分光器の正しい選び方

分光器は、波長またはスペクトルを構成する基本成分のイオンビームを分解および分析するために使用される測定器です。例えば材料や分子を識別できます。

この購入ガイドでは、主にさまざまな分光技術、特に分光器で分析できるもの、その長所と短所、選択基準に焦点を当てています。

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  • 分光器をどう選ぶか?

    分光分析には、主にスペクトル分析と質量分析の2種類があります

    スペクトル分析では、物質が放射または吸収する光のスペクトル(UV-Vis、IR、 X線、ガンマ )を分析します。

    質量分析では、イオン化によりガスの分子の質量を測定します。

    分光器の選択は検出する材料と、試料が侵襲的かどうかによって異なります。

    どのタイプの分光器を選択しても、選択の主な基準は次のとおりです:

    • 検出限界/感度
    • 波長範囲

    試料の色を分析する場合は、360nm〜740nmの可視スペクトルをカバーする分光器が必要です。

    • 解像度(2つの近い波長を区別する機能)

    試料のスペクトルに少なくとも0.5nmの距離で分離された鋭いピークがある場合、少なくとも0.5nmの分解能の分光器が必要です。

    必要な波長の範囲と解像度が分かっていても、二次的な基準から選択を絞り込むこともできます。

    • 携帯式でなければならない場合は、機器のサイズは重要です。
    • 購入費
    • 分析の速さ
    • SN比
    • 直線性
    • ダイナミックレンジ
    • 熱安定性
    • 頑丈さ
  • 赤外分光器について

     

    Bruker OpticsのFTIR分光計

    赤外分光法は、分子内に存在する化学結合の性質を決定する吸収分光法です。 吸収は、分子の振動および回転現象から生じます。

    赤外線に照射された物質の状態を測定します。

    最小限の試料調製で、非侵襲的な分析と定量測定が可能です。

    用途?

    • 赤外分光計は、半導体産業の表面分析や、農業用種子の水分量の迅速な測定に適しています。
    • また、化学、化粧品、プラスチック、製薬業界の原材料と成分を調べることもできます。
    • 吸収性の高い固体製品に使用され、タンパク質、脂肪、繊維、デンプン含量などの情報を得ることに役立ちます。
    • 現場で分析を行うための研究室用モデルまたは携帯用モデルからお選びいただけます。

    限度

    • 異なる化学成分の数が多い場合、スペクトルは複雑になり、特に有機化合物の場合、解釈が非常に困難になります。
  • 紫外可視近赤外分光光度計を選択する理由

     

    U-Therm Internationalの紫外可視近赤外分光光度計

    紫外可視近赤外分光法は、液体または気体状の、少し複雑な試料を分析する吸収分光法です。

    通常、重水素ランプは可視光分光計を、190nm〜1100nmが測定できる紫外可視近赤外分光装置に変換します。

    紫外可視近赤外分光光度計による分析は、赤外分光計による分析を補完するもので、 試料の成分をより定量化することができます。

    用途?

    • 食品業界のフィルターの性能を確認するために使用されます。

    限度

    • 使いやすいですが、単純な試料のみの分析となります。 その分子吸収バンドの幅から、吸収スペクトルでは、複雑な混合物の全成分を観察することはできません。
  • 原子吸光分光光度計について

     

    Analytik Jena原子吸光分光光度計

    原子吸光分光法は、電気炉や化学炎で加熱した試料溶液内で、金属元素の濃度を測定するために使用されます。

    高温の炎は、試料溶液から水分を蒸発させ、イオンに分解します。 これにより、測定される光強度が変化し、試料の濃度が決定されます。

    用途

    • 原子吸光分析は、特に鉱業の探査、製薬業界、または環境に関する研究で使用されています。
    • この高精度な分析は、環境試験、毒性学、品質管理などの研究所に最適です。

    限度

    • 定性的および定量的分析を実行する前に、化合物を適切な溶媒で溶解する必要があります。
  • X線分光器について

     

    Thermo ScientificのX線分光器

    X線分光法はX線で励起させ、情報を得ることができます。

    用途

    • 地質学で岩石の成分を識別するために使用されています。
    • 原子力産業では、抽出または燃料中の不純物を探す場合にかかわらず、ウランの検出に使用されます。
    • また処理対象物の特定に、廃水処理にも使用されています。
  • 蛍光X線分光器について

     

    Malvern Panalyticalの蛍光X線分光器

    蛍光X線分光法は、原子から放出されたX線を測定する発光分光法であり、X線の吸収によって励起されます。

    原子は、高レベルのエネルギーまたは温度で励起され、X線を生成することもあります。

    用途

    • 非常に低い濃度の測定に適していて、
    • 元素化学分析に使用されています。
    • 例えば塗料やパイプ内の鉛の存在を検出したり、建物や工場のコーティングの厚さと組成を決定するために使用されます。

    限度

    • 分析する粒子は、最初に単色放射で励起する必要があるため、蛍光技術は吸収技術よりも複雑です。
  • 核磁気共鳴分光計について

     

    Oxford Instrumentsの核磁気共鳴分光計

    核磁気共鳴分光法は、有機化合物の構造の決定に用いられています。 特に分子全体の構造データだけでなく、有機反応に関する情報も提供します。

    用途

    • 人体のさまざまな組織の高いコントラストの画像を取得できるため、MRI(磁気共鳴イメージング)で使用されています。
    • 爆発物の検出や、氷帽の研究にも使用されています。
  • ラマン分光器について

     

    Bruker Opticsのラマン分光器

    ラマン分光法は拡散分光法であり、試料の化学構造を分析します。赤外線分光法と同様に、存在する化合物を特定することができ、またより少ない試料でより優れた分解能が得られます。

    ラマン分光装置は、材料の外部構造の分子組成を分析するために使用されます。

    用途

    • 考古学で非破壊分析を行うために使用されます。
    • 有機分子、ポリマー、生体分子、無機化合物を識別できます。
    • 賦形剤中の薬物などの混合物の成分の分布をマッピングして、さまざまな種類の炭素(ダイヤモンド、グラファイト、アモルファスカーボン、アダマンチンカーボン、ナノチューブ)の存在と、その相対的な比率を判断し、支障と半導体の結晶構造を測定することができます。
  • 質量分析計について

     

    Shimadzuの質量分析計

    質量分析計は、気相の分子の質量を測定できます。
    定性分析と定量分析ができ、各構成要素には、質量スペクトルのデータベースと比較できる一意の、またはほぼ一意の質量スペクトルがあり、それを識別して定量化できます。

    非常に小量の試料で機能し、構成要素が分かります。

    用途

    • アンチドーピング管理、食品安全、製薬業界での試料の迅速な分析に使用されます。

    限度

    • 高分子には機能しません。
  • 分光器の用途

    分光器とその使用目的をまとめた表

    分光器 タイプ 用途
    IR 吸収 有機分子の特徴付けと識別
    医薬品、化学、農業食品、食品分野の品質管理
    紫外・可視吸収スペクトル 吸収 医薬品、化学、農業食品、食品分野の品質管理
    原子吸収 吸収 金属元素の濃度
    X線 吸収 半導体の品質管理
    原子力分野でのウランの検出
    地質学における岩石の成分の特定
    蛍光X線 蛍光発光 有機化学分析
    生化学分析
    磁気共鳴 磁場 有機化学分析
    ラマン 拡散 違法または危険物の特定
    考古学(分子解析)
    質量 イオン化 毒性分析、アンチドーピング、医学分析、環境分析など
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