image1

bl4.1

 

เทคนิคอินฟราเรดสเปกโตรสโกปี (Infrared (IR) Spectroscopy)

         เทคนิคด้าน Infrared (IR) Spectroscopy เป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการวิเคราะห์ตรวจสอบเกี่ยวกับโมเลกุลของสาร โดยอาศัยหลัการเกี่ยวกับการสั่น (Vibartion) ของโมเลกุลแสงอินฟาเรดช่วงกลาง (2.5-25 μm) มีความถี่ตรงกับความถี่การสั่นของพันธะโควาเลนซ์ในโมเลกุลของสาร เมื่อตัวอย่างได้รับพลังงานจากคลื่นรังสีอินฟาเรดที่พอเหมาะ จะเกิดการสั่นของโมเลกุลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโมเมนต์ขั้วคู่ (dipole moment) ของโมเลกุล ทำให้โมเลกุลเกิดการดูดกลืนแสงแล้ววัดแสงที่ส่งผ่านออกมาแสดงผล เป็นความสัมพันธ์ของความถี่หรือ Wave Number กับค่าการส่งผ่านของแสงเรียกว่า IR Spectrum ซึ่งลักษณะเสปคตรัมการดูดกลืนแสงของสารแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติเฉพาะโมเลกุลของสาร จึงสามารถดูดกลืนแสงอินฟาเรดได้ที่ความถี่ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะและน้ำหนักอะตอมของ Functional Group ในโมเลกุลนั้นๆ

           การนำแสงซินโคตรอนย่านพลังงานอินฟาเรดมาใช้กับเทคนิค Infrared Spectroscopy ร่ามกับการใช้กล้องจุลทรรศน์ หรือที่เรียกว่า Synchrotron Radiation-Based IR Spectromicroscopy เป็นการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเทคนิค Infrared Spectroscopy ให้มีความสามารถนำไปใช้ตรวจวิเคราะห์สารตัวอย่างที่มีขนาดเล็ก หรือตัวอย่างที่มีความเข้มข้นต่ำมากๆ เนื่องมาจากมีคุณสมบัติของแสงซินโครตรอนที่ให้ความเข้มและความสว่างจ้าของแสงสูงกว่าแหล่งกำเนิดแสงทั่วไปมาก นอกจากนี้ยังช่วยให้ผลการวิเคราะห์ที่ได้มีอัตราส่วนระหว่างสัญญาณและสัญญาณรบกวน (signal/noise ratio) ที่ดีขึ้น โดยไม่สูญเสียรายละเอียดเชิงพื้นที่ (Spatial resolution) และยังช่วยลดระยะเวลาตรวจวิเคราะห์เมื่อเทียบกับการใช้ Conventional IR source

1234

ภาพ แสดงไดอะแกรมของเทคนิค FTIR spectrometer และ Synchrotron radiation-based IR spectromicroscopy

         ในทางชีววิทยาช่วงที่จะใช้ประโยชน์ในการวิเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นช่วงอินฟาเรดกลาง (mid-IR) เป็นส่วนใหญ่ สเปคตรัมการดุดกลืนของแสงอินฟาเรดจะมีประโยชน์อย่างมากในงานวิจัยด้านตัวอย่างทางชีววิทยา โดยสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ไขมัน หรือกรดนิวคลีอิกซึ่งจะมีสเปคตรัมการดูดกลืนอยู่ในช่วงที่แตกต่างกัน การใช้งานจึงมีประโยชน์อย่างมากในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างที่มีขนาดเล็กมากๆ ของสารชีวโมเลกุลได้ ข้อดีอีกประการหนึ่งของเทคนิคนี้คือ การเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ไม่มีความยุ่งยากซับซ้อน ทำให้สามารถใช้ในการตรวจวิเคราะห์ตัวอย่างโดยไม่ทำลายพันธะเคมีของตัวอย่าง เนื่องจากแสงที่ใช้อยู่ในย่านพลังงานที่ค่อนข้างต่ำเกินกว่าที่จะทำลายพันธะทางเคมีหรือการทำให้เกิดปฏิกริยาการแตกตัวของโมเลกุลได้ การใช้ประโยชน์ของเทคนิคดังกล่าวมีประโยชน์อย่างยิ่งโดยเฉพาะในงานวิจัยด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ เช่น การตรวจสอบโครงสร้างเนื้อเยื้อ อาทิเส้นผม ผิวหนัง กระดูกเป็นต้น ใช้เป็นเครื่องมือทางการแพทย์ในการตรวจวินิจฉัยโรค อาทิเช่น การวินิจฉัยมะเร็งปากมดลูกในระยะเริ่มต้น  การตราจสอบความผิดปกติของเซลล์สมองที่เป็นสาเหตุของโรงอัลไซเมอร์ การตรวจวินิจฉัยโรคกระดูกพรุน ร่วมไปถึงงานวิจัยด้านเซลล์ต้นกำเนิด (Stem cell)

         เทคนิค FTIR microspectroscopy สามารถนำมาใช้ศึกษาองค์ประกอบของการเปลี่ยนแปลงสารชีวโมเลกุลจากตัวอย่างเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่สนใจ ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็น Spectral signature ของตัวอย่างที่สนใจได้ โดยลักษณะสเปคตรัมจาก IR จะให้ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต เป็นต้น ที่เป็นลักษณะสเปคตรัมของการดูดกลืนแสงอินฟาเรดในสารแต่ละชนิด ทำให้สามารถสร้างเป็น Molecular fingerprint ขององค์ประกอบสารชีวเคมีในตัวอย่างเซลล์หรือเนื้อเยื่อได้ (ดังภาพ)

6532

ภาพ แสดงลักษณะสเปคตรัมของการดูดกลืนแสงอินฟาเรดในช่วงกลางอินฟาเรดของสารชีวโมเลกุล 

 

menubl4

ระบบลำเลียงแสงที่ 4.1: IR Spectroscopy and Imaging

  เทคนิคอินฟราเรดสเปกโตรสโกปี (Infrared (IR) Spectroscopy)          เทคนิคด้าน Infrared (IR) Spectroscopy...

Technical specifications

Technical specifications    Photon Energy range Between 0.01-0.5 eV Wavelength...

Available technique for BL4.1 IR

  Available technique Research field 36X objective of Transmission Biomedical...

Sample preparation and requirement

การเตรียมตัวอย่างให้เหมาะสมต่อการนำมาวิเคราะห์ด้วย SR-FTIR microspectroscopy โหมดการวัดแบบส่องผ่าน (Transmission mode) การวัดตัวอย่างในโหมดการส่องผ่าน transmission นั้นจะให้คุณภาพของสเปคตรัมที่ดีกว่าการวัดในโหมดการสะท้อนกลับ (reflection) ...

Publications

ผลงานตีพิมพ์วารสารนานาชาติ 2020 IR 19  articles 2019 IR 11  articles 2018 IR 8  articles...

Research highlight

Synchrotron-based FTIR microspectroscopy ในการตรวจสอบความต้านทานต่อโรคแอนแทรกโนสในพริกที่ถูกกระตุ้นด้วย บาซิลลัส ซับทิลิส สายพันธุ์ D604 SR-FTIR microspectroscopy...

Beam time on this beamline

การเข้าใช้บริการแสง ผู้ขอใช้บริการแสงสามารถสมัครเข้าใช้บริการแสงได้โดยส่งข้อเสนอโครงการผ่านตาม link ด้านล่าง สำหรับผู้ขอใช้บริการใหม่ที่จะต้องทำการสมัคร account เพื่อใช้ username และ password...

Remote support data analysis/VPN

การเข้าใช้ software ในการวิเคราะห์สเปคตรัมผ่านระบบ vpn ผู้ขอใช้บริการแสงสามารถรีโมทผ่านระบบ vpn เข้ามาใช้ software (Cytospec, OPUS...

Standard protocol for data analysis

ผู้ใช้บริการแสงสามารถ download แบบฟอร์มการขอใช้โปรแกรมในการวิเคราะห์ข้อมูลผ่านระบบ vpn และสามารถ download คู่มือการวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้โปรแกรม The UnscramblerX 10.5...

E-Brochure BL4.1 IR spectroscopy and imaging

  E-Brochure BL4.1 IR spectroscopy and imaging       Download E-Brochure...

Useful links and Beamline around the world

Useful link for infrared spectroscopy technique   Infrared beamlines around...

BL4.1 IR: STAFF

   Beamline 4.1 IR spectroscopy and imaging team  ผู้จัดการระบบลำเลียงแสง ดร.กาญจนา...

kmslrikmslri2


11
bl1 1
bl1 2
bl1 3
bl2 2 2
bl3 2
bl4 1
b5 2 2
b5 3 3
b6
bl7 2
bl8


p1
p2
p3
p4
p5
p6
p7

 


stap
training

3g

Go to top