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Fourier-Transformations-IR-SpektroskopieDie Fourier-Transformations-IR-Spektroskopie (FTIR) oder Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie ist eine besondere Variante der IR-Spektroskopie. Über Fourier-Transformation werden aus den mit Hilfe eines Interferometers, z. B. dem Michelson-Interferometer, gemessenen Interferogrammen IR-Spektren berechnet. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
Das FTIR-Spektrometer
AufbauDas FTIR-Spektrometer besteht mindestens aus folgenden Komponenten:
FunktionsweiseDie Spiegel sind im System so angeordnet, dass sie ein sogenanntes Michelson-Interferometer bilden. Dabei wird der Strahl, der von der Quelle kommt, durch einen Strahlenteiler in zwei Einzelstrahlen aufgespalten. Einer davon wird auf einen festen Spiegel abgestrahlt und reflektiert, der andere auf einen Beweglichen. Danach werden die beiden Strahlen wieder zusammengeführt, so dass sie, abhängig von den im Strahl enthaltenen Frequenzen und vom Spiegelweg, interferieren. So erhält man ein sogenanntes Interferogramm, mit einem großen Maximum (Centerburst) dort, wo beide Spiegel gleich weit vom Strahlenteiler entfernt waren und somit alle Frequenzen additiv interferiert haben, und relativ flachen Ausläufern (Wings). Dieses wird dann durch die Fourier-Transformation in ein Spektrum umgewandelt. EigenschaftenDas spektrale Auflösungsvermögen eines FTIR-Spektrometers ist im Wesentlichen durch die endliche Scanlänge L des beweglichen Spiegels begrenzt. Es beträgt . Das heißt, je größer die Scanlänge ist, desto höher ist die spektrale Auflösung. Des Weiteren hängt sie nicht von der Anzahl N der aufgenommen Messpunkte ab. Diese bestimmt lediglich die maximal messbare Frequenz νmax, die nach dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem durch die halbe Samplerate gegeben ist. Vorteile der FTIR-Spektroskopie gegenüber der dispersiven IR-SpektroskopieDie FTIR-Spektroskopie zeichnet sich durch die wesentlich kürzeren Messzeiten verglichen mit herkömmlicher dispersiver Spektroskopie und ein damit verbundenes höheres Signal-Rausch-Verhältnis aus. Sie hat daher praktisch in allen Bereichen Vorteile gegenüber dispersiven Verfahren.
Wie der Fellgett-Vorteil schon andeutet, ist das Spektrum eine Momentaufnahme. Das trifft besonders für die sogenannten fast scanning-FT-Spektrometer zu. Diese erlauben mit Aufnahmezeiten von Bruchteilen einer Sekunde die Studien dynamischer Prozesse. Neuere IR-Spektrometer sind überwiegend FTIR-Spektrometer, da sie bedingt durch die zum Teil kleine Bauform und neue robuste Messeinheiten auch zur Verwendung als transportable Geräte geeignet sind. Spezielle AnwendungenIdentifizierung von MikroorganismenDie FTIR-Technik eignet sich auch zur Identifizierung von Mikroorganismen. Durch Abgleich der Spektren kultivierter Mikroorganismen mit Datenbanken, kann eine Zuordnung nach Genus, Spezies etc. erfolgen. In-Situ SpektroskopieZur online Reaktionsverfolgung im Chemie- oder Bioreaktor (Molekülspektroskopie) muss der Strahlengang aus dem Spektrometer hinaus in das Reaktiongefäß hinein und wieder heraus zum Detektor geleitet werden. Heute stehen dafür unter anderem flexible faseroptische ATR-Sonden zur Verfügung. |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Fourier-Transformations-IR-Spektroskopie aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |