Espectroscopia Raman a 1064 nm para reduzir Fluorescência

Na espectroscopia Raman, a seleção do comprimento de onda de excitação é fundamental para equilibrar a intensidade do sinal Raman e minimizar a interferência da fluorescência. O comprimento de onda de 532 nm é frequentemente utilizado devido à sua alta eficiência de espalhamento Raman e à sensibilidade dos detectores nessa faixa. No entanto, essa escolha pode intensificar a fluorescência emitida pela amostra, elevando a linha de base e dificultando a análise. Para mitigar esse efeito, comprimentos de onda mais longos, como 785 nm ou 1064 nm, são empregados, pois reduzem a fluorescência. Entretanto, é importante considerar que a intensidade do espalhamento Raman é inversamente proporcional à quarta potência do comprimento de onda de excitação; assim, comprimentos de onda mais longos resultam em menor intensidade do sinal Raman.

Diante desse desafio, a Jasco conduziu um estudo utilizando o microscópio Raman modelo NRS-4500, equipado com um laser de 1064 nm, para analisar amostras fluorescentes que apresentam dificuldades quando excitadas em comprimentos de onda visíveis, como 532 nm. A eficácia dessa abordagem foi confirmada por meio de medições em microplásticos. O NRS-4500 possui componentes ópticos otimizados para a região do infravermelho próximo, incluindo um detector InGaAs e lentes objetivas específicas, que ajudam a compensar a redução na intensidade do sinal Raman associada ao uso de lasers de maior comprimento de onda.

Uma das amostras analisadas neste estudo foi o PEEK (poli(éter-éter-cetona)), um polímero de engenharia amplamente utilizado devido às suas notáveis propriedades, como resistência a altas temperaturas, abrasão, radiação e hidrólise. A Figura 1 (a) apresenta os espectros Raman do PEEK obtidos com diferentes comprimentos de onda de excitação: 532 nm, 785 nm e 1064 nm.

No espectro obtido com excitação em 532 nm, observa-se uma forte fluorescência que obscurece os picos Raman característicos da estrutura molecular do PEEK, tornando-os praticamente indetectáveis. Ao utilizar a excitação em 785 nm, a fluorescência é reduzida, permitindo a observação de picos Raman, embora com intensidade ainda limitada. Por outro lado, com a excitação em 1064 nm, a interferência da fluorescência é significativamente suprimida, resultando em picos Raman bem definidos e de maior clareza.

A Figura 1 (b) destaca a atribuição dos picos Raman do PEEK obtidos com excitação em 1064 nm, evidenciando a identificação precisa dos diferentes grupos funcionais presentes no material. Esses resultados demonstram que a escolha adequada do comprimento de onda de excitação é crucial para minimizar a interferência da fluorescência e obter espectros Raman de alta qualidade, facilitando a análise detalhada da composição molecular de materiais como o PEEK.

O NRS-4500 da Jasco é um espectrômetro de micro-Raman confocal de alta precisão e resolução, projetado para oferecer versatilidade e facilidade de uso em análises espectroscópicas. Este instrumento suporta múltiplos comprimentos de onda de excitação, incluindo opções no visível e no infravermelho próximo, como 532 nm, 785 nm e 1064 nm, permitindo a redução da interferência de fluorescência em amostras desafiadoras.

Principais Características:

• Microscópio Integrado: Equipado com um microscópio confocal, o NRS-4500 permite análises espaciais detalhadas com resolução espacial de 1 µm no plano XY e 1,5 µm no eixo Z.
• Operação Automatizada: O sistema possui funcionalidades como autoalinhamento do laser e troca automática de filtros de rejeição e grades de difração, simplificando o processo de medição e garantindo resultados consistentes.
• Software Intuitivo: Acompanha o Spectra Manager™, uma suíte de software multifuncional que facilita a aquisição e análise de dados.
• Rejeição de Fluorescência: Incorpora um algoritmo patenteado que minimiza ou elimina a interferência de fluorescência, melhorando a qualidade dos espectros Raman obtidos.
• Flexibilidade de Amostragem: Oferece opções para medições macro e micro, além de suportar acessórios como sondas de fibra óptica para medições externas e objetivas de longa distância de trabalho para uso com estágios de aquecimento/resfriamento.
• Segurança Laser Classe 1: Projetado com um gabinete de segurança que atende aos padrões de Classe 1, garantindo proteção ao operador durante o uso.

O NRS-4500 é uma solução robusta e eficiente para aplicações que exigem alta precisão e confiabilidade em espectroscopia Raman, atendendo às necessidades de pesquisadores e profissionais em diversas áreas científicas e industriais.

Para saber mais sobre o NRS-4500 e todos os modelos de microscópios Raman da Jasco, baixe aqui o catálogo completo: