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ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀的工作原理是什么

2025-7-24  閱讀(133)

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ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀(Fourier-Transform Infrared Spectrometer, 以下簡稱“ASONE FT-IR")是日本 AS ONE Corporation 依托其近百年實(shí)驗(yàn)室器材整合與技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn),面向亞洲科研、工業(yè)及公共檢測(cè)市場(chǎng)推出的分子光譜分析旗艦平臺(tái)。該儀器由賽默飛世爾科技(Thermo Fisher Scientific)在日本大阪工廠按 JIS Q 17025 校準(zhǔn)體系 OEM 制造,核心光學(xué)模塊與電子學(xué)架構(gòu)與 Nicolet iS20 系列同源,并在出廠前通過 AS ONE 亞速旺的“Asia-Validation"本地化性能驗(yàn)證程序,確保在 15–35 °C、20–70 %RH 的亞洲典型實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下仍保持優(yōu)于出廠規(guī)格的長期穩(wěn)定性。
一、光學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)
  1. 干涉儀
    ASONE FT-IR 采用第三代無磨損電磁懸浮 Michelson 干涉儀,動(dòng)鏡質(zhì)量僅為 11 g,由對(duì)稱式雙稀土永磁體驅(qū)動(dòng),最大掃描行程 4 cm,對(duì)應(yīng)光譜分辨率 0.25 cm?1 可調(diào)。分束器為“Hybrid KBr/Ge"寬帶多層鍍膜工藝,在 7 800–350 cm?1(1.28–28.6 µm)范圍內(nèi)平均透過率 >45 %;干涉儀整體密封于充氮干燥腔,內(nèi)部濕度由光學(xué)級(jí) P2O? 電化學(xué)濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控,低于 5 %RH 時(shí)自動(dòng)切斷吹掃氣流,實(shí)現(xiàn)年均 <0.1 %RH 的漂移。
  2. 光源
    內(nèi)置 Ever-Glo™ 長壽命中紅外陶瓷光源,額定溫度 1 270 K,2000 h 光通量衰減 <5 %;可選配 SiC 寬帶光源延伸至近紅外 15 000 cm?1。
  3. 檢測(cè)器
    標(biāo)準(zhǔn)配置為恒溫 DLaTGS(氘化 L-丙氨酸硫酸三甘肽)檢測(cè)器,積分模式噪聲 <9 × 10?? AU(4 cm?1, 1 min, 2 000 cm?1);可選液氮制冷 MCT-A 或 TE-cooled MCT-B 檢測(cè)器,將中紅外區(qū)噪聲壓低至 5 × 10?? AU,滿足痕量氣體 ppb 級(jí)檢測(cè)需求。
  4. 信號(hào)鏈
    24-bit Δ-Σ ADC,采樣速率 80 kHz,數(shù)字鎖相放大器(DLIA)結(jié)合 64-bit DSP,實(shí)現(xiàn) 120 dB 動(dòng)態(tài)范圍;內(nèi)置 USB 3.2 Gen2×2 20 Gbps 數(shù)據(jù)總線,確保 128 次掃描平均后全譜段實(shí)時(shí)顯示延遲 <1 s。
二、軟件與譜庫
  1. OMNIC Paradigm 9.6 中文版
    • 支持中文、英文、日文、韓文多語言界面,一鍵切換;
    • 內(nèi)置 13.2 萬張標(biāo)準(zhǔn)譜,含 2024 版日本藥典、USP、EP、JP 全庫及 NIST 2020 氣相紅外庫;
    • 支持混合物自動(dòng)解卷積(Auto-Solve)、多元曲線分辨-交替最小二乘(MCR-ALS)、偏最小二乘(PLS)定量、歐氏距離/相關(guān)系數(shù)/導(dǎo)數(shù)光譜多算法檢索;
    • 符合 FDA 21 CFR Part 11、EU GMP Annex 11、中國《藥品數(shù)據(jù)管理規(guī)范》要求,具備電子簽名、審計(jì)追蹤、用戶權(quán)限三級(jí)管理;
    • 開放 Python API,可直接調(diào)用 NumPy/SciPy 進(jìn)行自定義算法二次開發(fā)。
  2. 云端協(xié)作
    儀器可通過 AS ONE Cloud 將原始干涉圖、光譜數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)日志加密上傳至 AWS 東京節(jié)點(diǎn),支持微信小程序掃碼追溯、LIMS 雙向?qū)?、遠(yuǎn)程故障診斷。
三、采樣技術(shù)模塊
ASONE FT-IR 采用 Smart iTX™ 熱插拔光學(xué)底座,所有采樣模塊在 10 s 內(nèi)完成自動(dòng)識(shí)別與光路對(duì)準(zhǔn):
• Smart ARK™ 單次反射 ATR(金剛石/ZnSe 晶體,耐壓 10 000 psi,pH 1–14);
• Smart Diffuse™ 漫反射附件,積分球內(nèi)徑 50 mm,鍍金內(nèi)壁,粉末樣品檢測(cè)限 0.1 %;
• Smart GATR™ 80° 掠角反射,用于 1–5 nm 超薄薄膜取向分析;
• Smart µ-ATR Mapping 50 µm 空間分辨率,可匹配 3D 打印樣品臺(tái)實(shí)現(xiàn) 20 × 20 mm 區(qū)域自動(dòng)掃描;
• 10 cm、20 cm 程長氣體池,鍍鎳鋁合金,耐壓 2 MPa,可選加熱套 200 °C;
• 高通量 96 孔 Si 片透射陣列支架,單次 96 個(gè)液體樣品 5 min 完成全譜采集。
四、性能指標(biāo)(經(jīng) AS ONE 亞速旺亞洲驗(yàn)證中心實(shí)測(cè))
• 光譜范圍:7 800–350 cm?1(標(biāo)準(zhǔn)配置,可擴(kuò)展至 25 000 cm?1);
• 分辨率:0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32 cm?1 可調(diào);
• 波數(shù)準(zhǔn)確度:±0.01 cm?1(@ 1 601 cm?1 聚苯乙烯峰);
• 波數(shù)重現(xiàn)性:<0.0005 cm?1(10 次連續(xù)測(cè)量 RMS);
• 信噪比:>55 000:1(4 cm?1, 1 min, RMS, 2 000 cm?1);
• 快速掃描:40 張光譜/s @ 16 cm?1 分辨率;
• 密封性能:更換干燥劑周期 >2 年(25 °C, 50 %RH 環(huán)境)。
五、合規(guī)與認(rèn)證
• CE、UKCA、KC、BSMI、CCC、EAC 全電氣安全認(rèn)證;
• 符合 ISO 13485 醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系,可用于體外診斷試劑紅外鑒別;
• 通過 RoHS 3.0、REACH 235 項(xiàng)高關(guān)注物質(zhì)(SVHC)檢測(cè);
• 整機(jī)及軟件通過 TüV SüD 生命周期評(píng)估(LCA),碳排放 <240 kg CO?e/臺(tái),并提供碳中和購買選項(xiàng)。
六、服務(wù)與支持
ASONE 亞速旺在日本橫濱、中國上海、韓國首爾、新加坡設(shè)有 FT-IR 區(qū)域技術(shù)服務(wù)中心,工程師均通過賽默飛全球三級(jí)認(rèn)證:
• 3-5-2 響應(yīng)承諾:3 小時(shí)內(nèi)電話響應(yīng)、5 個(gè)工作日內(nèi)上門、2 個(gè)工作日內(nèi)完成維修;
• 年度性能驗(yàn)證(APV)含 21 項(xiàng)計(jì)量校準(zhǔn)、干涉圖診斷、光學(xué)清潔、干燥劑更換、軟件更新,出具 CNAS 認(rèn)可校準(zhǔn)證書;
• 用戶學(xué)院:每年舉辦 12 場(chǎng)區(qū)域培訓(xùn)班,涵蓋“制藥原輔料快速鑒別"“聚合物逆向工程"“微塑料檢測(cè)"等專題,并提供 e-Learning 在線培訓(xùn) 300+ 小時(shí)課程。
七、典型應(yīng)用場(chǎng)景
  1. 制藥行業(yè)
    • 原輔料 100 % 逐桶鑒別,符合 USP <197>、EP 2.2.24、ChP 0402 要求;
    • 凍干制劑水分遷移動(dòng)力學(xué)原位監(jiān)測(cè),20 ms 時(shí)間分辨跟蹤氫鍵網(wǎng)絡(luò)變化;
    • 連續(xù)制造 (PAT) 解決方案:與 Werum PAS-X MES 集成,實(shí)現(xiàn) API 含量 3σ <1 % 的實(shí)時(shí)放行 (RTRT)。
  2. 高分子與材料
    • 多層共擠膜 1 µm 厚度逐層化學(xué)成像;
    • 3D 打印 PLA/TPU 共混物相分離原位觀測(cè);
    • 鋰電池電解液 PFAS 降解產(chǎn)物 10 ppm 級(jí)檢測(cè)。
  3. 食品與農(nóng)產(chǎn)品
    • 特級(jí)初榨橄欖油摻假(榛子油、玉米油)快速篩查,準(zhǔn)確率 >98 %;
    • 生鮮肉表面微生物早期腐?。〒]發(fā)性胺類)在線監(jiān)測(cè),響應(yīng)時(shí)間 <30 s;
    • 茶葉產(chǎn)地溯源結(jié)合 PCA-LDA 模型,盲樣判別正確率 96 %。
  4. 環(huán)境與公共安全
    • 微塑料 1 µm 顆粒 μ-FTIR 成像,單張濾膜 2 h 完成 2 × 2 cm 區(qū)域掃描;
    • 火災(zāi)殘留物中阻燃劑紅外成像鑒定,支持 NFPA 921 標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告輸出;
    • 法醫(yī)物證膠帶、纖維、涂料無損比對(duì),匹配度自動(dòng)評(píng)分并生成法庭鑒定書。
八、總結(jié)
ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀通過整合賽默飛頂尖的光學(xué)、電子與軟件技術(shù),并針對(duì)亞洲用戶的法規(guī)、語言、氣候與服務(wù)需求進(jìn)行深度本地化,實(shí)現(xiàn)了“開箱即合規(guī)、開機(jī)即科研"的用戶體驗(yàn)。其的靈敏度、分辨率、穩(wěn)定性與擴(kuò)展性,使其成為制藥、材料、食品、環(huán)境、刑偵等多領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、可追溯分子光譜分析的平臺(tái),為亞洲科研創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。


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