La reflectancia total atenuada (ATR, Attenuated total reflection), es una técnica de muestreo utilizada en conjunto con la espectroscopía infrarroja que permite analizar muestras directamente en fase sólida o líquida sin ninguna preparación previa.[1]
La luz sufre múltiples reflexiones internas en el cristal de alto índice de refracción, mostrado en amarillo. La muestra se encuentra en contacto con el cristal.
Un equipo de ATR para espectroscopía infrarroja.
La técnica de ATR aprovecha una propiedad de la reflexión total interna llamada onda evanescente, en la que un haz de luz infrarroja incide sobre un cristal de ATR de forma que se refleje, por lo menos una vez, sobre la superficie que se encuentra en contacto con la muestra. La reflexión forma la onda evanescente que se extiende en la muestra. La profundidad de la penetración en la muestra usualmente se halla entre los 0.5 y los 2 micrómetros, con el valor exacto determinado por la longitud de onda de la luz, el ángulo de incidencia y los índices de refracción del cristal de ATR y el medio que se está analizando.[2] El número de reflexiones puede variar dependiendo del ángulo de incidencia. El haz de luz es posteriormente recolectado por el detector en el momento en el que abandona el cristal. La mayoría de los espectrómetros modernos pueden acoplarse a un equipo de ATR al montar dicho equipo en el compartimiento de muestras del espectrómetro.
El efecto evanescente únicamente funciona si el cristal está hecho de un material óptico con un índice de refracción mayor que el de la muestra a analizar. De otra manera, la luz se pierde en la muestra. En el caso de las muestras líquidas, colocar una pequeña cantidad sobre la superficie del cristal es suficiente. En el caso de muestras sólidas, las muestras se deben comprimir bien para asegurar un contacto efectivo y para remover el aire atrapado que pudiera reducir la intensidad de la señal. La relación señal-ruido obtenida depende del número de reflexiones como de la longitud total del paso óptico, que amortigua la intensidad. Por lo que no se puede generalizar que un mayor número de reflexiones proporciona una mejor sensibilidad.[3]
Los materiales más comunes de los que están hechos los cristales de ATR son Germanio, Selenuro de Zinc, haluros de Talio (I) o diamante. El silicio es ideal para su uso en la región lejana del infrarrojo. El diamante posee un fonón entre 2600 y 1900 cm-1 que significativamente disminuye la relación señal-ruido en esta región, volviéndolo útil particularmente en el estudio de sólidos duros. La forma del cristal depende del tipo de espectrómetro y la naturaleza de la muestra.[4]
Aplicaciones
La espectroscopía infrarroja acoplada a ATR es aplicable en los mismos sistemas químicos y biológicos que la espectroscopía de transmitancia. Una ventaja del ATR-FTIR sobre la espectroscopía de transmitancia es la longitud del paso en la muestra. Esto permite evitar el problema de la atenuación de la señal en medios altamente absorbentes como las soluciones acuosas. Para la luz UV-Visible, el paso de luz evanescente es lo suficientemente corto para que la interacción con la muestra decaiga con la longitud de onda.
La técnica ha sido utilizada exitosamente en el estudio conformacional de proteínas[5] así como en el análisis diagenético de huesos en diversos sitios arqueológicos.[6]
Recientemente, el ATR-FTIR ha sido aplicado a flujos microfluídicos de soluciones acuosas para la creación de microrreactores con aperturas incorporadas para el cristal de ATR, permitiendo la caracterización con el flujo en microcanales que pasan a través de la superficie del cristal[7] o a través de celdas de flujo.[8][9] La habilidad para caracterizar muestras sin necesidad de prepararlas ha llevado al uso de la técnica en el estudio de evidencias traza en ciencias forenses.
La técnica de ATR-FTIR también es utilizada en la investigación farmacológica para estudiar interacciones proteína-fármaco en detalle. Las proteínas hidrosolubles requieren tags de polihistidina, permitiendo que la macromolécula se ancle a una bicapa lipídica, anclada a su vez a cristales de Germanio y otros medios ópticos adecuados. La reflexión interna con y sin el ligante farmacéutico produce diferentes espectros, permitiendo estudiar los cambios conformacionales de la proteína en el momento de la unión.[10]
Referencias
. web.archive.org. 16 de febrero de 2007. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Mirabella, Francis M. (1993). Internal reflection spectroscopy : theory and applications. Marcel Dekker. ISBN0-8247-8730-7. OCLC 26363609. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Skoog, Douglas A.; Crouch, Stanley R.; Cervantes González, Sergio; Anzures, María Bruna (2018). Principios de análisis instrumental (7a ed edición). Cengage Learning. ISBN978-607-526-655-8. OCLC 1082356339. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Artioli, Gilberto (2010). Scientific methods and cultural heritage : an introduction to the application of materials science to archaeometry and conservation science. Oxford University Press. ISBN0-19-954826-9. OCLC 671741990. Consultado el 2 de mayo de 2021.
«ATR-FTIR: A “rejuvenated” tool to investigate amyloid proteins». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes(en inglés)1828 (10): 2328-2338. 1 de octubre de 2013. ISSN 0005-2736. doi:10.1016/j.bbamem.2013.04.012. Consultado el 2 de mayo de 2021.
«Application of ATR-FTIR spectroscopy and chemometrics for the discrimination of human bone remains from different archaeological sites in Turkey». Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy(en inglés)237: 118311. 15 de agosto de 2020. ISSN 1386-1425. doi:10.1016/j.saa.2020.118311. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Greener, Jesse; Abbasi, Bardia; Kumacheva, Eugenia (1 de junio de 2010). «Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy for on-chip monitoring of solute concentrations». Lab on a Chip(en inglés)10 (12): 1561-1566. ISSN 1473-0189. doi:10.1039/C001889A. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Carter, Catherine F.; Lange, Heiko; Ley, Steven V.; Baxendale, Ian R.; Wittkamp, Brian; Goode, Jon G.; Gaunt, Nigel L. (19 de marzo de 2010). «ReactIR Flow Cell: A New Analytical Tool for Continuous Flow Chemical Processing». Organic Process Research & Development14 (2): 393-404. ISSN 1083-6160. doi:10.1021/op900305v. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Minnich, Clemens B.; Sipeer, Frank; Greiner, Lasse; Liauw, Marcel A. (16 de junio de 2010). «Determination of the Dispersion Characteristics of Miniaturized Coiled Reactors with Fiber-Optic Fourier Transform Mid-infrared Spectroscopy». Industrial & Engineering Chemistry Research49 (12): 5530-5535. ISSN 0888-5885. doi:10.1021/ie901094q. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Pinkerneil, Philipp; Güldenhaupt, Jörn; Gerwert, Klaus; Kötting, Carsten (2012). «Surface-Attached Polyhistidine-Tag Proteins Characterized by FTIR Difference Spectroscopy». ChemPhysChem13 (11): 2649-2653. ISSN 1439-7641. PMC 3531609. PMID 22707114. doi:10.1002/cphc.201200358. Consultado el 2 de mayo de 2021.
Enero 14, 2022
reflectancia, total, atenuada, reflectancia, total, atenuada, attenuated, total, reflection, técnica, muestreo, utilizada, conjunto, espectroscopía, infrarroja, permite, analizar, muestras, directamente, fase, sólida, líquida, ninguna, preparación, previa, suf. La reflectancia total atenuada ATR Attenuated total reflection es una tecnica de muestreo utilizada en conjunto con la espectroscopia infrarroja que permite analizar muestras directamente en fase solida o liquida sin ninguna preparacion previa 1 La luz sufre multiples reflexiones internas en el cristal de alto indice de refraccion mostrado en amarillo La muestra se encuentra en contacto con el cristal Un equipo de ATR para espectroscopia infrarroja La tecnica de ATR aprovecha una propiedad de la reflexion total interna llamada onda evanescente en la que un haz de luz infrarroja incide sobre un cristal de ATR de forma que se refleje por lo menos una vez sobre la superficie que se encuentra en contacto con la muestra La reflexion forma la onda evanescente que se extiende en la muestra La profundidad de la penetracion en la muestra usualmente se halla entre los 0 5 y los 2 micrometros con el valor exacto determinado por la longitud de onda de la luz el angulo de incidencia y los indices de refraccion del cristal de ATR y el medio que se esta analizando 2 El numero de reflexiones puede variar dependiendo del angulo de incidencia El haz de luz es posteriormente recolectado por el detector en el momento en el que abandona el cristal La mayoria de los espectrometros modernos pueden acoplarse a un equipo de ATR al montar dicho equipo en el compartimiento de muestras del espectrometro El efecto evanescente unicamente funciona si el cristal esta hecho de un material optico con un indice de refraccion mayor que el de la muestra a analizar De otra manera la luz se pierde en la muestra En el caso de las muestras liquidas colocar una pequena cantidad sobre la superficie del cristal es suficiente En el caso de muestras solidas las muestras se deben comprimir bien para asegurar un contacto efectivo y para remover el aire atrapado que pudiera reducir la intensidad de la senal La relacion senal ruido obtenida depende del numero de reflexiones como de la longitud total del paso optico que amortigua la intensidad Por lo que no se puede generalizar que un mayor numero de reflexiones proporciona una mejor sensibilidad 3 Los materiales mas comunes de los que estan hechos los cristales de ATR son Germanio Selenuro de Zinc haluros de Talio I o diamante El silicio es ideal para su uso en la region lejana del infrarrojo El diamante posee un fonon entre 2600 y 1900 cm 1 que significativamente disminuye la relacion senal ruido en esta region volviendolo util particularmente en el estudio de solidos duros La forma del cristal depende del tipo de espectrometro y la naturaleza de la muestra 4 Aplicaciones EditarLa espectroscopia infrarroja acoplada a ATR es aplicable en los mismos sistemas quimicos y biologicos que la espectroscopia de transmitancia Una ventaja del ATR FTIR sobre la espectroscopia de transmitancia es la longitud del paso en la muestra Esto permite evitar el problema de la atenuacion de la senal en medios altamente absorbentes como las soluciones acuosas Para la luz UV Visible el paso de luz evanescente es lo suficientemente corto para que la interaccion con la muestra decaiga con la longitud de onda La tecnica ha sido utilizada exitosamente en el estudio conformacional de proteinas 5 asi como en el analisis diagenetico de huesos en diversos sitios arqueologicos 6 Recientemente el ATR FTIR ha sido aplicado a flujos microfluidicos de soluciones acuosas para la creacion de microrreactores con aperturas incorporadas para el cristal de ATR permitiendo la caracterizacion con el flujo en microcanales que pasan a traves de la superficie del cristal 7 o a traves de celdas de flujo 8 9 La habilidad para caracterizar muestras sin necesidad de prepararlas ha llevado al uso de la tecnica en el estudio de evidencias traza en ciencias forenses La tecnica de ATR FTIR tambien es utilizada en la investigacion farmacologica para estudiar interacciones proteina farmaco en detalle Las proteinas hidrosolubles requieren tags de polihistidina permitiendo que la macromolecula se ancle a una bicapa lipidica anclada a su vez a cristales de Germanio y otros medios opticos adecuados La reflexion interna con y sin el ligante farmaceutico produce diferentes espectros permitiendo estudiar los cambios conformacionales de la proteina en el momento de la union 10 Referencias Editar Wayback Machine web archive org 16 de febrero de 2007 Consultado el 2 de mayo de 2021 Mirabella Francis M 1993 Internal reflection spectroscopy theory and applications Marcel Dekker ISBN 0 8247 8730 7 OCLC 26363609 Consultado el 2 de mayo de 2021 Skoog Douglas A Crouch Stanley R Cervantes Gonzalez Sergio Anzures Maria Bruna 2018 Principios de analisis instrumental 7a ed edicion Cengage Learning ISBN 978 607 526 655 8 OCLC 1082356339 Consultado el 2 de mayo de 2021 Artioli Gilberto 2010 Scientific methods and cultural heritage an introduction to the application of materials science to archaeometry and conservation science Oxford University Press ISBN 0 19 954826 9 OCLC 671741990 Consultado el 2 de mayo de 2021 ATR FTIR A rejuvenated tool to investigate amyloid proteins Biochimica et Biophysica Acta BBA Biomembranes en ingles 1828 10 2328 2338 1 de octubre de 2013 ISSN 0005 2736 doi 10 1016 j bbamem 2013 04 012 Consultado el 2 de mayo de 2021 Application of ATR FTIR spectroscopy and chemometrics for the discrimination of human bone remains from different archaeological sites in Turkey Spectrochimica Acta Part A Molecular and Biomolecular Spectroscopy en ingles 237 118311 15 de agosto de 2020 ISSN 1386 1425 doi 10 1016 j saa 2020 118311 Consultado el 2 de mayo de 2021 Greener Jesse Abbasi Bardia Kumacheva Eugenia 1 de junio de 2010 Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy for on chip monitoring of solute concentrations Lab on a Chip en ingles 10 12 1561 1566 ISSN 1473 0189 doi 10 1039 C001889A Consultado el 2 de mayo de 2021 Carter Catherine F Lange Heiko Ley Steven V Baxendale Ian R Wittkamp Brian Goode Jon G Gaunt Nigel L 19 de marzo de 2010 ReactIR Flow Cell A New Analytical Tool for Continuous Flow Chemical Processing Organic Process Research amp Development 14 2 393 404 ISSN 1083 6160 doi 10 1021 op900305v Consultado el 2 de mayo de 2021 Minnich Clemens B Sipeer Frank Greiner Lasse Liauw Marcel A 16 de junio de 2010 Determination of the Dispersion Characteristics of Miniaturized Coiled Reactors with Fiber Optic Fourier Transform Mid infrared Spectroscopy Industrial amp Engineering Chemistry Research 49 12 5530 5535 ISSN 0888 5885 doi 10 1021 ie901094q Consultado el 2 de mayo de 2021 Pinkerneil Philipp Guldenhaupt Jorn Gerwert Klaus Kotting Carsten 2012 Surface Attached Polyhistidine Tag Proteins Characterized by FTIR Difference Spectroscopy ChemPhysChem 13 11 2649 2653 ISSN 1439 7641 PMC 3531609 PMID 22707114 doi 10 1002 cphc 201200358 Consultado el 2 de mayo de 2021 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Reflectancia total atenuada amp oldid 137105089, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
