Academia de espectroscopía FTIR

La presentación de los espectros en forma de transmitancia suele destacar los picos de menor tamaño, lo que permite en ocasiones una mejor evaluación visual de la muestra. Los espectros de absorbancia se usan para cualquier análisis cuantitativo, las sustracciones espectrales u otras manipulaciones dado que los espectros son lineales en el caso de la concentración, lo que no ocurre con los espectros de transmitancia. En el caso de las búsquedas o un uso más general, se trata más bien de una preferencia personal. En las publicaciones anteriores se suele usar la transmitancia con más frecuencia, pero en el caso del análisis detallado de los picos siempre se hace referencia a la absorbancia debido una vez más a la característica de linealidad.

La apodización funciona en el interferograma. Si tiene datos sin procesar, que el softwareThermo Scientific OMNIC puede hacer estableciendo una sola casilla de verificación, entonces el procesamiento posterior mediante el cambio de apodación es trivial. Dado que el interferograma suele requerir mucha más memoria que los espectros por transformada de Fourier, los paquetes de software anteriores solían descartar el interferograma para ahorrar memoria. En los casos en los que el interferograma no se incluye, no es posible repetir el procesamiento, ya que la apodización es una función de dominio temporal.

La apodización puede aumentar de un nivel ligero (Happ-Genzel) a un nivel intenso (Blackman-Harris). Cuanto más intensa es la función, mayor es el efecto observado en la forma de la línea. En el caso de la mayoría de los usos normales, en los que la resolución se corresponde con 4 números de onda o más, incluso la apodización intensa no distorsiona los espectros considerablemente. No obstante, a medida que se estrechan las líneas, como el caso de la espectroscopía de fase gaseosa, el efecto de la apodización puede ser considerable. La apodización intensa de los picos anchos mejora considerablemente la relación señal-ruido frente a la función Boxcar (básicamente ninguna apodización), ya que tiene un efecto mínimo en la anchura de la línea. La función H-G ha sido el valor predeterminado original de OMNIC (y aún sigue siéndolo con frecuencia) debido a su efecto «ligero» en la anchura de la línea en combinación con una relación señal-ruido aceptable. En general, la relación señal-ruido mejora en el orden H-G, Norton-Beer débil, NB medio, NB intenso, Blackman-Harris, mientras que el efecto es mayor en las formas de las líneas en el mismo orden.

El trabajo cuantitativo requiere uno de dos enfoques. En primer lugar, puede conocer o calcular la capacidad de absorción (épsilon según la ley de Beer). Esto es muy infrecuente. Lo más normal es desarrollar un conjunto de patrones de formación/calibración y registrar los espectros. Puede usar un paquete de quimiometría, como el software Thermo Scientific TQ Analyst, para automatizar el análisis mediante la ley de Beer o un modelado más complejo, o bien puede registrar la información básica (altura o área de los picos) en una hoja de cálculo y, a continuación, usar la regresión lineal (o no lineal). En general, es la misma idea que en el caso de la cromatografía o la espectroscopía atómica.

La técnica FTIR responde a un cambio en el momento dipolar independientement si se trata de un compuesto orgánico o inorgánico. Los óxidos de metal, los carbonatos y los carbonilos son buenos ejemplos. La ecuación básica indica que el número de onda es proporcional a la raíz cuadrada de la constante de elasticidad (fuerza de enlace) y un número superior a la raíz cuadrada de la masa reducida. Es decir, a medida que aumenta la masa de los átomos implicada en el enlace, el número de onda se reduce. Muchos compuestos inorgánicos tienen picos inferiores a 400 cm-1, como el ferroceno, el acetilferroceno y el óxido de cadmio. Esto requiere el uso de la óptica de «infrarrojo lejano». Para muchos usuarios del ámbito de la medicina forense, la técnica de infrarrojo lejano es útil para identificar restos de pintura debido a su contenido inorgánico. Hay varios accesorios de ATR que permiten la técnica ATR de infrarrojo lejano (en su mayoría dispositivos de diamante monolítico). El espectrómetro FTIR Thermo Scientific Nicolet iS50 se ha diseñado para facilitar el rendimiento de la técnica de infrarrojo lejano con un sistema ATR integrado. En última instancia, si le interesa esta area, póngase en contacto con un representante de ventas del área de FTIR para conocer las capacidades y limitaciones.

La técnica DRIFTS (espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier de reflectancia difusa) se usa en el infrarrojo medio y el infrarrojo cercano. En el infrarrojo medio, la técnica DRIFTS requiere la mezcla de la muestra con diluyentes como KBr (con un 3-10 % de la muestra). Esto es típicamente indeseable ya que la muestra está ahora mezclada. Sin embargo, la técnica DRIFTS se usa con frecuencia para la investigación de la catálisis, en cuyo caso el material en polvo se expone a una alta temperatura, valores de presión altos y mezclas de gases reactantes. Varios proveedores de accesorios fabrican dispositivos específicos para este proceso. En el infrarrojo cercano, la técnica DRIFTS se usa sin dilución mediante la medición directa. Hay muchas sondas portátiles que permiten el análisis a través de la pared del recipiente (por ejemplo, bolsas de plástico), lo que significa que la muestra se puede analizar sin tocarla o contaminarla. La técnica ATR implica el contacto con la muestra, ya que se requiere el contacto de esta con un cristal. En general, la técnica ATR no requiere la dilución y funciona correctamente con materiales sólidos, como tarjetas de crédito o parachoques de vehículos, los cuales serían demasiado duros para la técnica DRIFTS. La técnica ATR ha sustituido en gran parte a la técnica DRIFTS en el infrarrojo medio, a excepción de determinados casos especiales en los que la técnica DRIFTS sigue siendo un método de preferencia en el ámbito del infrarrojo cercano.

Una fase experimental clave del análisis de proteínas es la eliminación de bandas de agua (la mayoría de las proteínas se encuentran en tampones). Esto requiere celdas de transmisión con trayectorias ópticas altamente controladas o la técnica ATR. La mayoría de los estudios anteriores se han realizado con celdas de transmisión de trayectorias ópticas de 6 a 10 micrómetros mediante BaF2 o ventanas similares. Esta región de análisis está comprendida aproximadamente entre 1400 y 1750 cm-1, donde estas ventanas son transmisoras. Recientemente, se han empezado a usar con más frecuencia los dispositivos ATR con ventanas de silicio, germanio o diamante. Se pueden producir reacciones o la unión de proteínas al cristal con los dispositivos de ZnSe (debido a las cargas de la superficie). En ocasiones, este puede ser un efecto deseable, pero con frecuencia no lo es. La mayoría de las publicaciones se basan en celdas de transmisión. Dado que el análisis de proteínas requiere habilidades y consistencia, la formación es esencial para la mayoría de los laboratorios.