Principios de análisis instrumental

»> 18B Instrumentos 435 a) + ~ + + 1 1 a= j\ Rayo láser L2 L2 f=) LI Rayo Rayo láser láser b) e) d) FIGURA 18.7 Sistemas de iluminación para La muestra en La espectrometría Raman. En a) se ilustra una celda para gas con espejos externos para pasar el rayo Láser a través de La muestra varias veces. Las celdas para Líquidos pueden ser capilares b), o celdas cilíndricas e). Los sólidos se pueden estudiar en La forma de po lvos comprimidos en capilares o como pastillas de KBr d). (Adaptada de J. R. Ferraro, K. Nakamoto y C. W. Brown, Introductory Raman Spectrascapy, 2a. ed., San Diego: Academic Press, 2003. Reimpresa con autorización .) con muchas dificultades en el infrarrojo. Esta ventaja es particular– mente importante para los sistemas biológicos e inorgánicos y para los estudios relacionados con la contaminación del agua. Muestras sólidas A menudo, los espectros Raman de muestras sólidas se obtienen al llenar una pequeña cavidad o un capilar con la muestra fina– mente pulverizada. Por lo general, los polímeros se pueden exami– nar directamente sin tratamiento previo de la muestra. En algunos casos, se utilizan pastillas de KBr similares a las que se usan en la espectroscopia en el infrarrojo, como se muestra en la figura 18.7d. La dilución con KBr tiene la aptitud de reducir la descomposición de la muestra producida por el calentamiento local. Muestreo con fibra óptica Una de las ventajas importantes de la espectrometría Raman es que utiliza radiación visible o infrarroja cercana que puede trans– mitirse a través de una distancia considerable (tanto como lOO m o más) por medio de fibra óptica. En la figura 18.8 se muestra el esquema de un instrumento Raman característico para el mues– treo que usa una sonda de fibra óptica. En este caso, se usa la lente del objetivo de un microscopio para enfocar el haz de excitación láser sobre un extremo de una fibra de excitación de un conjunto de ellas. Estas fibras llevan la radiación de excitación a la mues– tra y pueden estar sumergidas en muestras líquidas o ser usadas para iluminar sólidos. Una segunda fibra o haz de fibras recolecta la dispersión Raman y la transporta a la rendija de entrada del espectrómetro. En la actualidad se dispone de diversos instru– mentos comerciales equipados con dichas sondas. Un ejemplo del uso del espectro Raman para supervisar procesos químicos consiste en usar una sonda óptica para vigi– lar la cristalización de gota colgante de la aprotinina (un inhibi– dor de proteasas) y (NH 4 ) 2 S0 4 en solución acuosa. En este tipo de experimentos, se obtienen bandas Raman atribuidas tanto a la proteína como a la sal. Posteriormente mediante técnicas qui– miométricas se correlacionan los cambios en el espectro durante la cristalización con el agotamiento, tanto de la proteína como de la sal. Con esta técnica es posible determinar con exactitud la supersaturación de la aprotinina. Las sondas de fibra óptica están demostrando ser muy útiles para obtener espectros Raman en lugares alejados del sitio donde se halla la muestra. Entre los ejemplos están los ambientes hosti– les, como reactores peligrosos o sales fundidas; muestras biológi– cas, como tejidos o paredes de las arterias; y muestras ambientales, como agua subterránea o de mar.