分析过程的化学成像技术

描述

化学成像也称为化学量化映射生成的视觉形象的分析能力组件从同步光谱和空间分布、时间信息测量。超光谱成像,而不是多光谱成像,测量连续的光谱带,而不是间隔的谱带。化学成像的主要想法是,分析师可以采取多种光谱数据在一个特定的化学成分在一个特定的空间位置在同一时间,这是非常有用的化学识别和量化。另外,选择一个图像平面在一个特定的数据频谱(PCA-multivariable波长的数据、空间位置时)可以映射示例组件的空间分布,假设它们的光谱特征选择不同的光谱数据。

化学成像使用相同的基础振动光谱技术,但同时增加了信息获取空间解决光谱。它结合了数字成像与光谱的特点所带来的好处。简而言之,振动光谱研究光与物质之间的相互作用。当光子与样品相互作用,它们吸收或散射。特定的能量光子被吸收,吸收的模式提供了信息,或指纹,在分子中样本。化学成像,另一方面,可以执行以下的观察模式:光学吸收、发射(荧光),传播,或散射(拉曼)。荧光(排放)和拉曼散射模式是目前被认为是最敏感的,强大的,也是最昂贵的。

传输测量涉及辐射通过一个示例和被放置在探测器测量样品的对面。从入射辐射的能量转移到分子可以计算之间的区别的光子数是源和探测器测量的数量。相同的能量差测量采用漫反射率的测量,但源和探测器位于同一侧的样本,和光子测量重新照亮的样本而不是通过它。可以在一个或多个测量波长的能量,经过一系列的测量,计算的响应。

获取光谱的一个关键方面是辐射能量必须选择在某种程度上,之前或之后与样品相互作用。固定过滤器,可调滤波器,摄谱仪,干涉仪或其他设备可以用来选择一个波长。这是低效的收集大量的使用一个固定的波长滤波器的方法,所以多光谱数据通常收集。Interferometer-based化学成像必要的收集整个光谱范围,导致超光谱数据。可调滤波器可以提供多或超光谱数据,根据分析要求。

超光谱成像技术通常应用于固体或凝胶样品,并已应用于化学、生物、医学、制药、食品科学、生物技术、农业和工业。使用近红外光谱化学成像、红外和拉曼也被称为超光谱,光谱,光谱或多光谱成像。其他敏感和选择性成像技术,如紫外、荧光微光谱也在使用。在生物学和医学中,许多成像技术可用于分析样品的大小,从单分子细胞水平。

任何材料的功能依赖于化学梯度可能经得起调查使用一种分析技术,结合空间和化学特征。制造材料变得更加复杂,对这种类型的分析增加的需求。化学成像技术是至关重要的对于理解现代工业产品,在某些情况下,非破坏性,保留样本做进一步检测。

样品成分的空间分布决定了许多材料的功能,生产和自然发生的。延长释放药物配方,例如,可以通过使用一个势垒层涂层。这一障碍的存在控制活性成分的释放,在涂层和缺陷,如不连续,可能导致改变性能。缺陷或污染物在硅晶圆或微电路可以导致这些组件失败在半导体行业。化学梯度也扮演了一定的角色功能的生物系统,单个细胞,组织,甚至整个器官功能组件的精确的安排。已经证明,即使是很小的化学成分和分布的变化可以作为疾病的早期预警信号。