روش ATR-FTIR یکی از تکنیک‌های پیشرفته طیف‌سنجی مادون قرمز است که به طور گسترده برای تحلیل ساختار مواد و بررسی ویژگی‌های شیمیایی در علوم مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، اصول کار این روش، مزایا و کاربردهای آن در حوزه‌های مختلف، به ویژه داروسازی، مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در طیف‌سنجی FTIR، نور مادون قرمز از یک منبع نوری عبور کرده و وارد تداخل سنج مایکلسون می‌شود. تداخل سنج مایکلسون شامل سه عنصر کلیدی است: تفکیک‌کننده پرتو، آینه متحرک و آینه ثابت. پرتو مادون قرمز ابتدا توسط تفکیک‌کننده پرتو به دو بخش تقسیم شده و سپس از آینه‌های متحرک و ثابت عبور می‌کند. پس از این فرآیند، پرتوها مجدداً ترکیب می‌شوند و به سمت نمونه هدایت می‌گردند.
برهم‌کنش تابش مادون قرمز با ماده باعث ایجاد ارتعاشات در مولکول‌ها شده و اطلاعات مربوط به ساختار شیمیایی ماده را فراهم می‌آورد. این روش به دلیل دقت بالا و قابلیت شناسایی کیفی مواد مختلف در حالت‌های فیزیکی گوناگون، به یکی از ابزارهای مهم در طیف‌سنجی تبدیل شده است.
یکی از مهم‌ترین مزایای روش ATR-FTIR، عدم نیاز به آماده‌سازی پیچیده نمونه است. این روش غیرتخریبی بوده و امکان تحلیل مستقیم نمونه‌ها را فراهم می‌کند. همچنین، نیازی به استفاده از موادی مانند KBr یا Nujol برای رقیق‌سازی نمونه‌ها وجود ندارد که این امر باعث صرفه‌جویی در زمان و کاهش پیچیدگی فرآیند می‌شود.
از دیگر مزایای این روش می‌توان به انعطاف‌پذیری آن در تحلیل انواع مواد اشاره کرد. این تکنیک توانایی بررسی نمونه‌های جامد، مایع و گاز را دارد و به دلیل دقت بالا در شناسایی ویژگی‌های شیمیایی، به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله داروسازی، مواد غذایی و محیط زیست استفاده می‌شود.
یکی از کاربردهای مهم روش ATR-FTIR در صنعت داروسازی است. طبق استاندارد USP، منطقه فروسرخ میانی در بازه 4000-400 cm-1 (2.5 – 25 µm) تعریف شده است. اما برای دستورالعمل‌های معتبرسازی، محدوده‌ای بین 3800-650 cm-1 مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این روش برای تست‌های مختلفی مانند دقت طول موج، خطی بودن، تکرارپذیری و نویز در دستگاه‌های طیف‌سنجی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، فیلم پلی‌استایرنی با ضخامت µm35 جهت بررسی دقت عدد موجی در این تست‌ها به کار گرفته می‌شود.
روش FT-NIR، یکی از زیرمجموعه‌های طیف‌سنجی مادون قرمز است که توسط USP در بازه 750 تا 2500 نانومتر (cm-1 13,333– 4,000) تعریف شده است. استانداردهای عملکرد دستگاه‌های NIR بستگی به حالت کاری آن‌ها دارد؛ اینکه دستگاه در حالت انعکاسی یا عبوری کار کند.
تست‌های فارماکوپه برای روش FT-NIR شامل موارد زیر است:
این تست‌ها به منظور اطمینان از دقت و صحت عملکرد دستگاه‌های طیف‌سنجی انجام می‌شوند و نقش مهمی در تضمین کیفیت محصولات دارویی دارند.
یکی از ویژگی‌های برجسته روش ATR-FTIR، دقت و حساسیت بالای آن در شناسایی ترکیبات شیمیایی است. این تکنیک قادر است کوچک‌ترین تغییرات ساختاری و شیمیایی در نمونه‌ها را شناسایی کند، که این امر در صنایع حساس مانند داروسازی و زیست‌فناوری بسیار مهم است. علاوه بر این، امکان تحلیل نمونه‌های پیچیده مانند ترکیبات چندجزئی و مخلوط‌های شیمیایی، بدون نیاز به جداسازی یا آماده‌سازی پیچیده، از دیگر نقاط قوت این روش محسوب می‌شود. این مزیت‌ها به پژوهشگران و صنایع کمک می‌کند تا به نتایج قابل‌اعتماد و دقیق دست یابند.
با پیشرفت فناوری طیف‌سنجی، کاربردهای روش ATR-FTIR به طور چشمگیری توسعه یافته است. علاوه بر حوزه داروسازی، این روش در صنایع غذایی برای بررسی کیفیت و ایمنی مواد غذایی، در محیط زیست برای شناسایی آلاینده‌ها و در صنعت پلیمر برای بررسی ساختار و خواص مواد پلیمری استفاده می‌شود. همچنین، این تکنیک در تحقیقات علمی برای مطالعه فرآیندهای شیمیایی و زیستی نقش مهمی ایفا می‌کند. انعطاف‌پذیری بالا و دقت این روش باعث شده تا به عنوان یکی از ابزارهای استاندارد در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف شناخته شود.
روش ATR-FTIR یک ابزار قدرتمند برای شناسایی و تحلیل ویژگی‌های شیمیایی مواد است که در صنایع مختلف از جمله داروسازی، کاربرد فراوانی دارد. مزیت‌های این روش مانند عدم تخریب نمونه، دقت بالا و سهولت در استفاده، آن را به یکی از تکنیک‌های محبوب در طیف‌سنجی تبدیل کرده است. با بهره‌گیری مناسب از این فناوری، می‌توان به نتایج دقیق‌تر و با کیفیت‌تر در تحلیل مواد دست یافت.
مثالی از طیف FTIR مربوط به فیلم پلی استایرن 35 میکرونی
امیدواریم این مقاله در بالا بردن اطلاعات شما در مورد روش ATR-FTIR در طیف‌سنجی کمک کرده باشد.
