FTIR-/IRTF-Analyse im Labor
FILAB stellt Ihnen seine Expertise in der FTIR-Analyse (oder IRTF) zur Verfügung, einer chemischen Analysetechnik zur Identifizierung der Molekülstruktur zahlreicher Materialien, insbesondere in der Pharma-, Kosmetik-, Kunststoff-, Automobil- oder Medizintechnikbranche.
Ihr Bedarf: IRTF-Analysen / FTIR-Analysen durchführen, um ein Material dank umfassender Expertise in der Infrarotspektroskopie zu charakterisieren
Was ist eine FTIR-Analyse?
DieFTIR-Analyse (Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie) ist auch unter dem Namen Infrarotspektroskopie mit Fourier-Transformation bekannt.
Die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie – oder FTIR-Spektroskopie (FTIR auf Englisch) – ist eine Analysetechnik. Sie ermöglicht die Ermittlung des Absorptionsspektrums einer festen, flüssigen oder gasförmigen Probe. Als zerstörungsfreie Methode messen chemische Analysen mittels FTIR die von einer Probe absorbierte Lichtmenge. Dies geschieht in Abhängigkeit von der Wellenlänge, die von einem Infrarotstrahl ausgesendet wird.
Warum eine FTIR-Analyse im Labor durchführen?
Eine FTIR-Analyse im Labor durchzuführen, ist mit erheblichen Anforderungen verbunden, insbesondere im Hinblick auf das Qualitätsmanagement und die Qualitätskontrolle von Materialien.
Diese Technik bietet eine schnelle und zerstörungsfreie Methode, um die chemische Zusammensetzung zu identifizieren und Verunreinigungen oder Kontaminationen in einer Vielzahl von Materialien zu erkennen – von Kunststoffen und Polymeren bis hin zu Schmierstoffen und Arzneimitteln.
Angesichts der strengen Anforderungen an die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und die Produktqualität ermöglicht die FTIR-Analyse Industrieunternehmen sicherzustellen, dass ihre Materialien den geforderten Spezifikationen entsprechen, und so hohe Kosten durch Produktrückrufe oder Ausfälle im Einsatz zu vermeiden.
Diese Technik erleichtert Innovation und Produktverbesserung, indem sie ein tiefgehendes Verständnis der molekularen Wechselwirkungen und Materialeigenschaften ermöglicht.
Unsere Lösungen: die für Ihre Anforderungen passenden IRTF-/FTIR-Analysetechniken anbieten und die chemische Oberflächenzusammensetzung Ihrer Probe bestimmen
Unsere IRTF-Analyseleistungen
- Polymere und Kunststoffe: Präzise Identifizierung der Harzfamilien (PE, PP, PVC, PA, PET …), um die Konformität Ihrer Rohstoffe zu bestätigen.
- Elastomere und Kautschuke: Unterscheidung zwischen verschiedenen Gummitypen und Überprüfung der Formulierung.
- Klebstoffprodukte: Analyse von Lacken, Klebstoffen und Adhäsiven zur Kontrolle ihrer chemischen Beschaffenheit oder ihres Vernetzungsgrads.
- Fehleranalyse: Diagnose von Bruch oder Eigenschaftsverlust (Nachweis von Oxidation, thermischer Degradation oder Verunreinigung).
- Partikelkontrolle: Identifizierung von Verunreinigungen, schwarzen Punkten oder Ablagerungen mittels Micro-FTIR (lokalisierte Analyse im Bereich weniger Mikrometer).
- Reverse Engineering: Entformulierungsstudien zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung komplexer oder konkurrierender Produkte.
Weiterführende Informationen
Unterstützung bei der Materialauswahlzur Kontrolle der Lebensdauer eines Produkts oder einer Anlage
Chemische Analysen nach Maß (Partikel, Restlösemittel, Schwermetalle …)
FTIR-Analyse, eine hochmoderne technische Methode
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.
Vorteile der IRTF-Analyse: Schnelligkeit und Präzision
Die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie gilt als Referenzmethode für die schnelle chemische Identifizierung. Ihre wichtigsten Vorteile liegen in:
- Extremer Vielseitigkeit: der Fähigkeit, Proben in fester, flüssiger oder gasförmiger Form zu analysieren.
- Nicht-destruktiver Charakterisierung: Dank der ATR-Technologie (abgeschwächte Totalreflexion) wird die Probe direkt ohne aufwendige Vorbereitung analysiert, wodurch ihre Integrität erhalten bleibt.
- Selektivität: eine einzigartige molekulare Signatur (Fingerabdruck), die es ermöglicht, sehr ähnliche Polymere oder organische Verbindungen zu unterscheiden.
Eine doppelte Analysefähigkeit: makroskopisch und mikroskopisch
Dank eines hochmodernen Instrumentenparks bietet FILAB Ihnen zwei ergänzende Ansätze:
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).
In unserem FTIR-Mikroskopielabor verwenden wir das Mikroskop LUMOS II (Bruker), ausgestattet mit einem FPA-Detektor, der es ermöglicht, in wenigen Sekunden bis zu 900 Spektren zu erfassen. Diese Technologie ist unverzichtbar, um:
- sehr kleine Partikel oder Kontaminanten zu lokalisieren und zu identifizieren (bis zu 5 µm);
- chemische Kartierungen, Profil-Linien und gezielte Analysen in komplexen Bereichen durchzuführen;
- Oberflächendefekte, Verunreinigungen oder mit bloßem Auge unsichtbare Veränderungen zu diagnostizieren.
Komplementarität der FTIR: eine 360°-Sicht auf Ihre Materialien
Um die Identifizierung organischer funktioneller Gruppen (IRTF) mit der elementaren Analyse mineralischer Füllstoffe oder Metalle (MEB) zu verbinden.
Ideal, um die Zersetzung eines Materials zu verstehen und die Art der bei der Verbrennung freigesetzten Gase zu identifizieren.
Um komplexe Gemische zu trennen und Additive oder Spuren von Restlösungsmitteln zu identifizieren.
Wussten Sie schon? Die Mikro-IRTF ermöglicht die gezielte Analyse von Bereichen im Bereich von 10 bis 20 Mikrometern und macht so die Untersuchung von mit bloßem Auge unsichtbaren Defekten an technischen Bauteilen möglich.
Analytische Ziele: von der Identifizierung bis zur Kontrolle
Die FTIR-Analyse beantwortet drei strategische Anforderungen für Industrieunternehmen:
Die industriellen Anwendungen der FTIR-Technik
In der Chemie spielt diese Technik eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung unbekannter chemischer Verbindungen, der Qualitätskontrolle von Rohstoffen und Endprodukten sowie bei der Überwachung chemischer Reaktionen zur Optimierung von Produktionsprozessen.
Im Pharmasektor wird die FTIR-Analyse häufig für die Charakterisierung der Wirkstoffe von Arzneimitteln, die Nachweis von Verunreinigungen und die Qualität der Endprodukte eingesetzt. Sie hilft außerdem, die Homogenität von Mischungen zu überprüfen und potenzielle Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen einer Formulierung und dem Behältnis-Inhalt zu identifizieren.
Für die Polymer- und Kunststoffindustrie wird die FTIR eingesetzt, um Polymertypen zu identifizieren und die Präsenz von Additiven, Weichmachern oder anderen Bestandteilen nachzuweisen.
Überprüfung der Partikelreinheit.
Konformitätskontrolle von Fluiden und Verbundwerkstoffen.
Identifizierung von Rohstoffen gemäß dem Arzneibuch.
Benötigen Sie eine FTIR-Analyse oder eine Expertise in der FTIR-Mikroskopie?
Kontaktieren Sie unser Expertenteam, um Ihren Bedarf zu besprechen oder ein individuelles Angebot zu erhalten. FILAB begleitet Sie bei all Ihren Projekten rund um chemische Analysen, Kontaminationsuntersuchungen oder die Behebung von Nichtkonformitäten dank der Leistungsfähigkeit der Infrarotspektroskopie.
FAQ
Die Infrarotspektroskopie (IR) und die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR oder IRTF-Spektroskopie) sind zwei analytische Verfahren, mit denen die Struktur eines Moleküls durch Analyse seines Infrarotstrahlungsspektrums identifiziert wird. Der Unterschied zwischen diesen beiden Techniken besteht darin, dass bei der klassischen IR-Analyse die Absorptionsbänder der Probe direkt gemessen werden, während bei der FTIR-Spektroskopie ein Interferometer verwendet wird, um die Frequenzen zu messen, bei denen die Probe Energie absorbiert. Dadurch liefert die FTIR-Analyse detailliertere Informationen über die Zusammensetzung und die molekulare Struktur als die herkömmliche Infrarotspektroskopie. Darüber hinaus kann die FTIR-Analyse auch bei Proben mit einer geringeren Molekülkonzentration als bei der klassischen Infrarotspektroskopie eingesetzt werden.
Der Begriff „Fourier-Transformation“ bezeichnet ein mathematisches Verfahren, mit dem das Rohsignal in ein Infrarotspektrum mit Peaks umgewandelt wird, die verschiedenen Absorptionsfrequenzen entsprechen. Dadurch können die chemischen Bestandteile einer Probe identifiziert werden, indem die gemessenen Absorptionsfrequenzen mit denen bekannter Substanzen verglichen werden.
Die Identifizierung organischer funktioneller Gruppen mittels IRTF- / FTIR-Analyse ermöglicht ein präzises Verständnis der chemischen Struktur von Verbindungen. Diese Technik beruht darauf, dass jede funktionelle Gruppe charakteristische Schwingungen bei bestimmten Infrarot-Absorptionsfrequenzen aufweist und so einen einzigartigen „Fingerabdruck“ für jeden Molekültyp liefert.
Die Identifizierung dieser funktionellen Gruppen ermöglicht es, die chemische Natur von Substanzen zu bestimmen, ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften vorherzusagen und ihr Verhalten in Reaktionen zu verstehen.
Die FTIR-Analyse kann bei der Empfindlichkeit an Grenzen stoßen, etwa bei der Analyse kleinster Spuren von Verbindungen wie Umweltkontaminanten. Darüber hinaus können bestimmte Materialien, wie wenig absorbierende Gase oder reflektierende Metalloberflächen, die Genauigkeit der FTIR beeinträchtigen.
Zudem liefert FTIR zwar hervorragende technische Möglichkeiten zur Identifizierung der vorhandenen Bindungen und funktionellen Gruppen, jedoch keine direkten Informationen über die vollständige molekulare Struktur, etwa bei Proteinen oder großen Molekülen.
Um die Grenzen der FTIR-Analyse zu überwinden, bieten verschiedene Kopplungen mit anderen Techniken fortschrittliche Lösungen. Die Kopplung von FTIR mit der Chromatographie, entweder in der Gasphase (GC-FTIR) für flüchtige Verbindungen oder in der Flüssigphase (LC-FTIR) für nichtflüchtige Verbindungen, ermöglicht die Trennung und präzise Identifizierung der Bestandteile eines komplexen Gemischs. Die FTIR-Mikroskopie zielt auf die lokalisierte Analyse im Mikromaßstab ab, während die Kopplung mit der thermogravimetrischen Analyse (TGA-FTIR) die chemische Zusammensetzung und die thermische Stabilität von Materialien aufzeigt. Schließlich erweitert die Kombination mit der Massenspektrometrie (MS-FTIR) die Identifizierung und strukturelle Charakterisierung komplexer organischer Verbindungen und bietet so ein umfassendes Instrumentarium für eine detailliertere und präzisere Analyse.
Die Infrarotspektroskopie ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Bestimmung der exakten Struktur organischer Moleküle in einer Vielzahl von Anwendungen. Sie kann zur Identifizierung unbekannter Verbindungen, zur Quantifizierung von Gemischen, zum Nachweis von Kontaminanten, zur Bestimmung von Reaktionsmechanismen und zur Überwachung von Reaktionen in Echtzeit eingesetzt werden. Die Infrarotspektroskopie wird häufig in Bereichen wie Pharmazie, Lebensmittelwissenschaften, Petrochemie und Umweltprüfungen eingesetzt. Durch den Vergleich des Absorptionsspektrums einer Probe mit dem eines bekannten Stoffes oder einer Referenzbibliothek können unbekannte Verbindungen identifiziert werden, selbst wenn sie in sehr geringen Konzentrationen vorliegen. Die FTIR-Spektroskopie liefert noch detailliertere Informationen als die traditionelle Infrarotspektroskopie und ermöglicht es Forschern, Struktur-Wirkungs-Beziehungen in komplexen Proben zu untersuchen.
Die FTIR-Analyse ist ideal für organische Materialien (Polymere, Beschichtungen, Öle), ist jedoch bei reinen Metallen, opaken oder stark hydratisierten Proben sowie bei nicht getrennten komplexen Gemischen wenig wirksam. Auch bestimmte fluoreszierende Verbindungen können die Analyse beeinträchtigen. In solchen Fällen werden ergänzende Techniken empfohlen.
Die klassische FTIR analysiert Proben als Ganzes, während die µ-FTIR es ermöglicht, Partikel oder spezifische Bereiche im Mikromaßstab zu identifizieren (bis zu 5 µm), insbesondere bei Kontamination oder Heterogenität.
Nur bestimmte anorganische Spezies liefern ein auswertbares FTIR-Spektrum, wie Silikate, Carbonate, Nitrate oder Sulfate. Andere, wie Metalloxide (z. B. Titan, Aluminiumoxid), sind nicht nachweisbar, da sie im Infrarotbereich nicht absorbieren.
Wasser absorbiert Infrarotlicht stark, wodurch die charakteristischen Signale überdeckt werden können. FTIR-Analysen an wässrigen Flüssigkeiten, Suspensionen oder feuchten Materialien können daher beeinträchtigt sein.
Die Technik ist an der Oberfläche wenig empfindlich (Grenze von etwa 100 nm), kann keine einfachen Ionen (Na⁺, Cl⁻) und auch keine Metalle nachweisen, die IR reflektieren. Außerdem erfordert sie Standards für die Quantifizierung und ein kompatibles Substrat (Glas ist ungeeignet, da es IR absorbiert). Die Analyse komplexer Gemische kann Trennschritte oder ergänzende Techniken erfordern.
