從藥片到微塑料：布魯克紅外顯微鏡如何重塑微觀化學分析

在現代材料科學、生命科學、制藥工程及環境監測等眾多領域，對微米乃至亞微米尺度樣品進行無損、高靈敏度的化學成分分析已成為關鍵需求。布魯克(Bruker)公司推出的LUMOS系列紅外顯微鏡，將傅立葉變換紅外光譜(FTIR)技術與高分辨率光學顯微系統深度融合，成為這一領域的代表型設備。特別是LUMOS II紅外顯微鏡，不僅繼承了前代產品的優勢，更在自動化、成像速度、檢測靈敏度和用戶友好性方面實現了躍升，解決了傳統顯微紅外在粉(軟)體樣品，黑色樣品，大面積成像等樣品表現力不佳的問題。

　　一、核心技術亮點：真正“獨立式"的高性能FTIR顯微平臺

　　布魯克LUMOS II是一款獨立、全自動的傅立葉變換紅外顯微鏡，無需外接傳統FTIR主機即可完成從可見光觀察到紅外光譜采集的全流程。其核心優勢體現在以下幾個方面：

　　1.多模態測量無縫切換

　　LUMOS II支持透射、反射和衰減全反射(ATR)三種測量模式，且所有模式均可用于單點分析或化學成像。尤其值得一提的是其電動ATR晶體系統：由高精度壓電電機控制，可自動伸出至樣品表面，在選定位置施加恒定壓力進行測量，并能實現ATR模式下的焦平面陣列(FPA)成像。這種設計擺脫了傳統手動ATR附件操作繁瑣、重復性差的弊端。

　　2.超快FPA化學成像能力

　　配備焦平面陣列(FPA)探測器后，LUMO SII可在一次掃描中同時獲取數千個像素點的完整紅外光譜，可達900張光譜/秒的檢測速度。單視野可達1490×1118μm2，便于快速尋找感興趣區域，空間分辨率達亞微米級別(約1.25μm/像素)，足以清晰分辨微塑料顆粒、藥物片劑中的輔料分布或多層聚合物的微觀結構。

　　3.無需液氮與吹掃的便捷運行

　　標準配置采用熱電冷卻MCT(TE-MCT)探測器，在不使用液氮的情況下仍能提供高靈敏度，大幅降低使用門檻和維護成本。同時，整機采用密封ZnSe光學元件設計，具備抗高濕度性能，無需干燥空氣或氮氣吹掃，適合各類實驗室甚至工業現場環境。

　　4.全電動化與智能軟件引導

　　從樣品臺移動、物鏡切換、光闌調節到測量模式選擇，LUMOS II所有硬件均由電機驅動并通過OPUS軟件統一控制。其向導式用戶界面可引導初學者逐步完成復雜操作，而專家用戶則可深入調用高級功能，真正實現“任何地點、任何用戶"都能高效獲得可靠結果。

　　二、廣泛應用場景：從失效分析到生命科學

　　LUMOS II的多功能性使其在多個領域展現出強大價值：

　　1.制藥行業：符合cGMP、GLP及21CFRPart11法規要求，可自動執行OQ/PQ驗證，用于藥片中活性成分(API)與輔料的分布成像、污染物識別、中藥材及藥材切片化學成分分析。

　　2.聚合物與電子材料：快速定位復合材料中的夾雜物、分層缺陷或CMOS芯片上的有機殘留，助力產品開發與故障根因分析。

　　3.微塑料與環境顆粒分析：布魯克公司開發了AI機器學習軟件專門用于微塑料分析，使用大量微塑料和基質數據喂養的該軟件，結合隨機森林機器學習算法，可自動識別濾膜上不同化學成分的微粒，并生成假彩色分布圖，廣泛應用于水體、土壤及空氣污染研究。

　　4.汽車與表面涂層：分析油漆、輪胎、內飾材料的老化產物或涂層不均勻性，提升產品質量控制水平。

　　5.生命科學研究：對組織切片進行蛋白質、脂質等生物分子的無標記化學成像，輔助疾病標志物發現與病理機制研究。

　　三、人性化設計與合規保障

　　LUMOS II充分考慮用戶操作體驗：可支持40mm厚樣品，工作距離充裕，便于放置大體積或不規則樣品;全封閉緊湊機身節省實驗室空間;所有關鍵組件壽命長，功耗低，運行穩定。更重要的是，其軟硬件系統全面滿足USP、ChP、JP、Ph.Eur.等主要藥典標準，確保數據完整性與審計追蹤能力，為受監管行業提供堅實支撐。

　　結語

　　布魯克LUMOS II紅外顯微鏡不僅是一臺儀器，更是一個集高分辨可視化、精準化學識別、快速成像與智能操作于一體的綜合分析平臺。它將FTIR顯微技術從“專家專屬"推向“人人可用"，極大拓展了紅外光譜在微觀世界的應用邊界。無論是科研探索還是工業質檢，LUMOS II都以其不凡性能，成為揭示材料“化學身份"的可靠伙伴。