DE102010050595A1 - Method for detecting organic matter e.g. lactose using terahertz spectroscopy, involves detecting radiation beam transmitted through sample and/or reflected from sample, and analyzing detected radiation for identifying organic matter - Google Patents
Method for detecting organic matter e.g. lactose using terahertz spectroscopy, involves detecting radiation beam transmitted through sample and/or reflected from sample, and analyzing detected radiation for identifying organic matter Download PDFInfo
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HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren zum Detektieren von organischem Material und insbesondere auf ein Verfahren zum Detektieren organischen Materials unter Verwendung der Teraherz-Spektroskopie.The invention relates generally to methods of detecting organic matter, and more particularly to a method of detecting organic material using terahertz spectroscopy.
Beschreibung verwandter TechnikDescription of related art
Die Spektroskopie im Terahertz(THz)-Bereich kann in zwei Grundtechniken aufgeteilt werden: die time-domain bzw. Zeitdomäne und die frequency-domain bzw. Frequenzdomäne. Zeitdomänensysteme verwenden optische Impulse von einem ”mode locked” Laser zur Erzeugung von THz-Impulsen durch ein Demodulationsverfahren in einem fotoleitenden (d. h. ”Auston”)-Schalter (PCS = Photo Conductive Switch). Der THz-Impuls wird durch eine interessierende Probe geleitet, bevor er auf einen zweiten PCS (den Detektor) fokussiert wird, der betrieben wird durch einen verzögerten optischen Impuls von dem gleichen mode-locked Laser. Die Verzögerung dieses optischen Detektorimpulses wird verändert; und der Detektor PCS-Fotostrom wird als eine Funktion der Verzögerung zum Erhalt einer THz-Autokorrelationsfunktion gemessen. Eine Normalisierung und Fourier-Transformation werden angewandt auf diese Autokorrelation, um eine frequenzabhängige Übertragung durch die interessierende Probe zu erzeugen. Wie in der Fourier-Transformations-Spektroskopie wird die Spektralauflösung in erster Linie durch die Länge der Verzögerungslinie bestimmt, was sehr schwer über 1 cm hinaus erhöht werden kann, was eine typische Auflösung von 1 cm–1 oder 30 GHz ergibt.Terahertz (THz) spectroscopy can be split into two basic techniques: the time domain and the frequency domain. Time domain systems use optical pulses from a mode locked laser to generate THz pulses through a demodulation process in a photoconductive (ie, "Auston") switch (PCS = Conductive Switch). The THz pulse is passed through a sample of interest before being focused on a second PCS (the detector) which is operated by a delayed optical pulse from the same mode-locked laser. The delay of this optical detector pulse is changed; and the detector PCS photocurrent is measured as a function of the delay to obtain a THz autocorrelation function. Normalization and Fourier transform are applied to this autocorrelation to produce frequency dependent transmission through the sample of interest. As in Fourier transform spectroscopy, the spectral resolution is determined primarily by the length of the delay line, which can be very difficult to increase beyond 1 cm, giving a typical resolution of 1 cm -1 or 30 GHz.
Andererseits wird in der Frequenzdomäntechnik eine kontinuierliche Welle bildende THz-Strahlung durch Fotomischen (photomixing) erzeugt, und zwar in der kombinierten Ausgangsgröße von zwei Einzelfrequenzlasern in einem PCs. Die Wellenlänge des einen (oder beider) Laser wird abgestimmt um die THz-Ausgangsfrequenz zu verändern. In den meisten spektroskopischen Anwendungen des Fotomischens wird der THz-Ausgangsstrahl von dem PCs an einen empfindlichen Breitbandthermodetektor (beispielsweise LHe-Bolometer oder eine Golay Zelle) angekoppelt, was die Gesamtsignalverarbeitung inkohärent und phasenunempfindlich macht. Kohärente (homodyne) Detektion kann bei Raumtemperatur erreicht werden durch Mischung der gleichen optischen Strahlung von den Lasern in einem Detektor-PCs auf den das THz-Signal ebenfalls einfällt oder auftrifft. Dies sieht eine größere Empfindlichkeit und eine schnellere Datenerfassung als die inkohärente Technik vor und bewahrt die Phaseninformation.On the other hand, in frequency-domain technique, continuous wave THz radiation is produced by photomixing, in the combined output of two single-frequency lasers in a personal computer. The wavelength of the one (or both) laser is tuned to change the THz output frequency. In most spectroscopic applications of photo-mixing, the THz output beam from the PC is coupled to a sensitive broadband thermodetector (eg, LHe bolometer or Golay cell), making the overall signal processing incoherent and phase insensitive. Coherent (homodyne) detection can be achieved at room temperature by mixing the same optical radiation from the lasers in a detector PC where the THz signal is also incident or incident. This provides greater sensitivity and faster data acquisition than the incoherent technique and preserves the phase information.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
In der vorliegenden Anmeldung werden Verfahren zum Detektieren organischen Materials unter Verwendung der Terahertz-Spektroskopie offenbart. Gemäß einigen Beispielen weisen die Verfahren Folgendes auf Suspendieren organischen Materials in einem Medium, um eine Probe zu bilden, die Bestrahlung der Probe mit einem Beleuchtungsstrahl aus elektromagnetischer Strahlung, wobei der Beleuchtungsstrahl eine Vielzahl von Frequenzen im Bereich von ungefähr 100 GHz bis ungefähr 2 THz besitzt, Detektieren der durch und/oder von der Probe reflektierten Strahlung, und Analysieren der detektierten Strahlung zur Identifizierung des organischen Materials, wobei das Medium ausgewählt ist aus dem das Folgende enthaltende: Agar, Guargummi, Gellangummi, Carrageenan, Xanthamgummi, fasriges Natriumpektat und andere Agar-Substitute. Bevorzugter Weise ist das Medium Agar.In the present application, methods for detecting organic material using terahertz spectroscopy are disclosed. According to some examples, the methods include suspending organic material in a medium to form a sample, irradiating the sample with an illumination beam of electromagnetic radiation, the illumination beam having a plurality of frequencies in the range of about 100 GHz to about 2 THz Detecting the radiation reflected by and / or from the sample, and analyzing the detected radiation to identify the organic material, wherein the medium is selected from the group consisting of: agar, guar gum, gellan gum, carrageenan, xantham gum, fibrous sodium pectate and other agar -Substitute. Preferably, the medium is agar.
Vorzugsweise liegt die Vielzahl von Frequenzen im Bereich von ungefähr 400 GHz bis ungefähr 700 GHz. In einem anderen Ausführungsbeispiel liegt die Vielzahl der Frequenzen im Bereich von ungefähr 500 GHz bis ungefähr 800 GHz. Das Verfahren kann ferner das Anlegen elektrischer Pole an die Probe in einem Trockenkasten (dry box) umfassen.Preferably, the plurality of frequencies is in the range of about 400 GHz to about 700 GHz. In another embodiment, the plurality of frequencies is in the range of about 500 GHz to about 800 GHz. The method may further comprise applying electrical poles to the sample in a dry box.
In einem Ausführungsbeispiel ist das organische Material ein Kohlenhydrat. Das organische Material kann ein Monosaccharid oder ein Disaccharid sein. Das organische Material kann ein Disaccharid sein, und zwar ausgewählt aus der Folgendes aufweisenden Gruppe: Sucrose, Lactulose, Laktose, Maltose, Trehalose, Cellobiose und Mischungen davon. Vorzugsweise ist das organische Material Laktose.In one embodiment, the organic material is a carbohydrate. The organic material may be a monosaccharide or a disaccharide. The organic material may be a disaccharide selected from the group consisting of sucrose, lactulose, lactose, maltose, trehalose, cellobiose and mixtures thereof. Preferably, the organic material is lactose.
Das Verfahren kann ferner die Durchführung eines Grund- bzw. Basislinienvergleichs (baseline comparison) umfassen, und zwar mit einer mittleren Probe ohne das organische Material einschließlich der Bestrahlung der mittleren Probe mit dem Belichtungsstrahl; Detektieren der durch die mittlere oder Mediumprobe hindurch übertragenen Strahlung und/oder der von der Mediumprobe reflektierten Strahlung; und, Vergleichen der detektierten Strahlung der Mediumprobe mit der detektierten Strahlung der Probe. Das Verfahren kann ferner die Durchführung eines Basislinienvergleichs mit Luft umfassen einschließlich der Bestrahlung der Luft mit dem Beleuchtungsstrahl; dem Detektieren der durch die Luft gesendeten und/oder der von der Luft reflektierten Strahlung; und Vergleichen der detektierten Strahlung der Luft mit der detektierten Strahlung der Probe.The method may further comprise performing a baseline comparison with a central sample without the organic material including irradiating the central sample with the exposure beam; Detecting the radiation transmitted through the medium or medium sample and / or the radiation reflected from the medium sample; and, comparing the detected radiation of the medium sample with the detected radiation of the sample. The method may further include performing a baseline comparison with air, including irradiating the air with the illumination beam; detecting the radiation transmitted through the air and / or the radiation reflected by the air; and comparing the detected radiation of the air with the detected radiation of the sample.
Das Verfahren kann ferner die Verwendung einer gewichteten durchschnittlichen Probe umfassen, und zwar durch Bestrahlung und Detektierung der Strahlung von der Probe mehr als einmal. The method may further comprise using a weighted average sample by irradiating and detecting the radiation from the sample more than once.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Belichtungsstrahl eine zeitdomänen-pulsierte Belichtung. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Beleuchtungsstrahl eine frequenzdomänen-kontinuierliche Belichtung.In one embodiment, the exposure beam is a time-domain pulsed exposure. In another embodiment, the illumination beam is a frequency domain continuous exposure.
Das Verfahren kann ferner Folgendes aufweisen: Erzeugung eines Komposite-Laserstrahls in einem integrierten Lasermodul; und Anlegen des Komposite-Laserstrahls an einen ersten fotoleitenden Schalter, aktiviert durch den Komposite-Laserstrahl zur Bildung des Belichtungsstrahl als einen optisch generierten Belichtungsstrahl. Das Verfahren kann umfassen das Anlegen des Komposite-Laserstrahls an einen Detektor, positioniert zum Detektieren der durch die Probe übertragenen und/oder von der Probe reflektierten Strahlung, wobei der Detektor einen zweiten fotoleitenden Schalter aufweist, aktiviert durch den optischen Komposite-Strahl. Das Verfahren kann die Erzeugung des Komposite-Laserstrahls aus ersten und zweiten Lasern umfassen und zwar mit unterschiedlichen Frequenzen, wobei jeder moduliert ist mit einem unterschiedlichen Niederfrequenz-Identifikationston.The method may further include: generating a composite laser beam in an integrated laser module; and applying the composite laser beam to a first photoconductive switch activated by the composite laser beam to form the exposure beam as an optically generated exposure beam. The method may include applying the composite laser beam to a detector positioned to detect the radiation transmitted through the sample and / or reflected from the sample, the detector having a second photoconductive switch activated by the composite optical beam. The method may include generating the composite laser beam from first and second lasers at different frequencies, each modulated with a different low frequency identification tone.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Folgenden werden Verfahren zum Detektieren organischen Materials beschrieben und zwar unter Verwendung der THz-Spektroskopie, wobei das organische Material in einem Medium suspendiert ist. Das Medium kann aus der Folgendes enthaltenden Gruppe ausgewählt werden: Agar, Guargummi, Gellangummi, Carrageenan, Xanthamgummi, fasriges Natriumpektat und andere Agar-Substitute. Bevorzugter Weise ist das Medium Agar. Das Medium kann ein einen Film oder Schicht bildendes Polysaccharid sein. Vorzugasweise ist das Medium Agar.In the following, methods for detecting organic material using THz spectroscopy wherein the organic material is suspended in a medium will be described. The medium may be selected from the group consisting of: agar, guar gum, gellan gum, carrageenan, xantham gum, fibrous sodium pectate, and other agar substitutes. Preferably, the medium is agar. The medium may be a film or layer forming polysaccharide. Preferably, the medium is agar.
Agar wurde in der Mikrobiologie verwendet, um eine feste Oberfläche vorzusehen, die ein Medium für das Wachstum von Bakterien enthält. Agar ist eine heterogene Mischung von zwei Klassen von Polysaccharid: Agarose und Agaropektin, die das gleiche auf Galatose basierende Rückrat aufweisen. Die neutrale Ladung und das geringe Ausmaß chemischer Komplexität von Agarose machen es weniger wahrscheinlich, dass eine Wechselwirkung mit Biomolekülen auftritt.Agar has been used in microbiology to provide a solid surface containing a medium for the growth of bacteria. Agar is a heterogeneous mixture of two classes of polysaccharide: agarose and agaropectin, which share the same galatose-based backbone. The neutral charge and the low level of chemical complexity of agarose make it less likely to interact with biomolecules.
Das Suspendieren des zu detektierenden organischen Materials in Agar stabilisiert das organische Material für eine effektive THz-Spektroskopie. Obwohl nicht durch eine Theorie festgelegt, wird angenommen, dass das Agar die Detektion von intramolekularen Vibrationsmodes und von intermolekularen Vibrationsmodes ermöglicht.Suspending the organic material to be detected in agar stabilizes the organic material for effective THz spectroscopy. Although not determined by theory, it is believed that the agar allows detection of intramolecular vibrational modes and intermolecular vibrational modes.
Unter Verwendung dieses Verfahrens können viele Arten von organischem Material analysiert werden. Organisches Material ist irgendeine chemische Verbindung, die Kohlenstoff enthält. Organische Verbindungen können entweder natürliche oder synthetische Verbindungen sein. Natürliche Verbindungen sind solche, die durch Pflanzen oder Tiere hergestellt werden, wie beispielsweise Zucker oder einfache Kohlehydrate.Using this method, many types of organic material can be analyzed. Organic material is any chemical compound that contains carbon. Organic compounds can be either natural or synthetic compounds. Natural compounds are those produced by plants or animals, such as sugars or simple carbohydrates.
Das organische Material ist vorzugsweise ein Kohlehydrat. Kohlehydrate sind einfache organische Verbindungen, die Aldehyde oder Ketone sind. Kohlenhydrate haben vier chemische Gruppierungen: Monosaccharide, Disaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide. Die grundsätzlichen Kohlehydrateinheiten sind Monosaccharide, wie beispielsweise Glukose, Galaktose und Fruktose. Übliche Disaccharide, die aus zwei Monosacchariden gebildet werden, umfassen Folgendes: Sucrose, Laktulose, Laktose, Maltose, Trehalose und Cellobiose. Ein Oligosaccharid ist ein Polymer, gebildet aus einer kleinen Anzahl von Monosacchariden. Polisaccharide sind polymerische Kohlenhydratstrukturen, gebildet durch sich wiederholende Einheiten von entweder Monosacchariden oder Disacchariden, und zwar verbunden miteinander durch Glykosid-Bindungen. Einige übliche Polysaccharide umfassen Folgendes: Stärken, Glykogen, Zellulose und Chitin.The organic material is preferably a carbohydrate. Carbohydrates are simple organic compounds that are aldehydes or ketones. Carbohydrates have four chemical moieties: monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides and polysaccharides. The basic carbohydrate units are monosaccharides such as glucose, galactose and fructose. Common disaccharides formed from two monosaccharides include sucrose, lactulose, lactose, maltose, trehalose and cellobiose. An oligosaccharide is a polymer formed from a small number of monosaccharides. Polysaccharides are polymeric carbohydrate structures formed by repeating units of either monosaccharides or disaccharides joined together by glycoside linkages. Some common polysaccharides include: starches, glycogen, cellulose and chitin.
Vorzugsweise ist das organische Material ein Kohlehydrat, und zwar bevorzugter Weise ein Monosaccharid oder ein Disaccharid und am bevorzugten ist ein Disaccharid. In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann das organische Material ein Disaccharid sein, und zwar ausgewählt aus der aus Folgendem bestehenden Gruppe: Sukrose, Laktulose, Laktose, Maltose, Trehalose, Zellobiose und Mischungen daraus. Preferably, the organic material is a carbohydrate, preferably a monosaccharide or a disaccharide, and most preferably a disaccharide. In preferred embodiments, the organic material may be a disaccharide selected from the group consisting of sucrose, lactose, lactose, maltose, trehalose, zellobiose, and mixtures thereof.
Die Probe, d. h. das Medium mit dem organischen Material kann getrocknet werden. Der Trockenprozess entfernt vorzugsweise den größten Teil des Wassers aus der Probe. Der Trocknungsprozess kann beispielsweise Folgendes umfassen: chemische Trocknung, Anlegen eines Vakuums, Umgebungstrocknen oder Anlegen von Wärme. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entfernt der Trocknungsprozess im Wesentlichen das ganze Wasser aus der Probe.The sample, d. H. the medium with the organic material can be dried. The drying process preferably removes most of the water from the sample. The drying process may include, for example, chemical drying, application of a vacuum, ambient drying or application of heat. In a preferred embodiment, the drying process removes substantially all of the water from the sample.
Gemeinsame Polungsprozesse umfassen beispielweise Folgendes: Kontaktpolen und Koronapolen. Beispielsweise wird beim Kontaktpolen die Probe zwischen zwei Elektroden angeordnet, die das polende elektrische Feld anlegen. Die Probe kann innerhalb eines Gehäuses während des Trocknens enthalten sein, ist aber ansonsten nicht darauf beschränkt. Beim Koronapolen wird ein großes elektrisches Feld zwischen einer über der Probe angeordneten Nadel und einer Erdungsplatte auf der anderen Seite der Probe angelegt. Das große elektrische Feld erzeugt eine Koronaentladung zwischen der Nadel und der Probe. Ionen bauen sich auf der Oberfläche der Probe auf und erzeugen ein sehr starkes elektrisches Feld an der Probe, welches das organische Material in der Probe polt.Common poling processes include, for example, contact poles and coronapoles. For example, in the case of contact poling, the sample is arranged between two electrodes which apply the poling electric field. The sample may be contained within a housing during drying, but is otherwise not limited thereto. In coronapole, a large electric field is applied between a needle placed above the sample and a ground plate on the other side of the sample. The large electric field creates a corona discharge between the needle and the sample. Ions build up on the surface of the sample and generate a very strong electric field on the sample, which polishes the organic material in the sample.
Im Allgemeinen kann das Polen bei oder unter Raumtemperaturen erreicht werden oder in einigen Fällen bei einer oberhalb der Raumtemperatur liegenden Temperatur. Lediglich als Beispiel sei nicht einschränkend erwähnt, dass Polfelder ungefähr 40 bis 150 V/Mikrometer besitzen können.In general, poling may be achieved at or below room temperatures, or in some cases at a temperature above room temperature. By way of example only, it should not be noted that pole fields may be approximately 40 to 150 V / micron.
Die Polungstechnik und Parameter, verwendet beim Ausrichten der Dipole des organischen Materials im Arga, können an die bestimmte für das Trocknen gewünschte Temperatur angepasst werden. Für eine getrocknete Probe kann das Polen dadurch ausgeführt werden, dass man die Temperatur der Probe während des Polens allmählich erhöht und in einigen Beispielen gleichzeitig das Polungsfeld anhebt.The poling technique and parameters used in aligning the dipoles of the organic material in the arga can be adjusted to the particular temperature desired for drying. For a dried sample, poling can be carried out by gradually raising the temperature of the sample during poling and, in some instances, simultaneously raising the poling field.
Der Polungsprozess richtet die Pole der Moleküle in dem organischen Material aus, und wenn das Medium sich setzt und trocknet, werden die Moleküle in der ausgerichteten Position verriegelt und festgehalten. Durch Steuerung des angelegten elektrischen Feldes kann die Probe gesteuert oder kontrolliert werden, um die sich ergebende Wellenform des übertragenen Terahertz-Strahls zu beeinflussen. Auf diese Weise kann das elektrische Polen verwendet werden, um die THz-Spektroskopieanalyse zu verbessern, und zwar durch Steuern der Terahertz-Wellenform und der ingesamten Prozesseffizienz.The poling process aligns the poles of the molecules in the organic material, and as the medium settles and dries, the molecules are locked and held in the aligned position. By controlling the applied electric field, the sample can be controlled or controlled to affect the resulting terahertz beam transmitted waveform. In this way, electrical poling can be used to improve the THz spectroscopic analysis by controlling the terahertz waveform and the overall process efficiency.
Elektrisches Polen wird vorzugsweise während des Setzens und Trocknens des Agars angewandt. Das elektrische Polen kann in einer kontinuierlichen oder in einer gepulsten Art und Weise angelegt werden, und kann während eines selektiven Teils des Agar-Trocknungsstufe angelegt werden.Electrical poling is preferably used during setting and drying of the agar. The electrical poling may be applied in a continuous or pulsed manner, and may be applied during a selective portion of the agar drying step.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verfahren
Wieder bezugnehmend auf
Am Block
Am Block
Da in den bevorzugten Beispielen das Verfahren
Der durch Block
Ein vereinfachtes Blockdiagramm der
In der illustrierten Duallaser-Modulkonfiguration ist ein primärer Laserstrahl
Ein Sekundärstrahl
Die
Die Konstruktion verwendet hochkompakte fotonische Integrationstechniken, elektronisches Differenzial-Choppen und kohärente Raumtemperatur THz-Detektion. Die hochintegrierte fotonische Anordnung, die Halbleiterdiodenlaser verwendet, verwendet keine sich bewegenden Teile und ist von Natur aus unempfindlich und gut geeignet für Anwendungen im Freien. Das kohärente (homodyne) Detektionsverfahren liefert exzellente SNR in Übereinstimmung mit der Theorie und besitzt wesentlich schnellere Datenerfassungszeiten und keine kryogene Abkühlung wie dies erforderlich ist bei den mit flüssigem Helium arbeitenden Bolometern in üblicheren (inkohärenten) THz-Fotomisch-Spektrometern.The design uses highly compact photonic integration techniques, electronic differential chopping and coherent room temperature THz detection. The highly integrated photonic device using semiconductor diode lasers does not use moving parts and is inherently insensitive and well suited for outdoor applications. The coherent (homodyne) detection method provides excellent SNR in accordance with the theory and has much faster data acquisition times and no cryogenic cooling as required by liquid helium-based bolometers in more conventional (incoherent) THz photomix spectrometers.
Obwohl ein Frequenz-Domänen-THz-Spektroskopiesystem beschrieben wurde, können auch andere THz-Spektroskopiesysteme stattdessen für organische Materialdetektion verwendet werden. Zu diesen gehören Zeitdomänen-THz-Spektroskopiesysteme für beispielsweise solche, die einen modeverriegelnden Laser verwenden (beispielsweise Ti: Saphirlaser oder Soldid-Statelaser) und zwar in der Lage zur Erzeugung einer Sequenz von Femtosekunden-Pulsen, die auf geeignetes Halbleitermaterial fokussiert werden, um THz-Strahlung zu erzeugen. Die THz-Signale, erzeugt durch die optischen Impulse, haben typischerweise Spitzen im Bereich von 0,5–2 THz und besitzen durchschnittliche Leistungspegel im Mikrowatt-Bereich und Spitzenenergie von ungefähr einem Femtojoule. In einigen Beispielen kann der modeverriegelte gepulste Laserstrahl aufgespalten und synchronisiert werden und zwar durch eine optische Abtastverzögerungsleitung und es kann bewirkt werden, dass ein THz-Generatormaterial (Emitter) getroffen wird und ein Detektor mit bekannter Phasenkohärenz ist vorgesehen. Durch Abtasten einer Verzögerungslinie oder -leitung, gleichzeitiges Führen (gating) oder Tasten, der auf den Detektor auftreffenden THz-Signale, wird eine zeitabhängige Wellenform proportional zu der THz-Feldamplitude erzeugt. Sobald sie erzeugt ist, wird die THz-Strahlung auf die Probe
In jeder Art des Systems ist die THz-Spektroskopie in der Lage eine spezielle Stelle auf der Probe
Dieses Verfahren kann verwendet werden zur Identifizierung unbekannten organischen Materials mit einem einzigartigen THz-Spektrum, das unter Verwendung der offenbarten Methoden identifiziert werden kann. Ferner gilt Folgendes: wenn das organische Material und sein einzigartiges THz-Spektrum bekannt sind, so kann dieses Verfahren die Detektion von Verunreinigungen in diesem bekannten organischen Material ermöglichen. Die Verwendung des Mediums zum Suspendieren des organischen Materials gestattet die Stabilisierung des Materials einschließlich der Verunreinigung. Das elektrische Polen kann die Analyse des organischen Materials verbessern.This method can be used to identify unknown organic Material with a unique THz spectrum that can be identified using the disclosed methods. Further, if the organic material and its unique THz spectrum are known, then this method can enable the detection of impurities in this known organic material. The use of the medium to suspend the organic material allows the stabilization of the material including the contaminant. The electrical poling can improve the analysis of the organic material.
Dieses Verfahren ermöglicht ferner das Testen von Flüssigkeiten und Pulvern, die in dem Medium aufgelöst sein können. Flüssige Proben sind in der THz-Spektroskopie problematisch, wegen der hohen Konzentration des Wassers, welches eine hohe Absorption über das THz-Spektrum hinweg aufweist. Beispielsweise dämpft flüssiges Wasser von 1 mm Dicke normalerweise vollständig die Strahlung in dem THz-Frequenzbereich. Agar, überraschenderweise trägt sehr wenig zur Signalreduktion bei und sieht daher ein effektives Medium zum Testen organischen Materials vor.This method also allows the testing of liquids and powders that may be dissolved in the medium. Liquid samples are problematic in THz spectroscopy because of the high concentration of water which has high absorption across the THz spectrum. For example, liquid water of 1 mm thickness normally completely attenuates the radiation in the THz frequency range. Agar, surprisingly, contributes very little to signal reduction and therefore provides an effective medium for testing organic material.
BEISPIELEEXAMPLES
Das THz-Spektormeter wurde verwendet um eine Niederfrequenz-Schwingungsmode oder -Betriebsart in Laktose-Monohydrat in sowohl einer reinen Pulverform als auch in einer ”aufgelösten” Form suspendiert in einer Agar-Matrix zu studieren.The THz spectrometer was used to study a low frequency vibrational mode in lactose monohydrate in both a pure powder form and in a "dissolved" form suspended in an agar matrix.
Die THz-Spektrometer-CharakterisierungThe THz spectrometer characterization
Die unter Verwendung eines THz-Spektrometers wie dem detailliert in
Das Glätten entfernt diesen interferometrischen Effekt aber beseitigt auch die darin enthaltene Phaseninformation. Das Signal-zu-Rausch-Verhältnis von ungefähr 80 dB/Hz erhalten bei 200 GHz ist konsistent mit der theoretischen Vorhersage. Die SNR-Verbesserung ist in erste Linie zurückgeführt auf die verbesserte optische Strahlkollimation und die integrierte Laseranordnung und verbesserte optische und THz-Kopplung des vorliegenden Instruments. Die gestrichelten Vertikallinien zeigen die Frequenzen der stärksten Wasserdampfabsorptionen an.Smoothing removes this interferometric effect but also eliminates the phase information contained therein. The signal-to-noise ratio of about 80 dB / Hz obtained at 200 GHz is consistent with the theoretical prediction. The SNR improvement is primarily due to the improved optical beam collimation and the integrated laser arrangement and improved optical and THz coupling of the present instrument. The dashed vertical lines indicate the frequencies of the strongest water vapor absorptions.
VergleichsbeispieleComparative Examples
Eine Laktose-Monohydrat-Probe wurde in der Mitte einer großen Metallschüssel platziert, die auf der Rückseite mit einem durchsichtigen Kunststoffklebeband versehen war. Nachdem das Pulver in der Schüssel verteilt war, wurde das durchsichtige Kunststoffklebeband über der Probe angeordnet um es an Ort und Stelle zu halten und die Probendicke auf 3 mm einzustellen. Das Frequenzdomänen THz-Spektrometer, wie im Einzelnen in
Beispiel 1example 1
Eine Mischung von 2 Gramm Agar biologischer Qualität wurde kurz in 40 ml Wasser gekocht um Kreuzvernetzung vorzusehen und sodann erfolgte eine Trocknung unter einem Niederdrehzahl-Ventilator. Eine solche Technik produzierte eine Agar-Schicht oder einen Agar-Film von annähernd 0,5 mm Dicke nach Trocknen. Für die Laktose enthaltende Probe wurden 2 g Arga biologischer Qualität kurz in 40 ml Wasser gekocht, worauf die Abkühlung gestattet wurde. Bevor das Agar vollständig gekühlt war, wurden 4 Gramm Laktose-Monohydrat der Mischung zugegeben und gemischt.
Es gibt einen relativ niedrigen Verlust von 7 dB für die getrocknete Agar-Matrix. In Vergleich gesetzt bedeutet dies, dass eine 1 mm dicke Probe aus Flüssigphasenwasser normalerweise die Strahlung in diesem Frequenzbereich vollständig dämpfen würde. Es ist klar, dass die Hauptmenge des Wassers aus dem Arga entfernt wurde und es wird angenommen, dass die derzeitige 7 dB Dämpfung auf noch immer vorhandenes Wasser zurückzuführen ist. Die Laktose-Monohydrat enthaltende Probe zeigt 15 bis 20 dB Verlust. Dieser Verlust kann minimiert werden mit verbesserten Trocknungstechniken. Da die Messungen in der umgebenden Nachbarschaft ausgeführt wurden, sind auf sämtlichen Kurvenverläufen die typischen 557 and 752 GHz Wasserdampfübergänge vorhanden. Die Agar-Probe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Maurer et al, J. Agric. Food Chem. 57: 3974–3980 (2009) [0033] Maurer et al, J. Agric. Food Chem. 57: 3974-3980 (2009) [0033]
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022177534A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | Bursa Tekni̇k Üni̇versi̇tesi̇ Rektörlüğü | Adulteration and authenticity analysis method of organic substances and materials by terahertz spectroscopy |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5112745A (en) * | 1989-09-29 | 1992-05-12 | Space Medical Systems, Inc. | Rapid identification of microbial organisms and determination of antibiotic sensitivity by infrared spectroscopy |
-
2010
- 2010-11-05 DE DE201010050595 patent/DE102010050595B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5112745A (en) * | 1989-09-29 | 1992-05-12 | Space Medical Systems, Inc. | Rapid identification of microbial organisms and determination of antibiotic sensitivity by infrared spectroscopy |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
MAUER, L. J. et al: Melamine Detection in Infant Formula Powder Using Near- and Mid-Infrared Spectroscopy; J. Agric. Food Chem., 2009, 57 (10), pp 3974-3980. * |
MAUER, L. J. et al: Melamine Detection in Infant Formula Powder Using Near- and Mid-Infrared Spectroscopy; J. Agric. Food Chem., 2009, 57 (10), pp 3974–3980. |
Maurer et al, J. Agric. Food Chem. 57: 3974-3980 (2009) |
WITHAYACHUMNANKUL, W. et al: T-Ray Sensing and Imaging; Proceedings of the IEEE, Vol. 95, No. 8, August 2007, 1528-1558. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022177534A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | Bursa Tekni̇k Üni̇versi̇tesi̇ Rektörlüğü | Adulteration and authenticity analysis method of organic substances and materials by terahertz spectroscopy |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010050595B4 (en) | 2012-12-13 |
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R020 | Patent grant now final |
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R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
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