como um ultravioleta

Este artigo discute os conceitos básicos de projeto de um espectrômetro de microscópio na faixa UV-visível-NIR em várias configurações diferentes. Isso inclui configurações para adquirir absorção, refletância, fluorescência e espectros Raman de amostras microscópicas. Um breve resumo de alguns dos usos do microscópio-espectrômetro também está incluído.

O microscópio-espectrômetro é um instrumento hifenizado que combina o poder de ampliação de um microscópio com as capacidades analíticas de diferentes tipos de espectrômetros. Como tal, esses instrumentos são usados ​​para adquirir espectros, espaços de cores e até espessura de filme fino de áreas de amostras em escala micrométrica.

Com a flexibilidade inerente ao seu design, o microscópio-espectrômetro pode ser configurado de várias maneiras diferentes e usado para medir absorbância, refletância, Raman e até mesmo espectros de emissão, como fluorescência e fotoluminescência, de áreas de amostra de tamanho sub-mícron. Com a adição de algoritmos especializados, o microscópio-espectrômetro também pode ser usado para medir a espessura de filmes finos ou atuar como um colorímetro para amostras microscópicas.

Existem muitas razões para usar ferramentas que podem adquirir espectros de áreas de amostras microscópicas. Esses instrumentos requerem apenas pequenas quantidades de amostras na forma sólida ou líquida. Outra vantagem é que muito pouca ou nenhuma preparação é necessária para muitas amostras. Além disso, comparações de cores feitas por espectroscopia tendem a ser mais precisas porque esses instrumentos têm uma faixa espectral mais ampla, podem corrigir variações de iluminação e podem medir a intensidade de cada faixa de comprimento de onda da luz.

Antes do advento da microespectroscopia, a única maneira de analisar muitos tipos de amostras microscópicas era usar testes microquímicos e algum tipo de exame visual. Infelizmente, esse teste tende a ser destrutivo, requer um volume considerável de amostra e sofre com as imprecisões do sistema visual humano. O microscópio-espectrômetro evita esses problemas, resultando em maior precisão e velocidade de análise. Microscópio-espectrômetros também podem "ver" além do alcance do olho humano e, assim, distinguir variações que não seriam aparentes visualmente.

O microscópio-espectrômetro integra espectrômetros de faixa UV-visível-NIR com um microscópio óptico projetado para espectroscopia e geração de imagens (consulte a Figura 1). O microscópio deve apresentar uma faixa espectral operacional do ultravioleta profundo ao infravermelho próximo, mantendo boa qualidade espectral e de imagem. Os microscópios padrão não podem ser usados, pois cobrem apenas uma parte do espectro visível devido aos seus designs ópticos e às fontes de luz usadas em tais dispositivos.

Um microscópio espectrômetro de alcance UV-visível-NIR, por outro lado, utiliza um microscópio construído sob medida com uma ótica e fontes de luz otimizadas para o UV profundo através do NIR. O microscópio consiste em lentes montadas no ar de sílica fundida e outros materiais, bem como espelhos aprimorados ultravioleta, montados em uma configuração projetada para iluminar uniformemente uma amostra enquanto produz uma imagem nítida em todas as regiões da faixa espectral designada do instrumento. Dependendo do tipo de espectroscopia a ser realizada, a iluminação é fornecida pela mistura da saída de uma lâmpada de deutério com a de uma lâmpada halógena, uso de lâmpadas de arco ou mesmo lasers. As vantagens de construir este tipo de microscópio UV-visível-NIR é que tanto a qualidade da imagem, em todas as regiões UV, visível e NIR, quanto a qualidade espectral podem ser otimizadas quando o microscópio é integrado com seus componentes de imagem e espectroscopia .

O próprio espectrômetro também deve ser projetado para microespectroscopia para obter bons resultados espectrais. Isso significa que o espectrômetro deve ser altamente sensível enquanto ainda mantém uma resolução espectral aceitável e relação sinal-ruído. A estabilidade também é um problema, pois o microscópio-espectrômetro é um instrumento de feixe único e os espectros de referência devem ser obtidos antes de medir a amostra. O instrumento também deve ter uma alta faixa dinâmica, uma vez que se muda frequentemente de microespectroscopia de transmissão ou refletância para microespectroscopia de fluorescência. Isso permite que o usuário obtenha diferentes tipos de informações espectrais exatamente do mesmo local na amostra microscópica.