FT-NIR分光法が使用されている理由は？
NIRとは？
近赤外分光法（Near Infra Red）は、電磁波スペクトルのNIR領域（800～2,500nm）を利用した分析法です。NIR領域の様々な波長で、試料による光の吸収を測定します。記録されたNIRスペクトルには、分子に含まれるCH、NHまたはOH基の振動の倍音および結合音の情報が反映されています。このため、NIR分光法は、化学・製薬業界だけでなく、食品、飼料、農業分野での有機化合物の分析に最適な手法となっています。
NIRスペクトルの評価方法について
通常、NIRバンドは重なり合っており、広いピークを持つスペクトルとなります。そのため、試料のNIRスペクトルは中赤外スペクトルに比べて解釈が難しくなります。しかし、これらの特徴の乏しい近赤外スペクトルの中には、試料の分子構造や物理構造に関する情報が豊富に含まれています。これらの情報は最新の多変量データに基づく処理や評価法を用いて抽出され、試料の組成を分析することができます。
FT-NIRのメリット
ほとんどの分光技術は湿式化学に比べて高速で正確ですが、FT-NIR分光法には他にもいくつかの利点があり、QCラボでのルーチン分析や工程管理に非常に有用です。FT-NIRは、ラボやオンラインでの分析業務の効率化に役立ちます。多くの場合、1回の測定で多くの異なるパラメータを分析することができ、試料の前処理も不要なため、労力とコストを節約することができます。
試料の前処理不要
ラボでのNIR測定では、試料をガラスバイアルまたはビーカーに充填するだけです。ガラスはNIRスペクトル領域では光をほとんど吸収しないためです。このため、ラボやプロセス環境で光ファイバプローブを使用することもできます。
不均一な試料の測定にも最適
NIR光は表面を分析するだけでなく、材料の奥深くまで浸透します。そのため、不均一な試料の測定に最適です。さらに、FTシステム（分散型分光計とは対照的に）では、分析中に試料を連続的に回転させることで、1回の静的な測定と比較して、より大きな試料面を記録することができます。そのため、より代表的な測定が可能になり、より高い精度を得ることができます。
廃棄物なし、化学薬品不要
時間のかかる標準分析とは対照的に、NIR法は廃棄物を出さず、汚染もなく、化学試薬やガスも必要としないため、費用対効果に優れています。
大きな試料処理能力
FT-NIR分析は迅速（測定時間10～60秒）かつ試料の前処理も不要なため、湿式化学分析と比較してかなりの時間を節約できます。NIRを使用する事でラボでの高い試料スループットが得られます。また、プロセスモニタリングでのリアルタイム分析も可能です。
最適な測定モードの選択
測定方法には、透過測定、拡散反射測定、透過反射測定の3つの重要な方法があります。試料の光学特性に応じて、各測定方法を実現するための豊富なサンプリングアクセサリを選択して使用することができます。
透過測定
透過測定の場合、光は集束されたビームまたは平行ビームで試料に向けられます。光の一部は吸収されますが、残りの部分は検出器に届きます。透過測定は、透明な液体（直接透過）だけでなく、粒状やペースト状の試料のように、乱反射したり、わずかに散乱したりする試料（拡散透過）の測定にも使用されます。
透過反射測定
透過反射測定は、透過測定の延長線上にあります。試料の後ろに反射板を設置すると、試料を透過した光が試料を通って拡散反射プローブや積分球に反射して戻ってきます。このようにして、透過と反射を組み合わせて測定します。透過反射測定は、エマルション、ゲル、濁った液体に有効です。透過反射測定プローブも利用可能で、牛乳のような濁った液体や、インラインでの発酵プロセスなどの分析に使用できます。
拡散反射測定
光が固体表面や粉体、ペレット、顆粒などの粒子から反射することを拡散反射といいます。積分球では、光はほぼ平行に近い広いビームで試料に照射されます。拡散反射された光は、金メッキされた内面で拡散反射を繰り返すことで球内に広く分布し、「均一化」されます。 そのため、積分球は微粉末だけでなく、不均一な試料にも適しています。試料にもよりますが、光は表面からかなりの距離まで透過します。例えば、粉体の場合、粒径、波長、密度にもよりますが、約2～4mmの距離まで透過するため、試料中の成分を定量することができます。
FT-NIR分光法が使用されている理由は？
FT-NIR分光法の利点と、日々の品質管理業務における活用方法について詳しくまとめたアプリケーションノートをご用意しました。
