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O-PTIR(Optical-Photo Thermal IR Spectroscopy) 원리 및 측정 사례 소개

PhotoThermal Spectroscopy Corp.의 'O-PTIR(Optical-Photo Thermal IR Spectroscopy) 원리 및 측정 사례 소개'에 관한 세미나의 내용은 다음과 같다.

1. 원리
아래 그림 1과 같이 QCL(Quantum Cascade Laser) Laser를 사용하며, QCL Laser는 변조가 가능한 Pulsed Laser(10MHz)이다.
QCL Laser를 시료에 주사하면 시료 표면에서 시료 분자 구조와 맞는 주파수대의 Laser를 흡수하면서 표면에서 열팽창이 발생하고 이렇게 발생된 열팽창을 Visible Laser(532nm Laser)와 Photodiode Detector를 이용하여 감지해 IR Spectrum을 만들 수 있다.

<그림 1>
* QCL laser 시료에 Focus → 시료 표면에서 특정 파장대 Laser 흡수 → 열팽창 발생 → Visible laser와 Photodiode detector 이용 열팽창 측정

2. 장점
• Submicron(~500nm)의 시료를 측정할 수 있다.
• 기존 IR-Microscope의 ATR 방식과는 달리 비접촉으로 측정하므로, 시료에 손상을 주지 않고 시료의 분실 위험도 없으며 시료 사이즈/형태에 제한 없이 측정할 수 있다.
• IR과 Raman을 동시/동일에 Point에서 측정하여 Spectrum을 얻을 수 있다.

3-1. 측정 사례
물속에 있는 바이오 시료로 Mapping 분석을 통해 Lipid/Protein/Nucleic Acid 영역을 확인한다.

<그림 2>

3-2. 측정 사례(유방조직 석회화)
유방조직 시료를 Mapping 분석을 통해 석회화되는 영역이 어디이고 얼마나 되는지 확인한다. 1um 이내의 미세한 석회화 영역도 확인 가능하다.

<그림 3>

3-3. 측정 사례(미세플라스틱)
미세플라스틱 측정 사례로 소금과 플라스틱 파티클이 섞여 있고 파티클 사이즈가 3um여서 기존 IR-Microscope에서는 측정이 어려웠던 시료이다.
mIRage를 이용하여 IR과 Raman을 동시에 측정하여 데이터를 얻었고 Library 검색 결과 PMMA로 판명한다.

<그림 4>

3-4. 측정 사례(PCB 위에 이물)
PCB 기판 위에 이물 시료로 사이즈는 30um 이상이어서 IR-Microscope를 측정이 가능한 사이즈였으나 딱딱한 Ball grid 사이에 이물이 있어 ATR로 Contact이 불가능하여 측정하지 못한 사례이다.
mIRage를 이용하여 측정하였고 아래와 같이 1,656cm-1 & 1,542cm-1에서 AMIDE peak이 나타나 사람의 피부 조직으로 판명한다.

<그림 5>

<그림 6>

PhotoThermal Spectroscopy Corp.의 'mIRage'에 대한 상세한 내용은 Reference(참고자료)를 통하여 확인할 수 있다.

Reference(참고자료): PSC 사 mIRage 세미나 자료

Model Name(모델명): mIRage
The Person in Charge(담당자): Jeon Hyeoku
Maker(제조사): PhotoThermal Spectroscopy Corp.
Country of Origin(원산지): USA
Mail inquiry: hwjun@scinco.com
Data Services(자료제공): SCINCO

<이 기사는 사이언스21 매거진 2023년 1월호에 게재 되었습니다.>


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