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鑒有機(jī)辨無(wú)機(jī)，島津EDXIR開(kāi)創(chuàng)跨界融合
導(dǎo)讀
對(duì)未知物的定性是分析工作者的棘手問(wèn)題之一，尤其當(dāng)樣品信息極度缺乏而且不能破壞時(shí)，更是讓人撓破頭。而現(xiàn)有的分析技術(shù)由于分析原理的限制，每種方法只能提供無(wú)機(jī)或有機(jī)類(lèi)的信息，而不能給出綜合分析結(jié)論。為了打破這一困境，島津發(fā)揮自身產(chǎn)品線(xiàn)廣、機(jī)種豐富的優(yōu)勢(shì)，在已有的成熟機(jī)種傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）和能量色散X射線(xiàn)熒光光譜（EDXRF）之間，以EDXIR架起有機(jī)界與無(wú)機(jī)界間的橋梁，讓未知物的定性分析更輕松。
有機(jī)無(wú)機(jī)摻雜材料的定性分析問(wèn)題
有機(jī)物是生命產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，所有的生命體都含有機(jī)化合物，如脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)、糖等。狹義上的有機(jī)化合物主要是指由碳元素、氫元素組成，一定是含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸等。
在分析化學(xué)中，根據(jù)有機(jī)化合物的性質(zhì)，發(fā)展出各種定性分析技術(shù)。例如，通過(guò)分子中不同化學(xué)鍵或官能團(tuán)對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收來(lái)鑒別化合物成分的FTIR；將化合物電離為不同質(zhì)荷比的帶電離子后在加速電場(chǎng)的作用下進(jìn)入質(zhì)量分析器，以質(zhì)荷比來(lái)推斷原化合物組成的有機(jī)質(zhì)譜儀；以及根據(jù)強(qiáng)磁場(chǎng)中原子核分裂產(chǎn)生的NMR現(xiàn)象解析化合物結(jié)構(gòu)的核磁共振技術(shù)等。
無(wú)機(jī)物與有機(jī)化合物對(duì)應(yīng)，通常指不含碳元素的化合物，但包括含碳的碳氧化物、碳酸鹽、氰化物、碳化物、金屬的有機(jī)配體配合物等在無(wú)機(jī)化學(xué)中研究的含碳物種。對(duì)無(wú)機(jī)物的定性分析一般先以X射線(xiàn)熒光光譜法確定元素，再結(jié)合X射線(xiàn)衍射或X射線(xiàn)光電子能譜確定樣品中無(wú)機(jī)化合物的種類(lèi)。
然而，實(shí)際測(cè)試中，并非單一的有機(jī)或無(wú)機(jī)物，材料科學(xué)的突飛猛進(jìn)使得分析工作者面對(duì)的樣品材質(zhì)越來(lái)越復(fù)雜。有機(jī)無(wú)機(jī)摻雜類(lèi)的復(fù)合材料自不必說(shuō)，即使普通的塑膠中也會(huì)加入各種添加劑或功能助劑，其中不乏無(wú)機(jī)物，例如油漆中的填料等。這些材料的全面成分分析僅使用有機(jī)類(lèi)或無(wú)機(jī)類(lèi)的分析技術(shù)顯然不夠全面，而需要綜合兩類(lèi)技術(shù)進(jìn)行分析。
島津EDXIR軟件跨界融合有機(jī)與無(wú)機(jī)分析
島津成立近150年來(lái)，立足以分析儀器為社會(huì)做貢獻(xiàn)，擁有寬廣的產(chǎn)品線(xiàn)，其中FTIR與EDX產(chǎn)品分別為有機(jī)和無(wú)機(jī)定性分析領(lǐng)域的佼佼者。為了解決單一類(lèi)型儀器所得信息有限的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出FTIR與EDX的聯(lián)用技術(shù)，通過(guò)EDXIR軟件，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)FTIR和EDX結(jié)果進(jìn)行分析比對(duì)，從而得出同時(shí)包含有機(jī)與無(wú)機(jī)信息的定性結(jié)果。
島津EDXIR綜合分析案例分享
圖1. EDXIR綜合篩選結(jié)果
在上圖的EDXIR綜合篩選結(jié)果中，F(xiàn)TIR譜圖顯示樣品存在聚氯乙烯、碳酸鹽等成分，再綜合EDX結(jié)果中Cl和Ca元素的檢出，確認(rèn)了樣品為含有碳酸鈣填料的聚氯乙烯，這類(lèi)材料常用于電線(xiàn)外皮，因此綜合分析中軟件給出排序第一的可能材料為“電線(xiàn)外皮"。
這樣的結(jié)果既不同于FTIR所給出“PVC+碳酸鹽"僅提供化合物成份，更不同于EDX只給出元素含量的形式，而是結(jié)合測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)庫(kù)中所收錄的材料使用場(chǎng)景信息，直接匹配給使用者樣品的可能來(lái)源，將純技術(shù)性的儀器測(cè)試結(jié)果直接推進(jìn)到了場(chǎng)景分析層面，相當(dāng)于為客戶(hù)提供了材料分析經(jīng)驗(yàn)。而實(shí)現(xiàn)這一功能也離不開(kāi)EDXIR數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的近五百種材料的FTIR與EDX譜圖，是綜合分析結(jié)果的重要支撐。
島津EDXIR量化鑒別混雜材料案例分享
EDXIR不僅在未知物的鑒別上可以結(jié)合FTIR與EDX進(jìn)行分析，對(duì)于識(shí)別材料替換更有一手。通過(guò)在軟件數(shù)據(jù)庫(kù)中建立目標(biāo)材料的EDX和FTIR譜庫(kù)，在使用FTIR和EDX檢測(cè)待測(cè)物后，EDXIR會(huì)給出待測(cè)物與目標(biāo)物的匹配因子，達(dá)到閾值即可判定為符合要求。該項(xiàng)功能可以輔助企業(yè)識(shí)別原材料的性能是否穩(wěn)定，以及是否被替換，具有很好的應(yīng)用前景。
圖2. 測(cè)試樣品圖片
圖2為某大型生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量事故中涉及的兩種材料。懷疑供應(yīng)商為了節(jié)省成本，未按客戶(hù)要求使用指定的橡膠制品，而是選用了價(jià)格更便宜的仿冒品。為了確證這一點(diǎn)，對(duì)指定采購(gòu)品和疑似仿冒品進(jìn)行取樣，將正品的譜圖和數(shù)據(jù)注冊(cè)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，再對(duì)疑似仿冒品進(jìn)行匹配，得到結(jié)果如圖。
圖3. 正品和疑似仿冒品紅外光譜和EDX重疊譜圖
通過(guò)與正品的多次取樣相比，疑似仿冒品的各項(xiàng)匹配度均未達(dá)到用戶(hù)要求，確認(rèn)質(zhì)量事故為原材料被替換所導(dǎo)致。
表1. EDXIR匹配分析結(jié)果
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)EDXIR將FTIR與EDX的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行綜合分析，分析者能夠獲得數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的近五百種材料經(jīng)驗(yàn)的加持，得到的分析結(jié)果不再是簡(jiǎn)單的元素或化合物組成，而是更直接的“電線(xiàn)外皮"、“密封圈"、“不銹鋼"等更為熟悉的材料名稱(chēng)。
感謝EDXIR，不僅融合了有機(jī)界的FTIR與EDX的無(wú)機(jī)分析，更拉近了分析化學(xué)與材料分析的距離，讓未知物分析更便捷！
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