ИК-Фурье спектрометры
FTIR-анализ для идентификации и количественного контроля материалов
ИК-Фурье спектроскопия — один из базовых методов молекулярного анализа, позволяющий получать инфракрасный спектр образца и использовать его как химический «отпечаток». Полосы поглощения связаны с колебаниями функциональных групп и химических связей, поэтому FTIR применяется для идентификации неизвестных материалов, подтверждения подлинности сырья, выявления загрязнений, контроля состава, оценки степени окисления, мониторинга технологических процессов и количественного определения компонентов по градуировочным моделям.
В отличие от узкоспециализированных методов, FTIR охватывает широкий круг образцов: жидкости, твердые тела, порошки, пасты, пленки, покрытия, волокна, полимеры, нефтепродукты, фармацевтическое сырье, пищевые ингредиенты, композиты и газы. Практическая универсальность зависит от выбранной техники ввода образца. ATR позволяет анализировать большинство твердых и жидких проб почти без подготовки; пропускание подходит для пленок, растворов и газовых кювет; зеркальное и диффузное отражение применяется для поверхностей, порошков, покрытий и крупных объектов.
Линейка Agilent FTIR построена вокруг разных сценариев эксплуатации. Cary 630 — компактная модульная настольная система для лаборатории. Ручной 4300 переносит измерение непосредственно к объекту и подходит для неразрушающего контроля. Серия 4500 предназначена для надежного анализа вне стандартной лаборатории, а 5500 — для регулярных измерений рядом с технологическим процессом или производственной линией. Такое разделение позволяет выбирать прибор не по формальному классу, а по месту измерения, типу образца, требуемой производительности и уровню подготовки оператора.
Модельный ряд Agilent FTIR
| Модель |
Формат |
Оптимальные задачи |
| Cary 630 FTIR |
Компактный модульный настольный спектрометр |
Рутинная идентификация, ATR, жидкости, пленки, газы, количественные методы, НИИ и контроль качества |
| 4300 Handheld FTIR |
Ручной переносной анализатор |
Неразрушающий анализ крупных объектов, покрытий, композитов, культурного наследия, полевой контроль |
| 4500 Series Portable FTIR |
Защищенный переносной анализатор |
Полевой и производственный анализ жидкостей, химикатов, топлив, масел и материалов |
| 5500 Series Compact FTIR |
Компактный анализатор для работы у процесса |
At-line контроль, приемка сырья, проверка качества, стандартизованные повторяемые методы |
Как выбрать ИК-Фурье спектрометр
Первый вопрос — где будет выполняться измерение. Для центральной лаборатории с большим разнообразием проб и необходимостью менять техники пробоотбора рационален Cary 630. Если образец нельзя перенести или разрушить, нужен ручной 4300. Для выездной работы и тяжелых производственных условий рассматривают 4500. Если анализ проводится рядом с линией, складом сырья или участком приемочного контроля по ограниченному набору методик, эффективен 5500.
Второй вопрос — какая поверхность контактирует с прибором. Алмазный ATR устойчив и универсален, германиевый ATR полезен для высокопоглощающих образцов и тонкого поверхностного слоя, ZnSe применяют с учетом химической совместимости. DialPath и TumblIR ориентированы на быстрый анализ жидкостей. Для пленок и таблеток используют пропускание, для покрытий — зеркальное отражение или ATR, для порошков — ATR либо диффузное отражение.
Третий вопрос — требуется ли идентификация или количественный результат. Для идентификации важны библиотека спектров, качество контакта, алгоритм сравнения и корректный фон. Для количественного анализа дополнительно нужны представительная калибровочная выборка, контроль диапазона концентраций, валидация модели и стабильная процедура пробоотбора. Прибор следует оценивать как часть методики, а не отдельно от нее.
ATR, пропускание, отражение и анализ газов
ATR-FTIR измеряет спектр по затухающей волне на границе кристалла и образца. Метод требует хорошего контакта, но обычно не нуждается в приготовлении тонкой пленки или таблетки KBr. Пропускание дает классический спектр через образец и удобно для тонких пленок, растворов и газов. Зеркальное отражение применяют для гладких отражающих поверхностей и покрытий, а диффузное — для порошков и шероховатых материалов. Выбор техники меняет не только удобство, но и глубину анализа, интенсивность полос и требования к пробоподготовке.
Применение по отраслям
| Отрасль |
Типовые задачи |
| Нефтегаз и нефтехимия |
Идентификация масел, топлив и присадок; окисление; загрязнение; контроль сырья и продуктов |
| Полимеры и композиты |
Идентификация полимера, наполнителей и пластификаторов; старение; дефекты; входной контроль |
| Фармацевтика |
Идентификация сырья, подтверждение функциональных групп, контроль упаковки и вспомогательных веществ |
| ЛКМ и покрытия |
Тип связующего, отверждение, загрязнения, поверхностные дефекты, исследование слоев |
| Материаловедение |
Новые материалы, мембраны, волокна, пленки, нанокомпозиты и функциональные покрытия |
| Пищевая промышленность |
Идентификация сырья, жировой состав, фальсификация, контроль ингредиентов и упаковки |
| Экология и криминалистика |
Микрочастицы, неизвестные вещества, волокна, загрязнители и полевой скрининг |
| Университеты, НИИ и ЦКП |
Учебные работы, исследования, разработка методик и многопользовательский анализ |
Оснащение лабораторий под ключ
ФИАНУМ ЛАБ формирует FTIR-комплекс вокруг задач заказчика: прибор, модуль пробоотбора, программное обеспечение, библиотека спектров, рабочая станция, эталонные материалы, вспомогательное оборудование и документация. Для новых лабораторий проект может включать мебель, электропитание, климат, вытяжные решения и организацию потоков проб.
Поставка
Спецификация фиксирует модель, оптическую конфигурацию, интерфейсы пробоотбора, программные лицензии, библиотечные пакеты, обучение, гарантию и состав работ. До заказа необходимо подтвердить химическую совместимость кристаллов и принадлежностей с реальными пробами.
Пусконаладка
На площадке выполняются проверка условий, установка, подключение, базовые тесты, настройка программного обеспечения и демонстрация измерений. При наличии образцов заказчика возможно включение проверки типовой методики.
Обучение персонала
Курс включает принцип FTIR, фон, выбор техники пробоотбора, контакт ATR, очистку, работу с библиотеками, создание количественных методов, контроль качества спектра, экспорт и хранение данных.
Сервис
Сервис охватывает диагностику оптики, источника и детектора, проверку характеристик, обслуживание принадлежностей, консультации по спектрам и профилактику. Для полевых приборов отдельно важны герметичность, механическое состояние и аккумуляторная инфраструктура.
Техническая поддержка
Поддержка помогает различать аппаратную неисправность и методическую проблему: воду и CO2 в фоне, плохой контакт ATR, загрязнение кристалла, насыщение полос, неверную библиотеку или несопоставимую технику измерения.
Интеграция
Результаты могут включаться в сетевое хранение, систему резервного копирования и корпоративные процедуры. Возможность LIMS-интеграции зависит от версии ПО, форматов экспорта и политики информационной безопасности.
FAQ
Что показывает FTIR-спектр?
Он показывает зависимость поглощения инфракрасного излучения от волнового числа. Положение и форма полос связаны с функциональными группами и структурой материала.
Чем FTIR отличается от ИК-спектрометра старого типа?
FTIR регистрирует интерферограмму широкого диапазона и преобразует ее математически, что обеспечивает высокую светосилу, скорость и воспроизводимость.
Что выбрать: ATR или пропускание?
ATR удобнее для большинства твердых и жидких проб без подготовки. Пропускание выбирают для тонких пленок, растворов, газов и методов, стандартизованных именно в этой геометрии.
Можно ли определить неизвестный материал?
Да, спектр сравнивают с библиотекой и оценивают совпадение. Надежность зависит от качества спектра, репрезентативности библиотеки и одинаковой техники измерения.
Можно ли выполнять количественный анализ?
Да, после построения и валидации калибровочной модели на представительных образцах.
Какая модель подходит для лаборатории?
Для универсальной настольной работы обычно рассматривают Cary 630. Для объекта и поля — 4300 или 4500; для повторяемого at-line контроля — 5500.
Можно ли измерять порошки и пасты?
Да, чаще всего методом ATR или диффузного отражения с подходящим модулем.
Можно ли анализировать газы?
Да, при наличии газовой кюветы или специализированного газового тракта.
Нужны ли библиотеки спектров?
Для идентификации они крайне полезны. Следует выбирать библиотеки, соответствующие отрасли и технике измерения.
Подходит ли FTIR для нефтепродуктов?
Да, для идентификации, оценки окисления, загрязнений, воды, присадок и ряда количественных показателей при наличии валидированной методики.
Можно ли работать без химика-спектроскописта?
Рутинные методы можно упростить программными рабочими процессами, но разработка и интерпретация сложных методов требуют квалифицированного специалиста.
Что входит в пусконаладку?
Установка, проверка, базовые тесты, настройка ПО и вводный инструктаж; точный объем фиксируется договором.
Как очищать ATR-кристалл?
Средство выбирают по материалу кристалла и химии образца. Нельзя использовать реагенты, способные повредить кристалл или уплотнения.
Можно ли подключить прибор к LIMS?
Возможность зависит от ПО и форматов данных; интеграцию проектируют отдельно.
Поставляет ли ФИАНУМ ЛАБ комплексное решение?
Да, возможны подбор, поставка, пусконаладка, обучение, сервис, библиотеки, принадлежности и интеграция.
Реализованные проекты по оснащению лабораторий
Университет ИТМО,
центр «ИТМО-Газпромнефть»
Санкт-Петербург, 2025 г.
Задача: комплексное оснащение лаборатории исследования флюидов
Подробнее
Университет ИТМО,
центр «ИТМО-Газпромнефть»
Санкт-Петербург, 2025 г.
Задача: комплексное оснащение лаборатории исследования флюидов
Решение: сборное решение от ГК «ФИАНУМ ЛАБ»
- ЯМР-Анализатор собственного производства ГК «ФИАНУМ ЛАБ» (РФ), собственной разработки (серийно выпускаемая модель)
- Анализатор текстуры Brookfield CTX (США)
- Анализатор стабильности дисперсных систем и эмульсий Data Physics (Германия)
Подобрано под бюджет заказчика (30 млн. руб.), в соответствии с поставленной задачей, осуществлена комплексная поставка лаборатории в сжатые сроки (за 2 месяца с момента заключения договора). По договоренности с руководителем проекта, в целях выполнения сроков, заказы на производство были размещены за 3 месяца ДО заключения контракта. Пуско-наладочные работы и техническое обслуживание осуществляется полностью собственными силами, в том числе на импортные позиции производства США и Германии.
Санкт-Петербургский Горный Университет,
центр «Арктика»
Санкт-Петербург, 2022 г.
Задача: оснащение лаборатории исследования газовых гидратов
Подробнее
Санкт-Петербургский Горный Университет,
центр «Арктика»
Санкт-Петербург, 2022 г.
Задача: оснащение лаборатории исследования газовых гидратов
Решение: осуществлено эскизное проектирование лаборатории, авторский надзор, проектирование и поставка вспомогательного оборудования, поставка оборудования PSL Systemtechnik (Германия), пуско-наладочные работы и техническое обслуживание, расширенная гарантия.
Бюджет проекта: 25 млн. руб.
Университет МИРЭА,
лаборатория керамических материалов и технологий
Москва, 2024 г.
Задача: поставка сканирующего электронного микроскопа
Подробнее
Университет МИРЭА,
лаборатория керамических материалов и технологий
Москва, 2024 г.
Задача: поставка сканирующего электронного микроскопа
Решение: подобрано импортное оборудование, осуществлена поставка, пуско-наладочные работы и техническое обслуживание в рамках гарантийного срока.
Бюджет проекта: 20 млн. руб.
Университет НГУ,
лаборатория нанотрубок
Новосибирск, 2025 г
Задача: поставка оптического микроскопа
Подробнее
Университет НГУ,
лаборатория нанотрубок
Новосибирск, 2025 г
Задача: поставка оптического микроскопа
Решение: подобрано импортное оборудование (Leica Microsystems GmbH, Германия), осуществлена поставка, пуско-наладочные работы и техническое обслуживание в рамках гарантийного срока.
Бюджет проекта: 9 млн. руб.
Университет МГТУ им. Н.Э. Баумана,
лаборатория трибологических исследований
Москва, 2024 г.
Задача: поставка трибометра – установки для испытания материалов на трение и износ
Подробнее
Университет МГТУ им. Н.Э. Баумана,
лаборатория трибологических исследований
Москва, 2024 г.0
Задача: поставка трибометра – установки для испытания материалов на трение и износ
Решение: произведен и поставлен трибометр «ФИАНУМЛАБ-ТРИБОТЕСТ 02» собственной разработки (серийно выпускаемая модель).
Бюджет проекта: 16 млн. руб.
Университет НГТУ,
кафедра материаловедения
Новосибирск, 2025 г.
Задача: поставка трибометра – установки для испытания материалов на трение и износ
Подробнее
Университет НГТУ,
кафедра материаловедения
Новосибирск, 2025 г.
Задача: поставка трибометра – установки для испытания материалов на трение и износ
Решение: произведен (локализация производства компании DUCOM Instruments) и поставлен трибометр типа «Twin Disc» (серийно выпускаемая модель).
Бюджет проекта: 37 млн. руб.
ПАО «ЕВРАЗ», НТМК,
испытательный центр
Нижний Тагил, 2024-2025 г.
Задача: : комплексное оснащение испытательного центра
Подробнее
ПАО «ЕВРАЗ», НТМК,
испытательный центр
Нижний Тагил, 2024-2025 г.
Задача: : комплексное оснащение испытательного центра
- Трибометр собственного производства ГК «ФИАНУМ ЛАБ» (РФ), собственной разработки (разработка по ТЗ заказчика)
- Произведен (локализация производства компании DUCOM Instruments) и поставлен трибометр типа «Twin Disc» (серийно выпускаемая модель)
- Испытательная установка типа «Абразиметр» производства DUCOM Instruments (Нидерланды)
Подобрано под бюджет заказчика, в соответствии с поставленной задачей, осуществлена комплексная поставка испытательных стендов. Пуско-наладочные работы и техническое обслуживание осуществляется полностью собственными силами, в том числе на импортные позиции. Осуществляется гарантийное и пост-гарантийное техническое обслуживание.
ПАО «РОСНЕФТЬ», РН-БашНИПИнефть,
лаборатория пластовых флюидов
Уфа, 2024-2025 г.
Задача: комплексное оснащение лаборатории исследования флюидов
Подробнее
ПАО «РОСНЕФТЬ», РН-БашНИПИнефть,
лаборатория пластовых флюидов
Уфа, 2024-2025 г.
Задача: комплексное оснащение лаборатории исследования флюидов
Решение: поставка и техническое обслуживание установок PSL Systemtechnik GmbH
Поставлены и успешно введены в эксплуатацию 3 установки исследования нефтегазовых флюидов производства PSL Systemtechnik GmbH (Германия). Осуществляется гарантийное и пост-гарантийное техническое обслуживание полностью собственными силами.
Бюджет проекта: 70 млн. руб.



