Новости химической науки > Фотоаппарат вместо спектрометра

В настоящее время многие исследователи используют фотографии флуоресцирующих растворов для иллюстрирования своих научных статей. Исследователи из Германии впервые продемонстрировали, что такие фотографии – это чуть больше, чем просто красивые рисунки, они содержат полезную информацию.

Эмиссионная спектроскопия считается золотым стандартом среди методов, позволяющих анализировать флуоресцирующие растворы, однако анализ данных, получены с помощью эмиссионной спектроскопии, может быть непростым и требовать значительных затрат времени, особенно тогда, когда приходится обрабатывать большой массив экспериментального материала. Все эти обстоятельства привели к тому, что исследователи из группы Уве Бунца (Uwe Bunz) из Гейдельбергского Университета задались вопросом: «А не может ли фотография стать методом, который позволит получать эту информацию быстро и эффективно?» - получив в итоге утвердительный ответ на этот вопрос.

Одна фотография может предоставить данные, для получения которых требуется целый набор эмисионных спектров. (Рисунок из Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c3sc52928b)

Фотографические и спектрометрические данные можно сравнивать, используя координаты хроматичности (chromaticity coordinates), r,g. Эти параметры можно без особых проблем извлечь из эмиссионных спектров, применяя функции цветового соответствия. Если же мы хотим извлечь координаты хроматичности из обычной фотографии, мы можем сделать это только из допущения, что фотокамера обладает тем же набором функций, что и спектрометр. Как поясняет Бунц, нет хорошего метода, позволяющего соотнести информацию, полученную из спектров эмиссии и фотографий.

Для решения проблемы соответствия исследователи из группы Бунца использовали функции соответствия псевдоцветов, чтобы задать координаты хроматичности, специфические для используемой фотокамеры. Эти данные затем могут быть непосредственно соотнесены с о значениями r,g, извлеченными из спектров эмиссии, что, по сути, позволяет превратить фотокамеру в трехфильтровый детектор. Как отмечает Бунц, это решение позволяет взаимопревращать данные, полученные с помощью флуоресцентных спектрометров и информацию о цвете, полученную по фотографиями. Деноминаторами такого преобразования являются координаты хроматичности r,g.

Для проверки разработанного метода исследователи проверили его на светоизлучающих диодах, растворах, содержащих неорганические квантовые точки и органических флуоресцентных красителях. Во всех трех случаях цветовые координаты, извлеченные из фотографии, отлично совпадали с характеристиками, полученными спектрально.

Как отмечает Маниджеш Раджехи (Manijeh Razeghi) из Северо-западного Университета Эванстона (Иллинойс), решение, которое предложил Бунц, является простым, но при этом эффективным методом для анализа быстро протекающих химических процессов. Простота нового метода позволяет его использовать людям с самыми различными уровнями знаний о спектроскопии.

Понятно, что использование фотокамеры в качестве спектрометра может казаться несколько необычным, однако одна фотография может одновременно предоставить данные о системах, которые испускают эмиссионное излучение с различными длинами волн, что значительно упрощает и удешевляет процесс анализа. Предполагается, что фотокамеры смогут заменить спектрометры в таких областях, как контроль качества продуктов питания или изучение лекарственных препаратов на предмет их фальсификации.

Источник Chem. Sci., 2014, DOI: 10.1039/c3sc52928b

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #физическая химия