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Übersicht IR- und Raman Analyse

Die Aufnahme und Interpretation von IR-Spektren ist eine der schnellsten und nützlichsten Analysemethoden in der Routineanalyse und der chemischen Forschung. Die Methode ist kostengünstig und liefert schnelle Ergebnisse. Ein hoher Analysedurchsatz ist in den meisten Fällen nicht zu erreichen, da es an erfahrenen Analytikern fehlt.

RAMAN Spektrenanalytik ist ebenfalls eine lange bekannte Methode, die hervorragende Ergebnisse mit ausgezeichneter Spektrenqualität in kürzester Zeit liefert. Die Spektren sind in der Regel schärfer und weniger verrauscht als in der IR Spektroskopie. Die Probenvorbereitung entfällt größtenteils und macht die Methode dadurch besonders attraktiv, da hier keinerlei Presslinge o.ä. angefertigt werden müssen. Die positive Preisentwicklung für Raman Geräte unterstützt die Verbreitung der Raman Spektroskopie in der letzten Zeit.

Das primäre Ziel der IR-Raman-Auswertungsfunktion in der Software, ist die Unterstützung des Experten und auch des unerfahrenen Benutzers durch leistungsfähige Werkzeuge und eine von Experten aufgestellten Wissensbasis in Form vordefinierter Auswerteregeln. Somit wird die automatische und interaktive IR-Raman-Spektrenanalyse oder Bestätigung der Spektren und Moleküle in kürzester Zeit möglich.

Die funktionellen Gruppen chemischer Verbindungen erzeugen eine oder mehrere Banden an definierten Positionen des IR- oder Raman-Spektrums. In der Strukturbestimmung und -aufklärung werden die gemessenen Spektren und zugehörigen Moleküle durch den Analytiker manuell zusammengeführt.

  • Die markante IR/Raman-Banden eines IR-Spektrums müssen identifiziert werden.

  • Die identifizierten IR/Raman-Banden müssen funktionellen Gruppen zugeordnet werden.

  • Moleküle müssen auf funktionelle Gruppen untersucht werden.

  • Beide Informationsätze müssen aufeinander abgestimmt und ausgewertet werden.

Die Software stellt umfassende Hilfsmittel zur Unterstützung des Benutzers bei jedem dieser Schritte zur Verfügung.

Ein umfassendes Regelwerk hilft bei der Kategorisierung von IR- bzw. Raman-Banden und Zuordnung zu den entsprechenden funktionellen Gruppen. Eine Regel enthält eine charakteristische "chemische" Beschreibung einer Bande. Optional können Regeln vom Benutzer definiert werden, um eine optimale Anpassung an spezielle Erfordernisse zu ermöglichen. Standardmäߟig wird ein Regelwerk für die IR- und ein weiteres für die Raman-Auswertung installiert, die den gröߟten Teil der organischen Chemie abdecken.

Die folgende Abschnitte führen Sie in die IR-Spektrum Analysefunktion der Software ein.

Erste Schritte

Stellen Sie sicher, dass ein Regelwerk geladen ist bevor Sie mit IR-Analyse beginnen. Einzelheiten finden Sie im Abschnitt "Laden eines IR/Raman-Analyse Regelwerks". Die Software wird mit je einem Regelwerk für IR- und RAMAN-Spektren ausgeliefert. Diese befinden sich im Programmverzeichnis.

Laden Sie zur Erprobung das Demo-Projekt!

Ein Demoprojekt mit dem Namen"IR Analyze Demo.project" wird zusammen mit der Software installiert. Ein analoges Projekt mit dem Namen "RAMalyzeDemo.project" ist für die Raman Analytik verfügbar.

Die Datei befindet sich im Ordner ".\Eigene Dateien\Demo Data irAnalzye - RAMalyze\Projects" und enthalten jeweils diverse Spektren und Moleküle zur Erprobung aller Funktionen.

֖ffnen Sie einfach das Projekt und experimentieren damit. Einzelheiten zum ֖ffnen eines Projekts finden Sie im Abschnitt "Projekt öffnen".

Analysenmodus der Software

Die Software unterstützt beide Analysenmethoden auf einmal. Der aktuelle Interpretationsmodus ist umschaltbar und wird anhand des aktuellen Menüeintrags im Hauptmenü der Software deutlich:

  • IR Interpretation
    Die Software befindet sich im IR Interpretationsmodus. Das zugehörige IR Regelwerk ist automatisch geladen und aktiv.

  • RAMAN Interpretation
    Die Software befindet sich im Raman Interpretationsmodus. Das zugehörige Raman Regelwerk ist automatisch geladen und aktiv.

Beide Modi verfügen über ähnliche Interpretationsmöglichkeiten. Die Vorgehensweise bei den Einzelschritten der Spektrenvorbereitung und der Analyse selbst sind jedoch unterschiedlich, um der jeweiligen Methode gerecht zu werden. Der Modus kann sehr leicht umgeschaltet werden. Dies geschieht im Menü IR/Raman Interpretation über das Kommando Wechseln zur ... Interpretation.

Kann man die RAMAN interpretation mit einem IR Spektrum ausführen oder auch umgekehrt?

Ja!

Die Software prüft nicht auf den Datentyp und erlaubt damit auch die Analytik von IR Spektren mit dem Raman Regelwerk und umgekehrt. Dies geschieht aus gutem Grund:

Andere Softwarepakete auf dem Markt und auch Instrumentensoftware können meistens nicht zwischen IR und Raman Spektren unterscheiden. Die Daten werden im jeweiligen Format des Herstellers gespeichert und die Information zum Datentyp ist nicht verfügbar oder meistens IR, weil dies bisher weiter verbreitet ist.

Um auch diese Daten in der Analyse verwenden zu können, wird auf eine Typprüfung verzichtet.

Ferner ist es möglich mit IR Daten auch die für Raman optimierte Spektrenvorbehandlung anzuwenden und umgekehrt. In manchen Fällen ist dies sinnvoll, um bessere Ergebnisse zu erzielen.

IR-Spektren interpretieren

Das IR- bzw. Raman-Spektrum wird mit Hilfe des jeweiligen Regelwerks und den eingestellten Parametern analysiert. Das Ergebnis zeigt die markanten identifizierten funktionellen Gruppen und unterstützt den Analytiker so bei der Interpretation des Spektrums.

Einzelheiten finden Sie Abschnitt "Spektrum interpretieren".

Spektrum und Molekül validieren

Das Spektrum wird basierend auf Regeln und erweiterten Parametern analysiert. Das Ergebnis mit den identifizierten funktionellen Gruppen gibt dem Analytiker einen Überblick über die zu erwartenden Eigenschaften des Moleküls und ermöglicht die direkte Zuordnung bzw. Bestätigung des Moleküls zum Spektrum.

Einzelheiten finden Sie im Abschnitt "Spektrum und Molekül validieren".

Browser für funktionelle Gruppen und Sofortanalyse

Der Browser für funktionelle Gruppen ermöglicht die Sofortanalyse eines bestimmten Peaks im Spektrum. Basierend auf den Regel des Regelwerks werden passende funktionelle Gruppe für die gewählte Position im Spektrum vorgeschlagen.

Einzelheiten finden Sie im Abschnitt "Browser für funktionelle Gruppen".

Menüs

Eine Liste aller verfügbaren Menübefehle finden Sie im Abschnitt "Menü IR/Raman-Interpretation".

Bearbeiten der Interpretationsparameter

Ąnfänglich befinden sich alle Interpretationsparameter im Automatik-Modus. So können IR-Analysen ohne vorherige Konfiguration des Systems direkt durchgeführt werden. Erfahrene Benutzer haben allerdings die Möglichkeit spezielle Parameter einzustellen und bestimmte Parameter zu bearbeiten um ein optimales Analyseergebnis zu erhalten.

Einzelheiten finden Sie im Abschnitt "Einstellungen".

Entwurf und Modifikation von Interpretationsregeln

Zum Entwurf und zur Verwaltung der Regeln steht ein Regel-Designer zur Verfügung. Erfahrene Benutzer können das Regelwerk an ihre Bedürfnisse anpassen.

Einzelheiten finden Sie im Abschnitt "Regel-Designer".

Vorsicht bei der Modifikation der Regeln!

Jede Ąnderung des bestehenden Regelsatzes kann unerwünschte Auswirkungen auf die Analyseergebnisse haben. Im schlimmsten Fall werden vollständig falsche Ergebnisse ausgegeben.

Andererseits ist es wichtig neue Regeln aufzustellen, die ihren persönlichen und experimentellen Vorgaben gerecht werden. Sorgfältig aufgestellte neue Regeln helfen bei der ständigen Verbesserung des Systems.