最も一般的に使用されているIR（赤外）分光計は、フーリエ変換赤外（FTIR）分光計です。FTIRスペクトロメーターは高感度、高精度で、固体、液体、気体など幅広いサンプルを分析できるため、広く好まれています。FTIRは干渉計の原理で動作するため、すべての波長を同時に測定することができ、旧式の分散型IRスペクトロメーターと比較して、より高速で高精度なデータ取得が可能です。FTIRは、製薬、材料科学、環境モニタリング、食品分析などの業界で、化学組成の定性・定量分析に広く使用されている。
キーポイントの説明
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最も一般的なFTIRスペクトロメーター:
- FTIRスペクトロメーターは、現代の分析室で最も広く使用されているIRスペクトロメーターである。その人気の理由は、高分解能のスペクトルが得られることと、迅速なデータ取得にある。一度に1つの波長を測定する分散型赤外分光計とは異なり、FTIR分光計は干渉計を使用してすべての波長を同時に測定するため、効率と精度が大幅に向上します。
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動作原理:
- FTIR分光器は干渉計の原理に基づいて動作する。赤外光のビームはビームスプリッターによって2つの光路に分けられ、ミラーで反射した後に再結合される。再結合されたビームが作り出す干渉パターンを分析し、スペクトルを生成する。フーリエ変換として知られるこの方法は、すべてのスペクトルデータの同時収集を可能にし、FTIR分光計を従来の分散型装置よりも高速で高感度なものにしている。
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FTIR分光計の利点:
- 高感度:FTIRスペクトロメーターは非常に低濃度の分析物を検出できるため、微量分析に適しています。
- 幅広いスペクトル範囲:近赤外から遠赤外まで幅広い波長の分析が可能で、試料に関する総合的な情報を提供します。
- 汎用性:FTIRスペクトロメーターは固体、液体、気体の分析が可能で、医薬品、高分子、環境科学、食品分析など様々な分野に応用できます。
- スピードと精度:全波長同時測定により、迅速なデータ取得と高分解能スペクトルが得られます。
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FTIR分光計の用途:
- 医薬品:製剤分析、品質管理、医薬品有効成分（API）の同定に使用。
- 材料科学:ポリマー、複合材料、コーティングの分子構造の研究に使用。
- 環境モニタリング:汚染物質の検出や大気、水、土壌サンプルの分析に使用。
- 食品分析:食品の成分、真正性、品質の判定に応用。
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分散型赤外分光計との比較:
- FTIRが登場する以前に広く使われていた分散型赤外分光計は、モノクロメーターを用いて一度に1つの波長を測定する。この方法は、FTIRに比べ時間がかかり、感度も低い。さらに、分散型装置はメンテナンスが必要なことが多く、サンプルの種類に関して汎用性が低い。FTIRスペクトロメーターは、その優れた性能により、ほとんどのアプリケーションで分散型装置に取って代わっている。
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赤外分光法の今後の動向:
- 技術の進歩に伴い、FTIRスペクトロメーターはよりコンパクトで持ち運びやすく、ユーザーフレンドリーになってきている。小型化されたFTIR装置はフィールドアプリケーション用に開発され、遠隔地でのリアルタイム分析を可能にしている。さらに、人工知能と機械学習をFTIRデータ解析に統合することで、スペクトル解釈の精度と効率が向上している。
要約すると、FTIRスペクトロメーターは、その高感度、汎用性、迅速なデータ取得能力により、最も一般的に使用されているタイプのIRスペクトロメーターである。さまざまな産業で広く採用されていることから、現代の分析化学における重要性が裏付けられている。
総括表
| 特徴 | FTIR分光器 | 分散型赤外分光計 |
|---|---|---|
| 測定方法 | 同時（全波長） | シーケンシャル（1波長ずつ） |
| 感度 | 高い | 低い |
| スペクトル範囲 | 広い（近赤外から遠赤外まで） | 限定的 |
| サンプルの種類 | 固体、液体、気体 | 限られた汎用性 |
| スピード | 速い | 遅い |
| 用途 | 医薬品、素材、環境、食品 | 汎用性が低い |
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