PIKE MIRacle™ ATR：結合可更換晶體板與延伸附件的高彈性 ATR 平台

同一台 FTIR 可能需要量測不同材質與型態的樣品，包括塑膠、粉末、液體及開發中的聚合物。不同樣品對晶體接觸、吸收強度與量測條件的要求各異，也可能涉及固化前後比較或溫度變化下的分析。

PIKE MIRacle™ ATR 是安裝於 FTIR 樣品室的取樣平台，以小面積 ATR 取樣為基礎，整合可更換晶體板、不同反射次數與樣品處理附件。當研究問題與量測條件改變，可搭配不同晶體板、夾具或溫控等延伸套件。^1,2

PIKE MIRacle ATR 原廠展示配置 — 圖 1｜MIRacle ATR 的原廠展示配置。上方壓樣機構讓固體與晶體接觸；晶體板位於取樣區，可依分析需求更換。圖片來源：PIKE Technologies，MIRacle 產品資料。實際組成依配置而異。²

晶體板與取樣方式的組合

MIRacle 的特色，是把調整取樣條件做成日常可用的設計。晶體板採定位安裝，更換後不需重新進行光學對準；使用者可以依材料特性，在 Diamond/ZnSe、Ge、ZnSe 等晶體板之間調整。晶體材質會影響適用樣品、穿透深度與可用光譜範圍，因此換板改變的不只是接觸面的耐用性，也包括實際取得的光譜資訊。^1,2

反射次數提供另一種調整空間。單次反射適合小面積接觸與許多日常樣品；3 次或 9 次反射配置則增加光與樣品作用的次數，在樣品覆蓋充分、吸收條件合適時，有助於觀察較弱的成分訊號。這讓同一平台能在直接取樣與較高吸收靈敏度的需求之間轉換。²

MIRacle 與其他 ATR 的設計重點有所不同。例如 PIKE GladiATR 的單塊鑽石結構與高壓取樣設計，著重硬質、難以建立接觸的樣品；MIRacle 則透過晶體材質、反射次數與樣品處理配置的組合，滿足實驗室經常更換樣品類型的需求，並搭配延伸附件，形成多用途的 ATR 平台。^2,4

當量測需要控制更多條件

有些實驗的差異，來自放樣方式。Digital Force Adapter 可顯示施加的力值，讓固體壓樣多一項可記錄、可比較的條件；液體保留與揮發遮罩則協助管理液態樣品。需要連續導入液體時，可採用流通附件；需要在保護環境中裝樣再移入儀器時，則有搭配專用晶體板的密封取樣組件。^2,3

另一些問題與溫度有關。搭配加熱或 Peltier 溫控晶體板、控制器與所需的循環設備，MIRacle 可以把不同溫度下的光譜串成一組實驗，觀察材料受熱、冷卻時的變化。此時值得比較的，可能不再只是「這是什麼材料」，而是某個吸收帶何時開始改變，以及變化能否隨冷卻回復。^2,9

附件也會改變實驗配置。例如數位力值附件不適用於加熱晶體板，因此規劃升溫實驗時，不能直接沿用室溫下的力值量測組合。²

MIRacle™ ATR 文獻案例

公開研究顯示，同一款 ATR 可以出現在很不一樣的實驗裡。它有時用來確認材料，有時協助量化反應進度，也可能作為一整套研究中的化學表徵工具。

微塑膠：觀察處理前後的材料變化。 葡萄牙波多大學（University of Porto）的 Miranda 等人研究微塑膠在直接接觸式膜蒸餾中的行為，使用 JASCO FTIR 搭配單次反射 ZnSe MIRacle，比較塑膠經熱應力與處理後的光譜。利用 MIRacle 協助評估材料是否出現老化相關變化，並透過顯微拉曼等方法辨識粒子、評估去除效果。⁵

牙科光固化樹脂：比較樹脂成分與固化程度。 韓國慶北大學（Kyungpook National University）的 Lee 等人研究牙科 3D 列印用光聚合樹脂，以 Shimadzu FTIR 搭配 MIRacle，利用固化前後的特徵峰比例計算轉化率，比較不同樹脂成分與照光時間對轉化率的影響。光譜讓「看起來已經成形」之外，多了化學反應進行程度的依據。這項研究是在獨立照光設備固化後量測樣品。⁶

水凝膠微針：確認材料加工前後的化學特徵。 英國貝爾法斯特女王大學（Queen’s University Belfast）藥學院的 Li 等人於 2025 年發表水凝膠微針研究，使用 PerkinElmer Spectrum Two 搭配 MIRacle 鑽石 ATR，表徵水凝膠交聯前後的變化。⁷

特殊延伸：把 ATR 接進電化學實驗

更進一步的例子，來自巴西核能研究所（IPEN）的 Fontes 等人。他們將配有 Diamond/ZnSe 晶體板的 MIRacle 與電化學反應槽結合，在乙醇電氧化過程中，隨電極電位取得原位 ATR-FTIR 光譜。除了測量電流，研究者也能觀察乙酸根等產物相關訊號，為不同觸媒的反應行為補上化學資訊。⁸

不同電位下乙醇電氧化的原位 ATR-FTIR 光譜，原論文 Figure 7a至d — 圖 2｜乙醇電氧化過程中的原位 ATR-FTIR 光譜。各子圖對應不同觸媒，各條曲線代表不同電極電位下、相對於 −0.85 V 參考光譜的變化。約 1550 與 1410 cm⁻¹ 的吸收帶與乙酸根有關，可用來比較產物訊號隨電位的變化。資料來源：Fontes et al.（2015），Figure 7(a–d)

這是研究者結合電化學反應槽與外部設備建立的實驗配置，不能直接視為 MIRacle 的標準電化學套件。但它也呈現了這個平台另一面的用途：當樣品與晶體之間的接觸能被妥善設計，ATR 就有機會進入反應過程，取得單次終點量測之外的資訊。⁸

從日常材料鑑別、成分比較，到溫度實驗與研究者自行整合的原位量測，MIRacle 透過可更換晶體板與延伸附件，為需要量測多種材料、持續發展新方法的實驗室，保留了擴充量測用途的空間。

MIRacle ATR 產品與配置資訊

PIKE MIRacle™ ATR：結合可更換晶體板與延伸附件的高彈性 ATR 平台

晶體板與取樣方式的組合

當量測需要控制更多條件

MIRacle™ ATR 文獻案例

特殊延伸：把 ATR 接進電化學實驗

資料來源與延伸閱讀