В современных реалиях контроль качества и безопасности продукции часто сталкивается с дилеммой: как провести исследование, если прямой доступ к материалу невозможен? Это происходит, когда продукт герметично упакован, представляет опасность или когда объем партий настолько велик, что вскрытие каждой единицы нецелесообразно.
Именно в таких ситуациях все большую актуальность приобретает метод на основе фотоники, позволяющий по световому отклику определить, соответствует ли товар заявленным характеристикам. Ярким примером служит рамановская спектроскопия — техника химического исследования веществ через стенки тары. Этот подход уже успешно применяется для выявления взрывчатых веществ в пластиковой таре, мониторинга уровня глюкозы и, что особенно важно, для обнаружения метилового спирта в поддельных или фальсифицированных алкогольных напитках. Однако у классического метода есть существенное ограничение: он эффективен лишь если вещество находится в прозрачном контейнере или бутылке. Возникает закономерный вопрос: что делать, если бутылка окрашена?
Главной преградой на пути рамановского анализа через непрозрачную тару является сильная флуоресценция. Она способна полностью заглушить относительно слабый рамановский сигнал. Флуоресцентный фон может исходить как от самого анализируемого вещества, так и от материала упаковки, что существенно усложняет задачу.
Для решения этой проблемы группа ученых из Великобритании и Австралии разработала новую модификацию рамановской спектроскопии, которую успешно протестировали на примере поиска метилового спирта в алкогольной продукции.
Исследователи разработали технологию, при которой лазерный луч формируется в виде кольца. Это решение позволяет эффективно отсекать фоновые помехи, исходящие как от тары, так и от самого напитка, выделяя исключительно отклик от метанола. По сравнению с традиционными методами рамановской спектроскопии, интенсивность целевого сигнала возросла в 12 раз. Новая техника обеспечивает количественное определение метанола даже через цветные стеклянные бутылки, достигая порога обнаружения в 0,2% при концентрации этанола 40%.
Подход универсален: он применим не только для анализа вещества, упакованного в разнообразную упаковку, включая окрашенную, но и для исследования цветных жидкостей.
Внедрение такой системы позволит проводить регулярный экспресс-скрининг герметичных алкогольных продуктов непосредственно на месте, минимизируя риск отравления. В перспективе технологию можно адаптировать для создания компактных портативных устройств, и в последствии анализировать химический состав упакованных товаров в пищевой, алкогольной, фармацевтической и косметической отраслях.