毒害整个环境的氯化氢废气。这一发现和前面发现的爆炸物前体使应急小组明白自己正暴露在一个易燃、易爆的有毒环境中。因此，应急小组从现场撤离并请求当地排爆小组支援。通过这个实例可以了解到， FirstDefender RM 和FirstDefender RMX 能够透过玻璃容器分析样品，无需取样。而 FirstDefender RMX 可以通过一个固定光纤或集成工具安装在机器人手臂上对样品进行分析。 赛默飞世尔科技第二代拉曼光谱仪 FirstDefender RM 和 FirstDefender RMX 是在屡获殊荣且成熟的 AhuraFD(赛默飞世尔旗舰产品)基础上进行改进的，能够在现场更快速、更准确地鉴定不明化学物质。FirstDefender RM 和 FirstDefender RMX 在便携性、扫描速度、仪器性能、混合物分析及操作界面上都有显著提高。FirstDefender RM 的重量仅有800克，体积和重量是第一代 Ahura FD的一半。它的设计更好地满足了特种部队和应急小组人员的需要，而First Defender RMX 通过一个固定光纤扩展了其应用范围，例如，可以用光纤对很难够到的样品进行分析。它也可以通过 RS232 接口安装在机器人手臂上进行 远程扫描。 TruDefender FT 和TruDefender FTi TruDefender FT 和 TruDefender FTi 手持式红外光谱仪能够在现场对爆炸物、毒品、有毒化学物质及前体等-系列物质进行分析，仪器坚固耐用，重量不足1.4公斤，适用于各种恶劣的现场环境。TruDefender FT 采用成熟的傅里叶变换红外光谱技术，在最大程度上扩展和补充了FirstDefendrer 系列产品对不明化学物质的分析范围。 TruDefender FTi 又增加了一项核心功能，即通过内置移动电话技术可以直接将扫描数据无线传输到事故控制中心或后方技术支持部门。 概括 拉曼和红外光谱是两种最广泛使用且最为成熟的不明固液体鉴定技术。鉴于每种物质分子的结构都是独一无二的，它们的红外和拉曼光谱图就是物质的特征指纹光谱。由于每种物质的特性各不相同，有些物质更适合用红外分析，有些物质更适合用拉曼分析。TruDefender 和 FirstDefender 系列产品综合了各自的技术优势并在最大程度上扩大了对不明物质的分析范围。如果单独使用这两款产品，每款产品可以快速生成评估和识别不明物质的分析结果，从而可以帮助应急人员及时处理安全隐患。如果同时使用这两款产品，TruDefender 和 FirstDefender 可以相互确认分析结果，为现场情况提供更加全面的评估，从而可以帮助应急小组更加坚定地处理应急情况。 FirstDefender和TruDefender系列产品为用户提供互为补充的识别科技 关于赛默飞世尔科技便携式化学物质鉴定仪 赛默飞世尔科技的手持式化学物质鉴定仪不仅将精确的实验室分析带到了现场，而且其分析结果更加智能和简便，能够更好地应用于人类健康和公共安全领域。我们的机构和公司客户遍布国家安全、公共安全、工业、航空安全、制药等领域。赛默飞世尔科技的安防产品在获得ISO9001认证的美国工厂生产，并销往全球，是值得您信赖的专业产品。 表适合用红外和拉曼光谱分析的物质和这两种技术都不能分析的物质此表仅示意说明上述用途而非全面物质列表