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共聚焦拉曼显微镜:相关性和累积性

发布:laserpulse阅读:507时间:2019-12-3 21:07:59

WITec的模块化设计策略为用户提供了共聚焦拉曼显微镜系统的清晰升级途径,并且有机会与其他显微镜技术集成。

升级途径:WITec为其alpha300 R系列共聚焦拉曼显微镜确定了灵活的设计策略优先级,使用户可以在研究计划向新的方向扩展时适应和升级他们的仪器。

德国纳米分析显微镜系统制造商WITec正在进行一项任务。 简而言之,这家总部位于乌尔姆的供应商希望使共焦拉曼显微镜在各种研究和行业应用(包括表面化学,固态物理学,食品科学,环境研究,药物研发和地球科学)中民主化使用,而这仅是针对初学者而言。这项功能强大的诊断技术正在迅速失去其局外人地位,可提供无标签且无损的成像(定性和定量),可绘制亚微米级异质样品的化学成分图。 而且,由于WITec拉曼显微镜具有高度的共聚焦性,因此可以使用来自一系列阶梯状焦平面的2D图像切片形成体积扫描和3D图像。

模块化思维

就共聚焦拉曼显微镜的产品路线图而言,WITec面临的直接挑战是平衡有时可能矛盾的用户需求并确定其优先级:易用性与多种功能; 在各种应用中优化了灵敏度;低成本加上领先的性能。考虑到这一点,WITec率先提出了模块化设计策略,该策略使用户能够在多个独特的研究应用中重新配置其共聚焦拉曼显微镜。“我们可以使用光学构件的特定组合来优化我们的系统,以满足各种要求,这些构件包括激光器、滤光片、透镜、光谱仪和检测器,” WITec研发总监兼联合创始人Olaf Hollricher解释说。“就像Lego一样,用户可以在他们的研究朝着新的方向扩展时升级和适应该仪器。”

Olaf Hollricher:“研究和工业最终用户对相关显微技术的需求正在增长。”

对于客户而言,这种明确的升级途径最终将转化为节省成本,提高生产率并增强研究成果。 Hollricher认为,同等重要的是将共焦拉曼显微镜与其他显微镜技术相结合的机会-例如,扫描电子显微镜(Raman-SEM)和原子力显微镜(Raman-AFM)。理由很明确:通过将不同的模式集成到单个仪器平台中,用户可以对正在研究的样品进行更全面的了解。例如,拉曼AFM技术使用拉曼成像来获得有关样品中分子类型和分布信息,而原子力显微镜则确定表面特性。通过这种方式,用户可以使用一台仪器可视化化学和形态特性。“研究和行业最终用户对这些相关显微镜技术的需求正在增长,” Hollricher说。 “我们的客户认识到,他们无法使用一种技术来获得所需的所有样本信息。”

成功的关键是将补充技术集成到统一的混合仪器设计中。“为了关联这些来自不同方法的数据,在每种情况下匹配并检查相同的样本区域至关重要,” Hollricher解释说。“如果使用不同的仪器,找到并匹配该样本区域是一项艰巨而耗时的工作。”除了功能,这些新的相关显微镜技术的推出都涉及同化和教育,涉及到更广泛的商业机会。“在我们引入拉曼-SEM组合后,立即触发了新的销售,” Hollricher说。 “但是,您还必须积极主动,并就这样的创新所带来的机会来教育当前和潜在的用户群。”

了解你的市场

目前,Hollricher和他的WITec同事在马萨诸塞州波士顿的材料研究协会(MRS)秋季会议(12月1日至6日)上专注于今年的促销活动。“您必须在场,” Hollricher指出,像MRS Fall这样的国际论坛是与新老客户、研发合作伙伴以及组件和子系统供应商面对面交流的好地方。“毕竟,”他补充道,“如果您知道与谁聊天,并且已经在MRS Fall之类的节目上见过面,那么做生意就容易得多。这些天来,潜在客户还需要注意的是,在前往演出之前,潜在客户会在线上做功课,因此,他们的问题来自明智的角度,而不是一般的事实发现。”针对这些问题,WITec将在MRS Fall上展示许多工作流程创新。一个典型的例子是TrueSurface,这是一种光学校正技术,可以对粗糙、倾斜或不规则形状的样品进行3D化学表征-包括药物涂层、复合乳剂和复杂的半导体结构-并保持了对由聚光镜提供的散焦光强烈抑制。

保持焦点:TrueSurface光学校正技术可确保在地形拉曼成像过程中,大型或粗糙纹理样品(例如该药物片剂涂层)的表面保持恒定焦点。

简而言之,TrueSurface模块可确保大型或粗糙纹理样品的表面在测量过程中始终保持焦点不变。传感器以亚微米分辨率主动监控并维持物镜与样品表面之间的设定距离。 “这种闭环操作可以消除积分时间长的测量过程中温度引起的焦点漂移,例如,由于样品敏感,如果必须使用非常低的激发强度来进行过夜测量,” Hollricher解释说。

WITec展台上还将重点展示的是ParticleScout,这是一种分析工具,使研究人员可以快速、轻松地在样品表面上查找、分类、量化和识别颗粒污染物。 ParticleScout采用了多步过程,首先是对颗粒污染物进行明场和暗场照明调查。然后,图像拼接将许多测量区域组合成一个大面积的概图,而焦点堆叠则可以清晰地渲染较大的粒子以进行准确的轮廓识别。将感兴趣的粒子分类到排名列表后,将自动获取每个粒子的拉曼光谱,而集成的TrueMatch Raman数据库软件可提供简化的评估和识别。“越来越多的应用程序中,用户需要分析有机和塑料微粒污染物,” Hollricher指出。“这是公共自来水公司、啤酒厂、瓶装水制造商、食品工业和环境机构中科学家的热门话题。”

展望未来,Hollricher将自动化视为共聚焦拉曼显微镜的“下一件大事”。 “直到最近,用户需要大量的专业知识和领域知识,才能充分利用拉曼显微镜。所看到的是,正在朝着启用数据库的搜索方向迈进,该搜索可以从易于操作的系统中获得有价值的信息和见解,无论对于专业用户还是非专业用户,该系统都易于操作。”

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