IR 分光法と FTIR 分光法: FTIR 分光計の仕組みと FTIR 分析

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フーリエ変換赤外 (FTIR) 分光法は、感度、柔軟性、特異性、堅牢性のユニークな組み合わせにより、今日非常に人気のある技術です。 固体、液体、気体分析物に対応できるため、科学分野で最も広く実践されている分析機器技術の 1 つとなっています。 FTIR には、水分に対する相対的な不耐性や分析マトリックスの物理的特性に対する感度など、既知の制限が多数ありますが、それでも非常に人気があり、食品や飲料などのさまざまな業界で一般的に使用されています。化学、工学、環境、2 製薬3、バイオマス4、および臨床現場での使用。5 適切な計測形式には、ベンチトップ、ハンドヘルド、およびオンラインのリアルタイム デバイスの両方が含まれています。

赤外分光法とは何ですか?

FTIR分光法とは何ですか?FTIR分光法とIR分光法の違いは何ですか?

FTIRはどのように機能しますか?

FTIR分析とFTIRデータの収集

IR スペクトルと FTIR スペクトルの解釈方法IR スペクトル チャート

中赤外分光法と近赤外/FTIR 分光法の長所、短所、および用途

FTIR アプリケーション - 現在と将来

人間の目は、より広いスペクトルの電磁放射のほんの一部しか見ることができません (図 1)。 可視スペクトルの高エネルギー側には紫外 (UV) 領域があり、低エネルギー側には赤外 (IR) 領域があります。 有機化合物の分析に最も有用な IR 領域は、波長が 2,500 ～ 16,000 nm である傾向があります。 遠赤外、中赤外、近赤外 (NIR) は「分子分光法」の範疇に含まれます。

IR 分光法は、IR 光と物質の相互作用を研究するもので、IR 光は 12,800 ～ 10 cm-1 にわたる波数範囲によって特徴付けられます。 歴史的には、慣例により、IR は「波数」で説明される傾向があり、波数はその波長に反比例します。 したがって、波長が短いほど波数は大きくなり、より多くの波が所定の距離に収まることができるという事実を意味します。 遠赤外線は通常 500 ～ 20 cm-1、中赤外線は 4,000 ～ 500 cm-1、NIR は通常約 10,000 ～ 4,000 cm-1 の放射線として定義されます。

IR 光は、原子間の分子結合と結合の端に存在する原子の種類に基づいた特定の周波数で分子に吸収されます。 IR領域の光子エネルギーは、共有結合した原子の振動励起を誘発します。 これらの共有結合は、伸びたり、曲げたり、回転したり、はさみを入れたりできる硬いバネのように機能すると考えられています (図 2)。 高エネルギーの中赤外放射は、エネルギーが分子に吸収されるときに基本振動を励起し、分子を基底状態から最初の振動状態に引き上げます。 対照的に、NIR 分光法は、これらの基本振動から生成される「倍音」の組み合わせバンドで構成されます。 読者は、英国王立化学会から入手可能な追加の有用な入門資料も参照できます。

図 2: IR 光で励起されたときに分子原子結合に発生する可能性のある 3 次元の動きを示すアニメーション。 これらの動きは、私たちが観察する IR スペクトル吸収バンドを引き起こします。 クレジット: YouTube https://www.youtube.com/watch?v=0S_bt3JI150 から引用

IR と FTIR の違いは、後者は生信号としてのインターフェログラムから構築されることです。 これは、(分散型機器で発生するような) 波長の関数としてではなく、干渉計内のミラーの位置の関数として光の強度を表します。 それが「FT」です。 波数の関数として強度を生成するには、まず信号をフーリエ変換 (FT) する必要があります。