Beneficios de la espectroscopía NIR: Parte 1

Esta publicación de blog es parte de la serie «Espectroscopía NIR: lo ayuda a ahorrar tiempo y dinero».

Las personas que no están familiarizadas con la espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) con frecuencia hacen la pregunta: «¿Por qué debería necesitar saber más sobre esta técnica y cómo puedo beneficiarme de ella?».

En esta primera entrega de esta serie de publicaciones, nos enfocamos en las principales ventajas de NIRS sobre los métodos convencionales de análisis químico húmedo y brindaremos ejemplos de los tipos de parámetros que se pueden medir con la espectroscopía NIRS.

Muestras sólidas versus líquidas

Para comprender los beneficios de NIRS, un buen punto de partida es comprender cómo se mide el espectro NIR. La espectroscopía NIR se puede utilizar para analizar diferentes tipos de muestras. Sin embargo, se requiere una instrumentación diferente según el tipo de muestra. Existen varios métodos de medición para muestras que van desde líquidos transparentes hasta pastas y polvos opacos. Elegir el método de medición, el módulo de muestreo y los accesorios correctos es el paso más importante para desarrollar métodos NIR robustos. A continuación, se muestran los diferentes métodos para varios tipos de muestra (reflexión difusa, transmisión difusa, transflexión y transmisión).

Reflexión difusa: Crema, pasta, polvos granulados, gruesos y finos

La luz NIR penetra e interactúa con la muestra, y la energía NIR no absorbida se refleja en el detector. Este método es más adecuado para medir muestras sólidas sin preparación de muestras.

Transmisión difusa: tabletas y cápsulas.

Al igual que con la reflexión difusa, la luz NIR penetra e interactúa con la muestra. Esta luz se dispersa por toda la muestra, debido a la interacción con las partículas. La luz NIR no absorbida se transmite a través de la muestra antes de llegar al detector. Este método es más adecuado para medir formas de dosificación sólidas sin preparación de muestras.

Transflexión: líquidos y geles

Este método de medición es una combinación entre transmisión y reflexión. Se coloca un reflector detrás de la muestra, que se utiliza para reflejar la luz NIR no absorbida de vuelta al detector. Este método es el más adecuado para medir muestras líquidas.

Transmisión: líquidos

En esta situación, la muestra se coloca entre la fuente de luz NIR y el detector. La luz NIR se transmite a través de la muestra, y cualquier energía NIR no absorbida continúa hacia el detector. Este método es el más adecuado para medir soluciones o suspensiones de líquidos claros.

• Técnica rápida con resultados en menos de 1 minuto.
• No se requiere preparación de la muestra: los sólidos y líquidos se pueden usar en forma pura.
• Bajo costo por muestra: no se necesitan productos químicos ni solventes.
• Técnica respetuosa con el medio ambiente: no se generan residuos.
• No destructivo: las muestras preciosas se pueden reutilizar después del análisis.
• Fácil de operar: los usuarios sin experiencia tienen éxito inmediato.

Cómo cuantificar con NIRS

NIRS es una técnica secundaria, lo que significa que primero será necesario crear un modelo de predicción. Puede comparar esto, por ejemplo, con HPLC. Si desea identificar o cuantificar una sustancia con esa técnica, deberá preparar soluciones estándar de la sustancia y medirlas para crear una curva de calibración.

Esto es similar con NIRS: primero debe medir una serie de espectros con concentraciones conocidas o valores de parámetros conocidos recopilados de un método primario como la titulación. Luego se crea un modelo de predicción a partir de estos espectros utilizando un software quimiométrico, p. el software Metrohm Vision. Explicaremos con más detalle cómo se crean los modelos de predicción en otra entrega de esta serie.

• Polímeros: Densidad de Polietileno (PE); Índice de fluidez; Viscosidad intrínseca
• Químicos: número de hidroxilos de polioles
• Petrochemical: Research Octane Number (RON) of gasoline; cetane index for diesel
• Aceites y lubricantes: número de ácido total (TAN)
• Industria farmacéutica: contenido de agua de productos liofilizados; uniformidad de contenido en tablas
• Cuidado personal: contenido de humedad e ingredientes activos en cremas

En general, la espectroscopia de infrarrojo cercano es una técnica alternativa robusta para la determinación de parámetros químicos y físicos en sólidos y líquidos. Es un método rápido que también puede implementarse con éxito para el análisis de rutina por parte del personal sin ninguna educación de laboratorio.

En la próxima entrega, responderemos a otra pregunta frecuente: «¿El infrarrojo cercano es lo mismo que la espectroscopía infrarroja?».