Přístroje

Zařízení kombinuje přístroj pro separaci složek vzorku v kapalné fázi na základě interakce se stacionární fází v koloně a umožňuje tedy analyzovat extrakty i velmi složitých vzorků, které budou předmětem spolupráce se zapojenými MSP. UHPLC/HRTMS umožňuje strukturní analýzu složek vzorků, a to jak složek cíleně sledovaných, tak i necílenou screeningovou analýzu složek, o kterých se v souvislosti s daným materiálem třeba doposud neví nebo vůbec nejsou známy. To umožnuje významné zvýšení inovativnosti výrobků a materiálů partnerů z aplikační sféry nebo potenciálně průlomové výsledky pro základní i aplikační výzkum. Součástí dodávky budou i sofistikované softwary, které jednak usnadňují de-novo strukturní analýzu přítomných látek na základě přesné a správné hmotnosti iontů i fragmentací po kolizí indukované disociaci iontů z tandemových MS experimentů a jednak pokročilé vícerozměrné statistické metody pro sledování rozdílů mezi různými výrobky a materiály (například při optimalizaci výroby v MSP, pokročilé farmaceutické kontrole, sledování autenticity výrobků a další).

Toto zařízení kombinuje separaci složek v kapalném médiu s tandemovou hmotnostní spektrometrií, avšak na rozdíl od předchozí techniky využívá separace složek vzorku v elektrickém poli (v základním elektrolytu) a je tedy schopno zachytit a analyzovat složky iontové a velmi polární povahy, a to jak organických, tak anorganických. Je tedy k UHPLC/HRTMS vysoce komplementární a při paralelním nasazení obou kombinovaných technik v inovativních službách pro MSP lze očekávat řadu synergických efektů. Technika umožňuje i analýzy v poměrně extrémních vzorcích jako jsou například velmi kyselé odpadní průmyslové vody nebo charakterizaci nanomateriálů v roztocích. V běžné praxi není doposud technika rutinně využívána a je jedním z cílů projektu Centra SMALT potenciál této techniky aplikační sféře detailně zprostředkovat a v inovativních službách plně využít.

Tato technika umožňuje přesné prvkové analýzy různých typů materiálů včetně kovů a slitin, strusek, usazenin, geologických vzorků a dalších. Je to technika atomové spektroskopie pro nedestruktivníanalýzu pevných vzorků. Metoda umožňuje i zobrazování distribuce řady prvků na povrchu nebo v řezu materiálů a výrobků, přičemž přístroj umožňuje mapování plochy vzorku o velikosti až 220–200 mm. Nejvýznamnější využití je v oblasti charakterizace konstrukčních materiálů strojírenství, metalurgie, lékařství, výrobků 3D tisku, uměleckých děl, historických artefaktů a dalších. Metoda je v širším kontextu materiálové charakterizace silně komplementární s oběma výše uvedenými přístroji. Zásadní výhodou tohoto přístroje je jeho hloubkový dosah, kdy v porovnání například s EDS spektroskopií ve skenovacích elektronových mikroskopech poskytuje informaci ne z povrchu ale z objemu. Poskytuje tedy podstatně důležitější informaci, která není zatížená poruchami na povrchu. Fokusace na velikost svazku 5/10 mm umožňuje detailní studium distribuce například legujících prvků v materiálu.

Mössbauerova spektroskopie umožňuje detailní charakterizaci kovových materiálů zejména s ohledem na atomy ⁵⁷Fe. Dovoluje pracovat nedestruktivně a zaměřit se na dílčí fáze, např. zbytkový austenit. Dovoluje charakterizovat složení celých částí výrobků, povrchů, řezů a výbrusů běžně připravovaných pro metalografické analýzy. Dovoluje podle podmínek hloubkovou selekci 300 nm – 100 mm. Velmi významnými aplikacemi pro kovoprůmysl je možnost určování teplotní závislosti fázových diagramů ocelí a určování blokovací teploty nanomateriálů. Další oblastí, ve které plánuje Centrum SMALT nabízet inovativní služby, je farmaceutická chemie (analýzy železo obsahujících farmaceutik), čímž dojde k synergickému propojení s činnostmi využívajícími infrastrukturu popsanou výše. KEF je významné pracoviště i v oblasti vývoje technologie Mössbauerovy spektrometrie, což naznačuje velké možnosti Centra SMALT v oblasti nových přístrojových aplikací a potenciálně konkurenční výhodu v inovativních technologiích a materiálech pro zapojené MSP.