Первый спектрометр из отечественных комплектующих

В Мос­ко­в­ском фи­зи­ко-­тех­ни­че­ском ин­сти­ту­те (МФТИ) со­бра­ли про­то­тип пе­р­во­го спе­к­тро­мет­ра из оте­че­ствен­ных ко­м­плек­ту­ю­щих. Ра­ма­но­в­ский спе­к­тро­метр с дли­ной вол­ны 785 нм пред­став­ля­ет со­бой уни­вер­саль­ный ин­стру­мент для ана­ли­за и иден­ти­фи­ка­ции хи­ми­че­ско­го со­ста­ва ве­ществ лю­бой при­ро­ды.

При су­ще­ствен­но мень­шей ко­неч­ной сто­и­мо­сти на рос­сий­ском ры­н­ке он про­де­мон­стри­ро­вал со­о­т­вет­ствие ми­ро­вым стан­дар­там ка­че­ства. Про­то­тип при­бо­ра (ли­те­ра О) со­з­дан по фе­де­раль­но­му про­ек­ту «Раз­ви­тие оте­че­ствен­но­го при­бо­ро­стро­е­ния гра­ж­дан­ско­го на­з­на­че­ния для на­уч­ных ис­сле­до­ва­ний», со­об­щи­ли в пресс-слу­ж­бе ин­сти­ту­та.

Ра­ма­но­в­ская спе­к­тро­ско­пия — это ме­тод не­раз­ру­ша­ю­ще­го ана­ли­за, он ос­но­ван на вза­и­мо­дей­ствии све­та с ве­ще­ством и ис­поль­зу­ет­ся для опре­де­ле­ния ко­ле­ба­тель­ных мод мо­ле­кул ис­сле­ду­е­мо­го об­раз­ца — сво­е­об­раз­ных «о­т­пе­чат­ков паль­цев». По ним мо­ж­но со сто­про­цен­т­ной точ­но­стью иден­ти­фи­ци­ро­вать ана­ли­зи­ру­е­мое ве­ще­ство и по­лу­чить дан­ные о его струк­ту­ре.

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.

Раз­ра­бо­т­чи­ки по­яс­ни­ли, что 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. Еще од­но пре­и­му­ще­ство — в сто­и­мо­сти. Он бо­лее, чем в пол­то­ра ра­за де­шев­ле фун­к­ци­о­наль­ных за­ру­бе­ж­ных ана­ло­гов.

«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.