Procesní online systémy

Ramanova spektrometrie je díky svým možnostem prakticky ideální metodou pro monitorování výrobních procesů nebo reakcí v chemickém, farmaceutickém nebo plastikářském průmyslu. Stejně jako FT-IR spektrometrie nabízí vysoké rozlišení, navíc je ale možné sledovat také reakce ve vodném prostředí, jde snadno měřit i přes různé materiály okének (sklo, křemen, safír), případně je možné i bezkontaktní měření. Ramanovy sondy je možné vyrobit s různou pracovní vzdáleností a sondy mohou být se spektrometrem spojeny optickým kabelem o délce až několika metrů. Většímu rozšíření on-line Ramanových spektrometrů doposud bránili následující faktory:

• bylo nutné používat dlouhé integrační časy při nižších energií laseru
• možnost degradace vzorku při použití vysoké energie laseru
• kompromis mezi rozlišením a citlivostí/energetickou prostupností spektrometru. Maximální energetická prostupnost se dosahuje při nízkém rozlišení (velká šířka štěrbiny), při vysokém rozlišení jsou naopak velké ztráty energie a dosahuje se horší citlivosti (úzká štěrbina spektrografu)
• problematické měření nízkých koncentrací některých látek v organických rozpouštědlech s intenzivním Ramanovým signálem (příliš velký šum při vyšším spektrálním rozlišení)
• nemožnost nasazení ve výbušném prostředí (ATEX certifikace), pro ATEX je možné použít energií laseru maximálně 30 mW. Při těchto nízkých energiích excitačního laseru je velmi slabý Ramanův signál ze vzorku.
• problematické měření z více kanálů (použití multiplexorů) z důvodu delších integračních časů nutných pro dosažení dobrého odstupu signálu od šumu.

Všechny výše zmiňované problémy je možné výrazně omezit, pokud se podaří zkonstruovat Ramanův spektrometr s vysokou energetickou prostupností a současně dobrým spektrálním rozlišením. S řešením přišla kanadská firmy Tornado Spectral Systems, která vyvinula a patentovala technologii „High Throughput Virtual Slit (HTVS)“, která umožňuje mnohonásobně zvýšit optickou propustnost Ramanových spektrometrů bez ztráty spektrálního rozlišení.

Firma Tornado nabízí dva modely nejvýkonnější verze jejich Ramanova spektrometru HyperFlux^TM PRO Plus a Process Guardian a cenově dostupnější model SuperFlux, podrobnosti viz. níže.  Modely HyperFlux Pro Plus a Process Guardian poskytují řádově vyšší citlivost než srovnatelné procesní Ramanovy spektrometry (cca. 15x vyšší citlivost v porovnání s dosavadním leaderem v této oblast a minimálně 100x vyšší citlivost v porovnání s běžnými spektrometry). Spektrometry HyperFlux^TM PRO Plus tak v současné době zcela mění možnosti využití Ramanovy spektrometrie nejen pro ON-Line monitorování výrobních procesů, ale například i při sledování kinetik reakcí ve výzkumu (například monitorování procesu krystalizace s ms časovým rozlišení) nebo při „in vivo“ experimentech v oblasti medicínského výzkumu, kdy je možné významně snížit expozici tkáně během měření (snížení energie laseru, zkrácení doby měření).