Ученые МФТИ разработали первый прототип российского рамановского спектрометра, для создания которого были использованы отечественные комплектующие. Об этом сообщила пресс-служба вуза.
В сообщении говорится: рамановский спектрометр с длиной волны 785 нм представляет собой универсальный инструмент для анализа и идентификации химического состава веществ любой природы. При значительно меньшей конечной стоимости на российском рынке он продемонстрировал соответствие мировым стандартам качества. Прототип прибора (литера О) создан в рамках федерального проекта «Развитие отечественного приборостроения гражданского назначения для научных исследований».
Импорт высокотехнологичной продукции в настоящее время сильно затруднен или вовсе невозможен. В частности, под санкциями рамановские спектрометры, — их используют в научных лабораториях и там, где необходим быстрый внелабораторный анализ веществ с целью их точной идентификации — в фармацевтике и криминалистике, транспортной и индустриальной безопасности, биомедицине, минералогии, электронной, химической и пищевой промышленностях. Широкая востребованность этих специфических функций диктует срочную необходимость в создании отечественных спектрометров из комплектующих российского производства.
Согласно плану Программы отечественного приборостроения в конце 2023 года МФТИ провел предварительные испытания опытного образца первого российского рамановского спектрометра ИК-диапазона с длиной волны возбуждающего лазерного излучения 785 нм. Испытания показали, что готовящийся к выпуску прибор соответствует мировому уровню при меньшей конечной стоимости на российском рынке и пригоден для анализа и идентификации химического состава веществ любой природы: от биологических жидкостей до драгоценных камней. Мобильный интерфейс и компактность, а также высокая точность прибора обеспечат широкие возможности его применения.
По словам разработчиков, отечественный спектрометр отличают широкий спектральный диапазон (чем он шире, тем больше веществ может детектировать прибор), возможность реализации в различных форм-факторах под конкретные задачи, полностью российское ПО, а главное — преимущество в стоимости более, чем в полтора раза по сравнению с функциональными зарубежными аналогами.
«При разработке мы уделили большое внимание развитию вспомогательных методик, повышающих эффективность этого прибора. Речь идет о SERS — технологии (поверхностно-усиленная рамановская спектроскопия). Это совокупность подходов по использованию специальных наноструктур и (или) металлизированных поверхностей для кратного усиления рамановского рассеяния света. Усиление сигнала комбинационного рассеяния благодаря применению SERS-технологии может доходить до 1010, что позволяет проводить экспресс-анализ веществ в ультрамалой концентрации, а также использовать SERS-подложки в качестве базы для конструирования биосенсоров» — рассказал Артем Бровко, главный конструктор проекта, заведующий лабораторией рамановской спектроскопии МФТИ, PhD in Electrical engineering.
Самой типичной сферой использования спектрометра станет фармацевтическая промышленность, где он применяется как для входного контроля исходных субстанций, так и для качества итогового производства. Технологии безопасности — вторая значимая область использования прибора: он может использоваться для быстрого обнаружения и идентификации взрывчатых и наркотических веществ, в том числе, в закрытой таре. Известно также применение рамановских спектрометров как диагностического инструмента при обследованиях на некоторые онкологические заболевания и в других биомедицинских форматах.
