کیفیت آب محل پرورش ماهی

کیفیت آب محل پرورش ماهی با تجزیه و تحلیل لینولوژیکی متعارف در طول چرخه تولید ماهی قابل بررسی است. درواقع کیفیت، با اندازه گیری اکسیژن محلول، دمای آب، هدایت الکتریکی، جامدات نامحلول و شفافیت آب به دست می آید. اما به تازگی اندازه گیری های اپتیکی براساس طیف سنجی جذبی مرئی-فرابنفش و فلوئورسنس با هدف نظارت بر کیفیت آب پرورشگاه ماهی انجام شده است. با این روش، حضور پروتئین ها و کلروفیل به صورت اپتیکی در چرخه تولید ماهی قابل رصد کردن است. نتایج نشان می دهد که طیف سنجی فلوئورسنس و مرئی-فرابنفش روش تحلیلی سریع کیفی برای تعیین کیفیت آب پرورشگاه ماهی است.

:See more

Fish farming water quality monitored by optical analysis: The potential application of UV–Vis absorption and fluorescence spectroscopy,2018

https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2018.02.027

رامان مواد در ظروف پلاستیکی غیرشفاف

طیف سنجی رامان یک روش طیف سنجی مولکولی است که به صورت غیرتهاجمی و غیر مخرب قادر است روی گونه‌های مختلف مواد، آنالیز شیمیایی و ترکیبی صورت دهد. به وسیله این روش می­ توان مواد نانویی، مواد شیمیایی خطرناک، مواد خام دارویی، سنگ‌های قیمتی و معدنی، رنگ‌دانه‌های موجود در اشیای هنری و باستانی و حتی بافت‌های سرطانی و بیمار را مورد بررسی قرار داد. از مزیت‌های مهم این روش طیف سنجی، قابلیت استفاده از آن به صورت قابل حمل است که آنالیز و بررسی طیف وسیع‌تری از مواد را ممکن می ­سازد. با استفاده از دستگاه‌های رامان قابل حمل می‌توان بدون نیاز به استخراج و یا جابه­ جایی مواد مختلف به داخل آزمایشگاه، کار طیف سنجی و مطالعه را انجام داد. همچنین در صورت داشتن یک کتابخانه از طیف مواد مختلف، می‌توان در کسری از دقیقه کار شناسایی ترکیبات شیمیایی گوناگون را به انجام رسانید.

دستگاه‌های طیف سنجی رامان به گونه‌ای عمل می‌کنند که با متمرکز کردن نور لیزر به عنوان سیگنال تحریک (Excitation) بر روی نقطه‌ای از ماده، سیگنال رامان به دست آمده را جمع آوری کرده و سپس با استفاده از یک دستگاه طیف سنج آن را مورد تحلیل و ارزیابی قرار می‌دهند. به این ترتیب هرچه نور متمرکز شده بر روی ماده دارای شدت و توان بالاتری باشد امکان دست‌یابی به سیگنال‌های رامان نیز بیشتر می­ شود. اما هنگامی که پوشش یا ظرف نگه‌دارنده ماده، غیر شفاف باشد و نور را به سمت بیرون منعکس کند، استفاده از این روش طیف سنجی با مشکلاتی همراه خواهد بود. چرا که در این صورت دیگر نوری بر روی سطح ماده کانونی نمی‌شود و در نتیجه سیگنال رامانی هم از آن بدست نخواهد آمد و حتی در صورت جمع آوری سیگنال رامان از ماده، این سیگنال با سیگنال بازگشتی از خود ظرف نیز همراه خواهد بود و این خطای طیف سنجی محسوب می شود. این موضوع سبب می‌شود که طیف رامان بدست آمده از مواد موجود در ظروف غیر شفاف ضعیف باشد و یا با سیگنال‌ رامانِ این پوشش نگهدارنده ترکیب شده و پاسخ مناسبی در خروجی دستگاه مشاهده نشود.

محققان در سال 2016 روش جدیدی بر پایه طیف سنجی رامان معرفی کردند که با پیاده سازی آن امکان دریافت سیگنال‌های مناسب رامان حتی از مواد موجود در ظروف پلاستیکی یا غیرشفاف نیز ممکن خواهد بود. این روش که با عنوان See-Through Raman Spectroscopy یا به صورت خلاصه STRaman معرفی می ­شود، ضمن افزایش سطح مقطع نمونه برداری نسبت به سیستم‌های Confocal، سیگنال‌های بیشتری را از لایه‌های عمیق ماده جمع آوری می‌کند. در این روش، با افزایش سطح مقطع نمونه برداری و در نتیجه کاهش شدت لیزر، احتمال آسیب رسیدن به ماده نیز کم می‌شود.

با استفاده از روش طیف سنجی STRaman، می‌توان از ماهیت مواد درون بطری‌های پلاستیکی غیرشفاف، قرص‌ها و داروهای موجود در بسته بندی‌های مختلف، مواد و اشیای موجود در بسته‌های نامه و… آگاهی پیدا کرد.

Raman Spectroscopy Peers Through Packaging

A newly developed Raman technique can identify chemical species nondestructively

beneath diffusely scattering packaging material such as plastics or tablet coatings, 2016

تشخیص مواد مخدر با طیف سنجی رامان

تشخیص مواد مخدر با طیف سنجی رامان

در طی سال های اخیر مصرف مواد مخدر افزایش چشمگیری داشته و به مسئله نگران کننده ای برای دولت ها و مؤسسات بین المللی تبدیل شده است. پیدایش سریع ترکیبات جدید، دسترسی آسان و سرعت بالای تأثیر روی افراد، باعث شده دانشمندان به راهکاری سریع، حساس و دقیق برای تشخیص این مواد بیندیشند. روش های تشخیصی که امروزه به طور گسترده استفاده می شوند به زمان اندازه گیری زیاد، تجهیزات پیچیده و کاربران متخصص نیاز دارند. اما به تازگی گروهی از دانشمندان سیستم هومولوگ نانوساختاری را برای تشخیص کوکائین توسط طیف سنجی رامان مورد استفاده قرار داده اند. این روش نیازهای این حوزه را تأمین خواهد کرد.

 

:See more

Chromogenic and Fluorogenic Probes for the Detection of Illicit Drugs, 2018

DOI: 10.1002/open.201800034

محققان چينی از گرافن برای افزايش سيگنال‌ «طيف سنجی افزايش يافته سطحی رامان» استفاده کردند.

براي اين کار به گرافن، ولتاژی اعمال می‌شود تا انرژی فرمی آن به مولکول جذب شده روي سطح برسد. با اين کار تغيير شگرفی در استخراج سيگنال‌های اين طيف سنجی اتفاق می‌افتد.

گرافن ماده ای است که ویژگی های نوری، الکترونيکی، مکانيکی و گرمايی ويژه‌ای از خود نشان می‌دهد. به ‌همين دليل دانشمندان به ‌دنبال استفاده ازا این ماده در علوم و صنایع مختلف هستند. اين ويژگی‌ها موجب شده که گرافن به ‌عنوان ابزاری برای مطالعه مواد ديگر با استفاده از روش‌هايی نظير طيف سنجی تقويت شده سطحی رامان، به‌ کار گرفته شود.

«جين ژانگ» و همکارانش از دانشگاه «پکينگ» و دانشگاه «لانژو» در چين نشان دادند که گرافن می تواند در افزایش شدت سيگنال‌های رامان مؤثر باشد. آن ها نتايج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Effect of Graphene Fermi Level on the Raman Scattering Intensity of Molecules on Graphene به چاپ رساندند.

طيف سنجي تقويت شده سطحی رامان، زمانی اتفاق می‌افتد که يک مولکول، جذب یک سطح رسانا شده و با آن برهمکنش می‌دهد. سيگنال‌های رامان جزئيات و اطلاعات شيميايی و الکتروشيميايی خوبی از نمونه در مقياس مولکولی ارائه می‌کنند؛ با اين حال، روی زيرلايه‌های فلزی، شناسايی سيگنال‌های شيميايی بسيار دشوار است.

«جين ژانگ» و همکارانش ثابت کردند که می‌توان با استفاده از زيرلايه گرافن و همچنين با استفاده از اعمال ولتاژ جهت تنظيم مقدار حامل های بار، مشکل استخراج سيگنال‌های شيميايی را حل کرد. در واقع با اعمال ولتاژ، سطح انرژی فرمی گرافن تغيير کرده و با سطح انرژی مولکول جذب شده هم تراز می‌شود. با تغيير ولتاژ اعمال شده و رصد سيگنال‌ رامان، تغيير بسیار خوبی در سيگنال ديده می‌شود، اما اين حالت زمانی اتفاق می‌افتد که ولتاژ خيلي سريع تغيير کند. توضيح علمی اين قضيه به اثر پسماند در گرافن هنگام شارژ و دشارژ شدن تحت ولتاژ اعمالی برمی‌گردد. اين موضوع وجود ارتباط ميان سطح انرژی فرمی گرافن و شدت رامان را تأیید می‌کند. در صورتي که سطح انرژی فرمی گرافن با انرژی پايين‌ترين اوربيتال مولکولی اشغال نشده مولکول مورد نظر تراز شود، شدت سيگنال رامان به بيشينه مقدار خود می‌رسد.