Analyse FTIR / IRTF en laboratoire
FILAB met à votre disposition son expertise en analyse FTIR (ou IRTF), une technique d’analyse chimique permettant d’identifier la structure moléculaire de nombreux matériaux, notamment en pharmacie, cosmétique, plasturgie, automobile ou dispositifs médicaux.
Vos besoins : réaliser des analyses IRTF / analyses FTIR pour caractériser un matériau grâce à une expertise complète en spectroscopie infrarouge
Qu’est-ce qu’une analyse FTIR ?
L'analyse FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) est aussi connue sous le nom de Spectroscopie Infrarouge à transformée de Fourier.
La Spectroscopie Infrarouge à transformée de Fourier – ou Spectroscopie IRTF (FTIR en anglais) – est une technique d’analyse. Elle permet d’obtenir le spectre d’absorption d’un échantillon solide, liquide ou gazeux. D’un caractère non destructeur, les analyses chimiques par IRTF (FTIR) mesurent la quantité de lumière absorbée par un échantillon. Et ce en fonction de la longueur d’ondes émises par un faisceau infrarouge.
Pourquoi réaliser une analyse FTIR en laboratoire ?
Réaliser une analyse FTIR en laboratoire présente des enjeux considérables, notamment en ce qui concerne la gestion et le contrôle de la qualité des matériaux.
Cette technique offre une méthode rapide et non destructive pour identifier la composition chimique et détecter les impuretés ou les contaminations dans une variété de matériaux, allant des plastiques et polymères, aux lubrifiants et produits pharmaceutiques.
Face aux exigences strictes en matière de conformité réglementaire et de qualité produit, l'analyse FTIR permet aux industriels d'assurer que leurs matériaux respectent les spécifications requises, évitant ainsi des coûts élevés liés aux rappels de produits ou aux défaillances en service.
Cette technique facilite l'innovation et l'amélioration des produits en permettant une compréhension approfondie des interactions moléculaires et des propriétés des matériaux.
Nos solutions : proposer les techniques d'analyses IRTF / FTIR spécifiques à vos demandes et déterminer la composition chimique de surface de votre échantillon
Nos prestations d'analyse IRTF
Accompagnement sur le choix d’un matériau afin de maîtriser la durée de vie d’un produit ou d’une installation
Analyses chimiques à façon (particule, solvants résiduels, métaux lourds…)
Analyse FTIR, un moyen technique de pointe
L'analyse FTIR est une technique avancée offrant une identification rapide et précise des composants chimiques des échantillons.
En effet, la technique IRTF peut détecter des liaisons chimiques spécifiques et donc identifier des substances dans des mélanges complexes, ce qui est pertinent pour analyser la pureté des matériaux, détecter des contaminations et comprendre des interactions moléculaires.
En comparant le spectre d’absorption d’un échantillon avec celui d’un composé connu ou d’une bibliothèque de référence, il est possible d’identifier des composés inconnus, même lorsqu’ils sont présents à de très faibles concentrations. La spectroscopie FTIR fournit des informations encore plus détaillées que la spectroscopie infrarouge traditionnelle et permet aux chercheurs d’étudier les relations structure-activité au sein d’échantillons complexes.
De plus, la capacité de réaliser des analyses quantitatives ajoute une dimension supplémentaire à son application, rendant possible la détermination des concentrations de différents composants dans un échantillon.
Une double capacité d’analyse : macroscopique et microscopique
Grâce à un parc instrumental de pointe, FILAB vous propose deux approches complémentaires :
Nos équipements FTIR permettent une caractérisation qualitative et semi-quantitative des échantillons solides, liquides ou gazeux. Cette technique est notamment utilisée pour :
- Déterminer la nature d’un polymère, d’un revêtement ou d’un additif ;
- Identifier des dépôts, résidus ou pollutions sur un produit ou un emballage ;
- Étudier l’évolution d’un matériau au fil du temps (oxydation, migration, vieillissement…) ;
- Comparer des formulations, réaliser des profils de dégradation ou des analyses de non-conformité.
Nous couplons également l’IRTF à d’autres techniques analytiques comme la TGA (analyse thermogravimétrique), la GC ou la LC, pour obtenir des résultats plus complets (TGA-FTIR, GC-FTIR, LC-FTIR, MS-FTIR).
Dans notre laboratoire de microscopie IRTF, nous utilisons le microscope LUMOS II (Bruker), équipé d’un détecteur FPA permettant de réaliser jusqu’à 900 spectres en quelques secondes. Cette technologie est indispensable pour :
- Localiser et identifier des particules ou contaminants de très petite taille (jusqu’à 5 µm) ;
- Réaliser des cartographies chimiques, lignes de profil et analyses ciblées sur des zones complexes ;
- Diagnostiquer des défauts de surface, impuretés ou altérations invisibles à l’œil nu.
Les applications industrielles de la technique FTIR
La polyvalence de la technique FTIR permet une compréhension approfondie des matériaux et aident à assurer la qualité et l'innovation des produits dans différentes industries :
En chimie, cette technique joue un rôle crucial dans l'identification de composés chimiques inconnus, le contrôle de la qualité des matières premières et des produits finis, ainsi que dans le suivi des réactions chimiques pour optimiser les procédés de production.
Dans le secteur pharmaceutique, l'analyse FTIR est largement utilisée pour la caractérisation des principes actifs des médicaments, la détection de contaminants et la qualité des produits finis. Elle aide également à vérifier l'homogénéité des mélanges et à identifier les interactions potentielles entre les composants d'une formulation et le contenant-contenu.
Pour l’industrie des polymères et plastiques, la FTIR est employée pour identifier les types de polymères, détecter la présence d'additifs, de plastifiants ou d'autres composants.
Besoin d’une analyse FTIR ou d’une expertise en microscopie IRTF ?
Contactez notre équipe d’experts pour discuter de votre besoin ou obtenir un devis personnalisé. FILAB vous accompagne dans tous vos projets d’analyses chimiques, recherches de contamination ou résolutions de non-conformités grâce à la puissance de la spectroscopie infrarouge.
FAQ
La spectroscopie infrarouge (IR) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR ou spectroscopie irtf) sont deux techniques analytiques utilisées pour identifier la structure d'une molécule en analysant son spectre de rayonnement infrarouge. La différence entre ces deux techniques est que dans l'analyse IR classique, les bandes d'absorption de l'échantillon sont mesurées directement alors que dans la spectroscopie FTIR, un interféromètre est utilisé pour mesurer les fréquences auxquelles l'échantillon absorbe l'énergie. Cela permet à l'analyse FTIR de fournir des informations plus détaillées sur la composition et la structure moléculaire que la spectroscopie infrarouge traditionnelle. En outre, l'analyse FTIR peut être utilisée sur des échantillons dont la concentration en molécules est plus faible que celle de la spectroscopie infrarouge classique.
Le terme "transformation de Fourier" fait référence à une méthode mathématique utilisée pour transformer le signal brut obtenu en un spectre infrarouge avec des pics correspondant à différentes fréquences d'absorption. Cela permet d'identifier les composants chimiques d'un échantillon en comparant les fréquences d'absorption mesurées avec celles de substances connues.
L'identification des groupes fonctionnels organiques par analyse IRTF / FTIR permet une compréhension précise de la structure chimique des composés. Cette technique repose sur le fait que chaque groupe fonctionnel présente des vibrations caractéristiques à certaines fréquences d'absorption infrarouge, fournissant ainsi une "empreinte digitale" unique pour chaque type de molécule.
Identifier ces groupes fonctionnels permet de déterminer la nature chimique des substances, prédire leurs propriétés physiques et chimiques, et comprendre leur comportement dans des réactions.
L'analyse FTIR peut rencontrer des difficultés en termes de sensibilité, comme pour des analyses de traces infimes de composés tels que les polluants environnementaux. De plus, certains matériaux, comme les gaz peu absorbants ou les surfaces métalliques réfléchissantes, peuvent défier la précision de l'FTIR.
De plus, bien que l'FTIR soit un moyen technique excellent pour identifier les types de liaisons et groupes fonctionnels présents, elle ne fournit pas d'informations directes sur la structure moléculaire complète, comme les protéines, ou pour les molécules de grande taille.
Pour pallier les limites de l'analyse FTIR, divers couplages avec d'autres techniques offrent des solutions avancées. Le couplage de l'FTIR avec la chromatographie, soit en phase gazeuse (GC-FTIR) pour les composés volatils, soit en phase liquide (LC-FTIR) pour les non-volatils, permet de séparer et d'identifier précisément les composants d'un mélange complexe. La microscopie FTIR cible l'analyse localisée à l'échelle microscopique, tandis que le couplage avec l'analyse thermogravimétrique (TGA-FTIR) révèle la composition chimique et la stabilité thermique des matériaux. Enfin, la combinaison avec la spectrométrie de masse (MS-FTIR) enrichit l'identification et la caractérisation structurale des composés organiques complexes, offrant ainsi un ensemble complet d'outils pour une analyse plus détaillée et précise.
La spectroscopie infrarouge est un outil puissant pour déterminer la structure exacte des molécules organiques dans un large éventail d'applications. Elle peut être utilisée pour identifier des composés inconnus, quantifier des mélanges, détecter des contaminants, déterminer des mécanismes de réaction et contrôler des réactions en temps réel. La spectroscopie infrarouge est couramment utilisée dans des domaines tels que les produits pharmaceutiques, les sciences alimentaires, la pétrochimie et les essais environnementaux. En comparant le spectre d'absorption d'un échantillon avec celui d'un composé connu ou d'une bibliothèque de référence, il est possible d'identifier des composés inconnus, même lorsqu'ils sont présents à de très faibles concentrations. La spectroscopie FTIR fournit des informations encore plus détaillées que la spectroscopie infrarouge traditionnelle et permet aux chercheurs d'étudier les relations structure-activité au sein d'échantillons complexes.
L’analyse FTIR est idéale pour les matériaux organiques (polymères, revêtements, huiles), mais elle est peu efficace sur les métaux purs, les échantillons opaques ou très hydratés, ou les mélanges complexes non séparés. Certains composés fluorescents peuvent aussi perturber l’analyse. Des techniques complémentaires sont alors recommandées.
La FTIR classique analyse des échantillons dans leur ensemble, tandis que la µ-FTIR permet d’identifier des particules ou zones spécifiques à l’échelle microscopique (jusqu’à 5 µm), notamment en cas de contamination ou d’hétérogénéité.
Seules certaines espèces inorganiques présentent un spectre FTIR exploitable, comme les silicates, carbonates, nitrates ou sulfates. D'autres, comme les oxydes métalliques (ex. titane, alumine), ne sont pas détectables car ils n’absorbent pas dans l’infrarouge.
L’eau absorbe fortement la lumière infrarouge, ce qui peut masquer les signaux caractéristiques de l’échantillon. Les analyses FTIR sur des liquides aqueux, suspensions ou matériaux humides peuvent donc être perturbées.
La technique est peu sensible en surface (limite d’environ 100 nm), ne permet pas de détecter des ions simples (Na⁺, Cl⁻), ni les métaux qui réfléchissent l’IR. Elle exige aussi des normes pour la quantification et un substrat compatible (le verre est inadapté, car il absorbe l’IR). L’analyse de mélanges complexes peut nécessiter des étapes de séparation ou des techniques complémentaires.
