FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), czyli spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera, to zaawansowana technika analizy chemicznej. Metoda ta polega na wzbudzaniu wiązań chemicznych za pomocą wiązki lasera, co powoduje ich drgania. Intensywność tych drgań jest rejestrowana w postaci widma, obejmującego zazwyczaj zakres od 4000 cm⁻¹ do 400 cm⁻¹. Choć początkowo stosowana głównie do związków nieorganicznych, coraz częściej znajduje zastosowanie również w badaniach związków organicznych.

Podczas pracy jako postdoc na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego, w ramach projektu REPEAT badałem zjawiska torfotwórcze na torfowiskach niskich. Praca ta była niezwykle rozwijająca i pozwoliła mi na poznanie metody FTIR, którą zacząłem wdrażać w swoich badaniach naukowych.

Przykład widma FTIR materii organicznej lobelii jeziornej Lobelii dortmanna L.

Przykłady Zastosowań

Jednym z ciekawych badań związków organicznych, na które natrafiłem zapoznając się bardziej szczegółowo z tą metodą, było badanie autentyczności i klasyfikacji alkoholi takich jak wisky, brendy, koniak. Naukowcy z SGGW w Warszawie zastosowali metodę FTIR z powiązanymi z nią analizami statystycznymi, mającymi na celu kalibrację uzyskiwanych rezultatów pod kontem oryginalności badanego rodzaju alkoholu. Analiza widm pozwoliła na identyfikację charakterystycznych drgań wiązań w związkach organicznych, co umożliwiło wykrycie potencjalnych podróbek. Brak zgodności uzyskanych widm z ustalonymi modelami sugerował możliwość podrabiania alkoholi

Niccolet iS50 FT-IR z przystawką ATR – w pracowni Katedry Chemii Nieorganicznej Politechniki Gdańskiej

FTIR w moich badaniach

W realizowanym projekcje (już zakończonym ale w trakcie rozliczenia), dotyczącym składu izotopowego roślin, osadów i wody wzdłuż gradientu zakwaszenia, zastosowałem FTIR do analizy struktur chemicznych materii organicznej roślin jezior lobeliowych. Celem było zbadanie potencjalnych powiązań struktury chemicznej roślin ze składem izotopowym i gradientem pH. Tego typu analizy mogą ujawnić nowe informacje na temat związków między chemiczną strukturą roślin a ich środowiskiem.

Zastosowanie FTIR-ATR

FTIR z przystawką ATR (Attenuated Total Reflectance) może być również wykorzystane do identyfikacji pochodzenia roślin wodnych, co opisano w artykule Pronin (2024). Badania te dostarczają dodatkowych narzędzi do analizy różnorodności środowiskowej roślin. Na temat badań zawartych w tym artykule powstanie osobny wpis.

Literatura:

Pronin, E., 2024. The Possible Use of Stable Carbon and Nitrogen Isotope Signal and Spectral Analysis to Identify Habitat Condition of Aquatic Plants. Limnol. Rev. 24, 17–29. https://doi.org/10.3390/limnolrev24010002

Sujka, K., Reder, M., Koczoń, P., 2012. Zastosowanie Spektroskopi FT-IR do identyfikacji wybranych napojów spirytusowych. Bromo. Chem. Toksycol. –. XLV (3), 383–389.