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alpha300 apyron – automatisiertes Raman-Imaging-Mikroskop

Die neue Generation des alpha300 apyron für automatisiertes Raman Imaging auf höchstem Level

Das alpha300 apyron ist das High-End-Produkt im WITec Portfolio von Raman Imaging Systemen. Die automatisierte Steuerung und vorkonfigurierte Messroutinen sorgen für hohe Leistungsfähigkeit bei einfacher Handhabung. Mit unübertroffener Geschwindigkeit liefert die neue Generation des alpha300 apyron reproduzierbare Ergebnisse mit hoher Signalsensitivität und Auflösung. 

Mit diesem Mikroskop setzt WITec neue Maßstäbe für das automatisierte Raman Imaging.


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Sehen Sie das alpha300 apyron in Aktion

Dieses kurze Video zeigt die herausragende Leistungsfähigkeit und Automatisierung des alpha300 apyron.

Würden Sie die Möglichkeiten des apyron gerne detaillierter sehen? Unser Produktmanager Dr. Thomas Dieing hat ein ausführliches, 30-minütiges Demo-Video für Sie aufgenommen.  Klicken Sie hier. (Sie werden aufgefordert, sich zu registrieren um den Zugangscode zum Video zu erhalten.)


alpha300 apyron – Automatisierung für höchste Ansprüche

Seit seiner Markteinführung 2015 steht alpha300 apyron für unser automatisiertes Premium Raman-Mikroskop. apyron Systeme sind immer mit den neuesten technischen Entwicklungen aus dem Hause WITec ausgestattet.

Umfangreiche Automatisierung

  • vereinfacht die Bedienung des Geräts.
  • benötigt weniger Nutzerinteraktion.
  • vermeidet potenzielle Fehlerquellen.
  • erhöht die Reproduzierbarkeit.
  • ermöglicht vollständig ferngesteuerte Nutzung in einer geschlossenen Umgebung (Glove Box).

Das alpha300 apyron ist das ideale Raman Mikroskop für:

  • Labore, die von vielen Personen mit unterschiedlichen Qualifikationen und Anforderungen genutzt werden.
  • Industrielabore mit standardisierten, wiederkehrenden und zeitkritischen Arbeitsabläufen.
  • Raman Imaging Einsteiger, die eine einfache Handhabung bei exzellenter Geräteleistung benötigen.
  • Raman Imaging Experten mit höchsten Ansprüchen hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Effizienz.
  • Forscher, die per Fernsteuerung in geschlossenen Umgebungen arbeiten.
WITecs vollständig automatisiertes Raman-Mikroskop alpha300 apyron lässt sich fernsteuern und eignet sich somit zur Nutzung in einer Glove Box.
WITecs vollständig automatisiertes Raman-Mikroskop alpha300 apyron lässt sich fernsteuern und eignet sich somit zur Nutzung in einer Glove Box.

Was Automatisierung leistet

Im alpha300 apyron ist der gesamte Arbeitsablauf, von der Kalibrierung über die Raman Messung bis zur Datenanalyse, voll automatisiert und kann komplett ferngesteuert werden. Sie müssen das Gerät nie berühren – außer um Ihre Probe zu tauschen.

Setup

  • TrueCal führt vordefinierte Kalibrierroutinen aus.
  • Laserschutz Klasse 1 (oder 1M) konform.
  • AutoBeam Komponenten für die automatische und motorisierte Justage des Strahlengangs beinhalten:
    • Motorisierter 6-fach Objektivrevolver: positioniert das ausgewählte Objektiv und gleicht Versatz aus
    • Motorisierte Beleuchtungsauswahl: wechselt zwischen allen Beleuchtungsarten
    • Motorisierter Laserkoppler: koppelt bis zu 6 Laserwellenlängen von UV bis NIR ein
    • AutoBeam Auskoppler: optimiert automatisch Signal und Auflösung und verbindet das gewählte Spektrometer
    • Motorisierte Kalibrationsquelle: kalibriert die Spektrometer schnell und automatisch über den gesamten spektralen Bereich
    • Motorisierte Irisblenden für Köhlerbeleuchtung: vereinfachen das Fokussieren und optimieren die Beleuchtung für besten Kontrast und gleichmäßige Ausleuchtung
    • Motorisierte Polarisatoren: frei drehbare und automatisierte Polarisatoren und Analysatoren

Raman-Messung

  • TruePower kontrolliert die absolute Laserleistung mit einer Genauigkeit von < 0,1 mW.
  • Das Gerät (re-)positioniert die Probe automatisch mit motorisierten und piezogetriebenen Probentischen.
  • Die Fokus-Stabilisierung fokussiert automatisch und hält die Probe während der gesamten Messung aktiv im Fokus.
  • Der motorisierte Objektiv-Revolver gleicht Versatz präzise aus – kompatibel mit AFM/SNOM Objektiven.
  • Der EasyLink Controller bietet intuitive und komfortable Bedienung.

Datenanalyse und -darstellung

  • Suite SIX Software: führt den Nutzer durch die gesamte Verarbeitung der Raman-Daten, von der Hintergrundkorrektur bis zur Erstellung des Raman-Bildes.
  • TrueComponent Analyse: lokalisiert die Komponenten einer Probe automatisch in einem Bild und isoliert ihre jeweiligen Spektren.
  • TrueMatch Software: identifiziert Moleküle durch den Vergleich gemessener Spektren mit Spektren in vorhandenen Datenbanken.

alpha300 apyron – optimale Leistung

Mit seiner unübertroffenen Leistungsfähigkeit setzt das alpha300 apyron neue Standards für automatisierte Raman Imaging Systeme. Es erreicht gleichzeitig hervorragende räumliche und spektrale Auflösung, Messgeschwindigkeit und Signalsensitivität, denn alle Teile des Mikroskops sind auf höchste Transmissionseffizienz und Präzision optimiert. Das modulare Design ermöglicht zudem individuelle Systemkonfigurationen, um die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendungen optimal zu erfüllen und sich jederzeit an Änderungen anpassen zu lassen. Es sind viele verschiedene Anregungslaser, UHTS Spektrometer (UHTS = ultra-high troughput spectrometer) und Detektortypen erhältlich.

Beste Konfokalität und Wellenlängen-optimierte Komponenten

  • garantieren den größtmöglichen Lichtdurchsatz.
  • liefern scharfe 2D und 3D Bilder mit einer Auflösung, die nur von physikalischen Gesetzen begrenzt wird:
    • laterale Auflösung < 300 nm (typischerweise bei 532 nm Anregung).
    • Tiefenauflösung < 900 nm (typischerweise bei 532 nm Anregung).
  • erreichen eine spektrale Auflösung bis zu 0,1 cm-1 relative Wellenzahlen (bei 633 nm Anregung).
  • ermöglichen ultraschnelles Raman Imaging, ohne dass dabei die Auflösung schlechter wird (Integrationszeiten <1 ms pro Spektrum).
WITec Mikroskope: Geschwindigkeit, Sensitivität, Auflösung
Das WITec alpha300 apyron garantiert herausragende Geschwindigkeit, Signalsensitivität und Auflösung – gleichzeitig und ohne Kompromisse.

Ultraschnelles Raman Imaging

Die Leistungsfähigkeit und Messgeschwindigkeit des alpha300 apyron Mikroskops werden anhand einer Wolfram-Disulfid (WSe2) Flocke demonstriert. Die Flocke besteht aus Bereichen mit unterschiedlich vielen Schichten, die im Weißlichtbild (A) sichtbar sind. Ihre Zusammensetzung kann durch Raman-Mikroskopie näher charakterisiert werden. In nur ca. 2 Minuten wurde ein informatives 75 x 75 µm² Raman Bild mit 10.000 Spektren aufgenommen (B). Bereits dieses Bild zeigt, dass die Flocke aus Bereichen mit einer Schicht (rot), zwei Schichten (grün) und vielen Schichten (blau) besteht. Eine geglättete Version desselben Bildes ist in (C) zu sehen. Eine Messung mit mehr als 100.000 Spektren dauerte gut 17 Minuten und lieferte ein schärferes und detaillierteres Bild (D). Das höhere Signal-zu-Rausch-Verhältnis wurde erreicht, indem die Pixelgröße von 750 nm (B) auf 230 nm (D) reduziert wurde. Das Photoluminezenzbild (E) zeigt dieselben Strukturen wie das Raman-Bild, und sogar die Korngrenzen zwischen der großen und der kleinen Flocke sind sichtbar. Die Integrationszeit betrug bei allen Messungen 6 Millisekunden pro Spektrum.

WSe2 ultra-fast Raman imaging
Ultraschnelles Raman-Imaging einer WSe2 Flocke. A: Weißlichtbild. B: Das Raman-Bild besteht aus 10.000 Spektren und wurde in ca. 2 Minuten aufgenommen. C: Geglättete Version des Bildes in B. D: Das Raman-Bild besteht aus 102.400 Spektren, die Messung dauerte ca. 17 Minuten. E: Im Photolumineszenzbild sind die Korngrenzen sichtbar (weißer Pfeil). Farbcode der Raman-Bilder: einzelne Schicht (rot), zwei Schichten (grün), mehrere Schichten (blau).

Raman-Bilder mit hoher spektraler und räumlicher Auflösung

Mit Tetrachlormethan (CCl4) als Referenzprobe kann man die Auflösung des zum Mikroskop gehörenden Spektrometers bestimmen. Der charakteristische Peak bei 460 cm-1 sollte bei Raumtemperatur klar in drei Peaks aufgelöst werden. Dank des hohen optischen Lichtdurchsatzes ist Raman-Imaging mit dem alpha300 apyron nicht nur ultraschnell sondern liefert gleichzeitig hohe räumliche und spektrale Auflösung, wie man an dem CCl4 Spektrum sehen kann.

CCl4 emulsion
Konfokales 3D Raman-Bild einer Emulsion aus Alkan (grün), Wasser (blau) und CCl4 in Öl (gelb). 3D Bild: 100 x 100 x 10 µm³. Zoom-In: 10 x 10 µm². Der Peak bei 460 cm-1 im CCl4 Spektrum ist aufgelöst.
Hochaufgelöstes Raman Imaging: 16,8 Mio. Spektren in einem einzigen Datensatz. Die Komponenten der Emulsion sind Wasser (blau), Alkan (grün) und Öl + CCl4 (gelb).

Anwendungsbeispiele

Phasengrenzen in einer Duschlotion

Emulsion Duschgel+Oel
Großflächiges Raman-Bild und Zoom-In einer feuchtigkeitsspendenden Duschlotion mit erhöhtem Ölgehalt. Cyan und blau: Wasserphasen; rot: Öl; gelb: Emulgator.

3D Raman Imaging

3D Raman Bild einer Handcreme. Blau: Wasser; rot: Öl; grün: eine der pflegenden Inhaltsstoffe der Creme, gelöst in Öl. Bildbereich: 40 x 40 x 15 µm³

Raman Imaging bei niedrigen Frequenzen

LCysteine RayShield

Raman-Bild einer Lösung von L-Cystein in einer Mischung aus Wasser und mehreren pflanzlichen Ölen. Der Großteil des L-Cysteins ist in der Wasserphase gelöst (blau). In der Ölphase (gelb) ist ein ungelöster Cysteinkristall (rot) sichtbar. Die grünen Bereiche repräsentieren vermutlich einen der Bestandteile des Pflanzenöls. Das Raman-Spektrum von L-Cystein hat charakteristische Peaks im Niederfrequenzbereich, die mit Hilfe des alpha300 apyron und des WITec RayShield Kopplers deutlich aufgelöst werden konnten.

Stärkekörner in Fruchtfleisch

Banana Pulp Overlay+spectra
Überlagerte Weißlicht- und Raman Bilder vom Fruchtfleisch einer reifen Banane. Dieses hochaufgelöste Raman Bild besteht aus mehr als einer Million Spektren und wurde in nur 36 Minuten aufgenommen. Karotinoide (rot), Stärke (grün) und Wasser (blau) waren die Hauptkomponenten der Frucht.

Korrelatives Raman-AFM Imaging

PTB Raman Head

Weißlichtbild (links), AFM-Bild (Mitte) und Raman-Bild (rechts) eines Porträts von C. V. Raman auf einem Silizium-Chip. Das Bild ist Teil eines Kalibrierstandards für Raman-Mikroskope, der von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig produziert und zur Verfügung gestellt wurde.


Auszeichnungen

WITecs vollständig automatisiertes Raman-Mikroskop alpha300 apyron hat im Laufe der Jahre mehrere Innovationspreise gewonnen.

  • Nach seiner Martkeinführung gewann das Mikroskop bei den Achema 2015 Innovation Awards den ersten Preis in der Kategorie Labor- und Analysentechnik. Die Achema in Frankfurt (Deutschland) ist die weltweit größte Fachmesse für die Chemie- und Prozessindustrie.
  • Die zweite Generation des alpha300 apyron erhielt einen Innovation Award 2020 von The Analytical Scientist, einer Fachzeitschrift, deren Themenschwerpunkte die neuesten Entwicklungen in Wissenschaft und Technik umfassen.
  • Das alpha300 apyron wurde mit einem Microscopy Today Innovation Award 2021 ausgezeichnet. Die Redakteure der Zeitschrift „Microscopy Today“ wählten es als eine der zehn wichtigsten Innovationen des Jahres in den Bereichen Lichtmikroskopie, Elektronenmikroskopie und Mikroanalyse.
alpha300 apyron awards

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