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ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀的工作原理是什么

來源:玉崎科學儀器(深圳)有限公司   2025年07月24日 14:14  
ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀(Fourier-Transform Infrared Spectrometer, 以下簡稱“ASONE FT-IR”)是日本 AS ONE Corporation 依托其近百年實驗室器材整合與技術服務經驗,面向亞洲科研、工業及公共檢測市場推出的分子光譜分析旗艦平臺。該儀器由賽默飛世爾科技(Thermo Fisher Scientific)在日本大阪工廠按 JIS Q 17025 校準體系 OEM 制造,核心光學模塊與電子學架構與 Nicolet iS20 系列同源,并在出廠前通過 AS ONE 亞速旺的“Asia-Validation”本地化性能驗證程序,確保在 15–35 °C、20–70 %RH 的亞洲典型實驗室環境下仍保持優于出廠規格的長期穩定性。
一、光學與機械設計
  1. 干涉儀
    ASONE FT-IR 采用第三代無磨損電磁懸浮 Michelson 干涉儀,動鏡質量僅為 11 g,由對稱式雙稀土永磁體驅動,最大掃描行程 4 cm,對應光譜分辨率 0.25 cm?1 可調。分束器為“Hybrid KBr/Ge”寬帶多層鍍膜工藝,在 7 800–350 cm?1(1.28–28.6 µm)范圍內平均透過率 >45 %;干涉儀整體密封于充氮干燥腔,內部濕度由光學級 P2O? 電化學濕度傳感器實時監控,低于 5 %RH 時自動切斷吹掃氣流,實現年均 <0.1 %RH 的漂移。
  2. 光源
    內置 Ever-Glo™ 長壽命中紅外陶瓷光源,額定溫度 1 270 K,2000 h 光通量衰減 <5 %;可選配 SiC 寬帶光源延伸至近紅外 15 000 cm?1。
  3. 檢測器
    標準配置為恒溫 DLaTGS(氘化 L-丙氨酸硫酸三甘肽)檢測器,積分模式噪聲 <9 × 10?? AU(4 cm?1, 1 min, 2 000 cm?1);可選液氮制冷 MCT-A 或 TE-cooled MCT-B 檢測器,將中紅外區噪聲壓低至 5 × 10?? AU,滿足痕量氣體 ppb 級檢測需求。
  4. 信號鏈
    24-bit Δ-Σ ADC,采樣速率 80 kHz,數字鎖相放大器(DLIA)結合 64-bit DSP,實現 120 dB 動態范圍;內置 USB 3.2 Gen2×2 20 Gbps 數據總線,確保 128 次掃描平均后全譜段實時顯示延遲 <1 s。
二、軟件與譜庫
  1. OMNIC Paradigm 9.6 中文版
    • 支持中文、英文、日文、韓文多語言界面,一鍵切換;
    • 內置 13.2 萬張標準譜,含 2024 版日本藥典、USP、EP、JP 全庫及 NIST 2020 氣相紅外庫;
    • 支持混合物自動解卷積(Auto-Solve)、多元曲線分辨-交替最小二乘(MCR-ALS)、偏最小二乘(PLS)定量、歐氏距離/相關系數/導數光譜多算法檢索;
    • 符合 FDA 21 CFR Part 11、EU GMP Annex 11、中國《藥品數據管理規范》要求,具備電子簽名、審計追蹤、用戶權限三級管理;
    • 開放 Python API,可直接調用 NumPy/SciPy 進行自定義算法二次開發。
  2. 云端協作
    儀器可通過 AS ONE Cloud 將原始干涉圖、光譜數據、實驗日志加密上傳至 AWS 東京節點,支持微信小程序掃碼追溯、LIMS 雙向對接、遠程故障診斷。
三、采樣技術模塊
ASONE FT-IR 采用 Smart iTX™ 熱插拔光學底座,所有采樣模塊在 10 s 內完成自動識別與光路對準:
• Smart ARK™ 單次反射 ATR(金剛石/ZnSe 晶體,耐壓 10 000 psi,pH 1–14);
• Smart Diffuse™ 漫反射附件,積分球內徑 50 mm,鍍金內壁,粉末樣品檢測限 0.1 %;
• Smart GATR™ 80° 掠角反射,用于 1–5 nm 超薄薄膜取向分析;
• Smart µ-ATR Mapping 50 µm 空間分辨率,可匹配 3D 打印樣品臺實現 20 × 20 mm 區域自動掃描;
• 10 cm、20 cm 程長氣體池,鍍鎳鋁合金,耐壓 2 MPa,可選加熱套 200 °C;
• 高通量 96 孔 Si 片透射陣列支架,單次 96 個液體樣品 5 min 完成全譜采集。
四、性能指標(經 AS ONE 亞速旺亞洲驗證中心實測)
• 光譜范圍:7 800–350 cm?1(標準配置,可擴展至 25 000 cm?1);
• 分辨率:0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32 cm?1 可調;
• 波數準確度:±0.01 cm?1(@ 1 601 cm?1 聚苯乙烯峰);
• 波數重現性:<0.0005 cm?1(10 次連續測量 RMS);
• 信噪比:>55 000:1(4 cm?1, 1 min, RMS, 2 000 cm?1);
• 快速掃描:40 張光譜/s @ 16 cm?1 分辨率;
• 密封性能:更換干燥劑周期 >2 年(25 °C, 50 %RH 環境)。
五、合規與認證
• CE、UKCA、KC、BSMI、CCC、EAC 全電氣安全認證;
• 符合 ISO 13485 醫療器械質量管理體系,可用于體外診斷試劑紅外鑒別;
• 通過 RoHS 3.0、REACH 235 項高關注物質(SVHC)檢測;
• 整機及軟件通過 TüV SüD 生命周期評估(LCA),碳排放 <240 kg CO?e/臺,并提供碳中和購買選項。
六、服務與支持
ASONE 亞速旺在日本橫濱、中國上海、韓國首爾、新加坡設有 FT-IR 區域技術服務中心,工程師均通過賽默飛全球三級認證:
• 3-5-2 響應承諾:3 小時內電話響應、5 個工作日內上門、2 個工作日內完成維修;
• 年度性能驗證(APV)含 21 項計量校準、干涉圖診斷、光學清潔、干燥劑更換、軟件更新,出具 CNAS 認可校準證書;
• 用戶學院:每年舉辦 12 場區域培訓班,涵蓋“制藥原輔料快速鑒別”“聚合物逆向工程”“微塑料檢測”等專題,并提供 e-Learning 在線培訓 300+ 小時課程。
七、典型應用場景
  1. 制藥行業
    • 原輔料 100 % 逐桶鑒別,符合 USP <197>、EP 2.2.24、ChP 0402 要求;
    • 凍干制劑水分遷移動力學原位監測,20 ms 時間分辨跟蹤氫鍵網絡變化;
    • 連續制造 (PAT) 解決方案:與 Werum PAS-X MES 集成,實現 API 含量 3σ <1 % 的實時放行 (RTRT)。
  2. 高分子與材料
    • 多層共擠膜 1 µm 厚度逐層化學成像;
    • 3D 打印 PLA/TPU 共混物相分離原位觀測;
    • 鋰電池電解液 PFAS 降解產物 10 ppm 級檢測。
  3. 食品與農產品
    • 特級初榨橄欖油摻假(榛子油、玉米油)快速篩查,準確率 >98 %;
    • 生鮮肉表面微生物早期腐敗(揮發性胺類)在線監測,響應時間 <30 s;
    • 茶葉產地溯源結合 PCA-LDA 模型,盲樣判別正確率 96 %。
  4. 環境與公共安全
    • 微塑料 1 µm 顆粒 μ-FTIR 成像,單張濾膜 2 h 完成 2 × 2 cm 區域掃描;
    • 火災殘留物中阻燃劑紅外成像鑒定,支持 NFPA 921 標準報告輸出;
    • 法醫物證膠帶、纖維、涂料無損比對,匹配度自動評分并生成法庭鑒定書。
八、總結
ASONE 亞速旺傅立葉變換紅外光譜儀通過整合賽默飛頂尖的光學、電子與軟件技術,并針對亞洲用戶的法規、語言、氣候與服務需求進行深度本地化,實現了“開箱即合規、開機即科研”的用戶體驗。其的靈敏度、分辨率、穩定性與擴展性,使其成為制藥、材料、食品、環境、刑偵等多領域實驗室進行快速、準確、可追溯分子光譜分析的平臺,為亞洲科研創新與產業升級提供了堅實的技術支撐。


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