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微秒級(jí)時(shí)間分辨超靈敏紅外光譜儀
傳統(tǒng)光譜儀由于光源，測(cè)量方式等限制，需要幾秒鐘或者更長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間來(lái)獲取一個(gè)完整的光譜。 然而，生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)等許多過(guò)程都是發(fā)生在微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)，這些過(guò)程是傳統(tǒng)技術(shù)的光譜儀沒(méi)辦法觀察到。
IRsweep公司推出的IRis-F1時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜儀是一種基于量子級(jí)聯(lián)激光器頻率梳的紅外光譜儀，突破了傳統(tǒng)光譜儀需要幾秒鐘或者更長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間來(lái)獲取一個(gè)完整的光譜的限制，能實(shí)現(xiàn)高達(dá)1 μs時(shí)間分辨的紅外光譜快速測(cè)量，**提供了結(jié)合高測(cè)量速度（微秒級(jí)時(shí)間分辨率）、高光譜分辨率和寬光譜范圍的解決方案，這種高速的測(cè)量方案開(kāi)啟了生物醫(yī)藥、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)光譜分析的全新的可能。
IRis-F1 微秒級(jí)時(shí)間分辨超靈敏紅外光譜儀IRis-F1
微秒級(jí)時(shí)間分辨超靈敏紅外光譜儀原理示意圖
主要特點(diǎn)：
> 1 μs時(shí)間分辨率
> 高達(dá)0.25 ~0.5 cm-1波數(shù)分辨率
> 雙量子級(jí)聯(lián)激光頻率梳技術(shù)提供高能量光源
> 測(cè)量數(shù)據(jù)信噪比高
> 易于微量及痕量光譜分析
> 方便易用、可靠性高
主要技術(shù)參數(shù)：
高信噪比
廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：
> 時(shí)間分辨光譜 > 動(dòng)力學(xué)研究
> 光催化研究 > 高通紅外光譜分析
> 適用固體、液體、氣體樣品化學(xué)成分分析
主要應(yīng)用案例：
1、菌紫紅質(zhì)時(shí)間分辨紅外光譜研究
菌紫紅質(zhì)（bacteriorhodopsin）是存在于細(xì)菌（如生活在鹽湖中的嗜鹽細(xì)菌）中的光敏跨膜質(zhì)子泵。
菌紫紅質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖 | 鹽湖中嗜鹽細(xì)菌光敏變色 | 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 |
時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜測(cè)量結(jié)果
時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜測(cè)量結(jié)果顯示：
> 成功觀察到微秒時(shí)間分辨下的菌紫紅質(zhì)光敏狀態(tài)變化
> 在微秒測(cè)試時(shí)間內(nèi)，mOD濃度下光譜結(jié)果良好
> 光譜噪音水平低
時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜適用于：
> 直接分析快速生物過(guò)程
> 實(shí)時(shí)研究動(dòng)力學(xué)變化
> 高通分析蛋白-配體相互作用
2、光催化過(guò)程的時(shí)間分辨紅外光譜研究
三聯(lián)吡啶釕（Ru(bpy)32+ ）由于具有良好的受激發(fā)特性，在電致發(fā)光（ECL）檢測(cè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
光催化水分解反應(yīng)機(jī)理: (i) Ru(bpy)32+ 被光激活；(ii) 消耗 S2O82- ，變?yōu)?+ 價(jià)轉(zhuǎn)態(tài); (iii)在 Co3O4 催化下，電子從水轉(zhuǎn)移到 Ru(bpy)33+ 還原成2+價(jià)轉(zhuǎn)態(tài) | 相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案示意圖 |
時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜測(cè)量結(jié)果
時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜測(cè)量結(jié)果顯示：
> 成功觀察到微秒時(shí)間分辨下的催化反應(yīng)
> 獲得μOD濃度下信號(hào)
> 能結(jié)合ATR技術(shù)時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜適用于：> 催化反應(yīng)
> 化學(xué)反應(yīng)
> 反應(yīng)過(guò)程監(jiān)控
3、時(shí)間分辨紅外光譜進(jìn)行遠(yuǎn)距探測(cè)
遠(yuǎn)距探測(cè)用于遠(yuǎn)程探測(cè)危險(xiǎn)物質(zhì)，如爆炸物、生物/化學(xué)試劑等在安全防護(hù)領(lǐng)域具有重要的意義。而遠(yuǎn)距探測(cè)依賴于來(lái)自遙遠(yuǎn)表面的光束反射信號(hào)探測(cè)，具有較大的挑戰(zhàn)。
實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 |
IRsweep遠(yuǎn)程探測(cè)方案測(cè)量結(jié)果
IRsweep遠(yuǎn)程探測(cè)方案測(cè)量結(jié)果顯示：
> 成功探測(cè)到遠(yuǎn)程物體的漫反射信號(hào)
> 較高的輸出能量具有遠(yuǎn)程探測(cè)的優(yōu)勢(shì)
> 能探測(cè)到 1 μg/cm2 表面覆蓋的信號(hào)IRsweep遠(yuǎn)程探測(cè)方案可用于：> 國(guó)土安全
> 機(jī)場(chǎng)安檢
IRsweep 相關(guān)光學(xué)產(chǎn)品
IRcell – 超長(zhǎng)光程激光樣品池
> 適用于紅外激光吸收光譜 > 工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境領(lǐng)域的痕量氣體檢測(cè) > 工業(yè)過(guò)程控制 > 安全監(jiān)控 > 微量樣品測(cè)試 更低容量更高靈敏度 > 光程長(zhǎng)度：349 cm > 樣品池體積：38 ml > 低邊噪聲水平：<0.2‰ rms |
IRcell技術(shù)參數(shù)：
IRcell 應(yīng)用案例
實(shí)時(shí)分析呼吸氣體中的CO和CO2 — using an EC-QCL
實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 |
實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
Ghorbani， R. & F. Schmidt， F.M. Appl. Phys. B (2017) 123: 144. doi:10.1007/s00340-017-6715-x
使用IRcell用于呼吸氣體的分析結(jié)果顯示：
> 成功探測(cè)呼喚氣體中的CO2和CO
> 較長(zhǎng)的光程具有痕量氣體探測(cè)的優(yōu)勢(shì)
> 對(duì)痕量氣體探測(cè)具有很高的信噪比
IRcell適用于：
> 工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境領(lǐng)域的痕量氣體檢測(cè)
> 工業(yè)過(guò)程控制
> 安全監(jiān)控
> 微量樣品測(cè)試
部分用戶
2018年8月，首套新一代IRis-F1時(shí)間分辨快速雙光梳紅外光譜系統(tǒng)在德國(guó)柏林自由大學(xué)（ Free University of Berlin）的Joachim Heberle 教授組成功完成安裝。
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