Thermo Fisher Scientific의 High Resolution 라이브러리를 사용한 Search 결과값의 개선.
 
 

Instruction

FT-IR을 사용 하는 사람들이라면 대부분 측정된 spectrum에서 unknown compound를 확인하고, 샘플내에 불순물을 밝혀내고, 샘플 상태의 완성도를 증명하는 데 있어서 어려움을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대부분은 S/W상의 Spectral Search 기능을 사용하고 있다.
예전의 Spectral Search는 Deresolved 또는 Low Resolution를 사용하였다.그러나, 하드의 용량이 커지고 컴퓨터 속도의 발전으로보다 성장성이 있고, 매력적인 옵션인 High Resolution라이브러리를 제작하여 사용할 수 있게 되었다.
Thermo Fisher Scientific로부터 가능해진 High Resolution 라이브러리를 사용할 때의 장점은, Search 결과값을 기존에 비해 엄청나게 개선하였다는 점이다.
기본 DeresolvedSpectral 데이터는 기본적으로 16cm-1Resolution을 사용하고 매 8cm-1마다 Data Points를 얻는 반면, Thermo Fisher Scientific가 제공하는High Resolution Spectral은, 4cm-1Resolution을 사용하고 매 2cm-1마다 Data Points를 얻는다.
이러한 차이점으로 High Resolution은 Standard Deresolved라이브러리에 비해 SpectralMatch를 개선하였다. 이는, Spectral Subtraction 결과값을 향상시키고, 전반적으로 더 좋은 Search 결과값을 얻게 하였다.

Improved Spectral Match

High Resolution 라이브러리들은 보다 많은 Spectral Information과 샘플로부터 얻어진
Spectrum과비슷하기 때문에 unknown샘플과 라이브러리샘플 Spectra 간의 Spectral
Match을 개선 시킨다.
간단하게 High and Low Resolution이 Data Point를 얻는 개수 만을 비교해 보았을 때 4배의 차이가나는 것을 알 수 있다.
이는, 결과적으로 같은 Spectrum이라도 High Resolution 라이브러리는Deresolved라이브러리에 비해서 4배의 정보를 더 가지고있다는 것을 나타낸다.

Figure1은 Polypropylene샘플의 다른 세가지 Spectrum을 보여준다.

1) 첫 번째 Spectrum은 Film Maker를 사용하여 만든 25μm Film 제품의 Spectrum이다.
2) 아래 두 개의 Spectrum은 각각 Hummel Polymer Spectral 라이브러리에서 복사해 온 Spectrum이다.
** 1600cm-1에서 600cm-1영역대에서 아래 두 개의 spectrum의 차이점가 있다.
특히, 1380 cm-1에서 Peak의 Intensity는 0.5Abs.에서 0.35Abs.로 떨어지는 것을 볼 수 있고 또한 같은 위치에서 Low Resolution Spectrum은 Peak이 겹쳐지는 현상도 발견 된다.

Improved Spectral Subtraction Results

라이브러리 Spectra는 또한 일반적으로 샘플에 어떠한 불순물이 있는지 또는 어떠한 첨가제가 포함되어 있는지를확인하는데 사용된다.
라이브러리 Spectra를 이용한 Spectral Subtraction 기능으로 KnownComponent에서 샘플의 불순물을 알 수 있다. High Resolution 라이브러리 Spectrum은 Subtraction 기능을 수행하였을 때 Low Resolution보다 만족할 만한 결과값을 보여준다.

Figure2는 Spectral Subtraction시 High Resolution 라이브러리를 사용하였을 때 장점을 보여준다.

1) 맨 위의 spectrum은 1% ethyl acetate를 함유한 m-xylene의 Spectrum이다.
2) 아래 두 개의 Spectrum은 Aldrich CondensedPhase Supplement 라이브러리의 High Resolution and Deresolved의 Spectrum이다.
** 1740cm-1과 1245cm-1영역에서 Deresolvedspectrum은 peak이 겹치는 것을 볼 수 있다.

Spectral Subtraction은 또한 불순물을 확인하는 용도로 사용 된다.

Figure3은 첫 번째 샘플 Spectrum과 High ResolutionSpectrum(2번째) 와의 Subtraction을 수행한 결과 이고, Figure4는 Subtraction을 한 뒤 나온 Spectrum의 Search 결과값이다.
이 Search 결과값을 살펴보면 샘플에 들어 있는 불순물은 ethyl acetate라는 것을 알 수 있다.
만일, High Resolution 대신 Low Resolution Spectrum을 사용하게 된다면 Spectrum의 정보가 적기 때문에 NegativelyAbsorbing Peak을 얻게 될 것이고 정확한 결과값을 얻기 힘들 것이다.

conclusions

High resolution라이브러리를 사용하였을 때 앞에서 나열한 여러 가지의 장점을 가진다.
  1. Low Resolution 라이브러리에 비해 보다 많은 Spectrum 정보를 가지고 있다.
  2. 이러한 정보로 인하여 Spectrum Subtraction기능을 사용하였을 경우, 보다 좋은 결과값을 얻을 수 있다.
  3. Search 결과값의 개선을 보여준다.

Unknown Sample을 라이브러리로 확인해야 하는 경우, Known Sample안에 어떠한 불순물이 첨가되어 있는지, 혹은 Sample 자체에 문제가 없다는 것을 증명할 경우 High Resolution 라이브러리는 보다 정확한 결과값을 보여줄 것이다.