在這篇博文中，我們將介紹一下FTIR顯微技術中的mapping與imaging化學成像技術之間的差異。為此，我們將N2冷卻的碲鎘汞（LN₂-MCT）檢測器與焦平面陣列（FPA）檢測器進行了比較。LN₂-MCT探測器是靈敏的單點檢測器。FPA則是一種真正的成像檢測器。

FTIR Mapping vs. Imaging

兩者的不同

在FT-IR mapping中，使用單點檢測器、光闌和高精度工作臺可實現低至5μm的空間分辨率。選擇多個測量點以一定距離間隔排列成網格狀，匹配合適大小的光闌。然后，顯微鏡逐個點的實現樣品掃描。這個過程比較耗時，可能需要數小時甚至數天才能完成，具體時間取決于樣品的狀況和感興趣的區域大小。

在FT-IR imaging中，需要使用FPA檢測器，按32×32、64×64或者更多相元排列成一個矩形，其作用類似于數碼相機中的像素，檢測器每個相元的尺寸大小可以用來替代實物光闌。FPA檢測器中32×32或者64×64個相元可以同時工作用以收集紅外光信號。

這樣，便會有更多的紅外光到達檢測器，從而改善信噪比。這種32×32（1024）個相元的瞬時成像方法，僅需通過一次時長2秒的掃描，即可獲得與使用5μm光闌逐點掃描1024個點相同的信息。因此，以最短檢測時間達到最大空間分辨率是可行的。

幾種不同紅外成像技術的原理。焦平面檢測器中圖）僅需一次檢測即可捕獲視覺圖像（左圖）中顯示的整個區域。MCT檢測器（右圖）需要進行逐點慢速掃描。

FTIR化學成像性能

我們使用高靈敏的單點檢測器LN₂-MCT和32×32 FPA檢測器對大麥粒切片進行了比較分析。布魯克LUMOS II FTIR顯微鏡被用來進行這項檢測。對于FT-IR mapping，我們將單點檢測器上的光闌設置為5微米（等同于FPA單個相元的大小），這樣可以獲得相同空間分辨率的比較結果。

我們選擇了約1 mm2的樣品面積。對于其他所有檢測參數（例如，掃描次數），我們在這兩種檢測方法中設置的數值*相同。共采集FT-IR光譜36846張。FPA檢測器約在1分鐘內完成檢測，而LN₂-MCT檢測器花費了兩小時。更重要的是，檢測速度的顯著提升并未對光譜數據的質量產生負面影響。相反，從下圖清晰可見，FPA imaging方法獲得的FTIR光譜的質量遠勝過 LN₂-MCT mapping方法獲得的光譜。前者優秀的信噪比可快速通過檢索參考庫進行組分識別，對應生成的化學圖像也明顯更為豐富。

大麥粒試驗樣品。FPA imaging（上圖）與 LN₂-MCT mapping（下圖）數據的比較，FT-IR光譜共計36864，空間分辨率為5µm。

LUMOS II——多功能FTIR設備

如果您有意向采用FPA imaging成像方法，我們強烈推薦布魯克LUMOS II。它是一款獨立式FTIR顯微鏡，擅長失效分析、材料研究和顆粒分析。LUMOS II結構緊湊、精度高，采用FPA面陣列技術，可實現超快化學成像。該顯微鏡最多可配備三個探測器：2個單元素檢測器（例如，TE-MCT + LN₂-MCT）和1個FPA檢測器。

LUMOSII

無論您選擇FPA imaging還是單點mapping成像方法，LUMOS II始終是您的理想之選。