有機化合物の構造解析、材料の表面・バルク分析、マイクロ粒子の分析
赤外吸収分光計(IR)はサンプルに赤外線を照射し、それによるサンプルの物質がどの周波数(通常は波数)の赤外線を吸収しているかを測定する装置です。分子や原子はそれぞれ固有の振動をしていますが、波長(スペクトル上では波数)を連続的に変化させながら赤外線(infrared : IR)を照射すれば、分子の固有振動と同じ周波数のIRが吸収され、分子の構造に応じたスペクトルが得られるはずです。これにより、サンプルが予測できるものであれば、既知のスペクトルと比較して、同定、確認ができますし、また、多重結合、官能基、シス-トランス異性、水素結合などの分子構造に関する知見を得ることもできます。
なお、実際の測定原理は干渉計を利用したフーリエ分光法を用いていて、より高い波数の再現性を持っています。現在はこれらのFT-IRが一般的になっています。検出器は、焦電型のDTGS検出器と、半導体型のMCT検出器を備え、高感度分析にも対応しています。
試料は、サンプルセルを換えることにより、固体、液体の状態で測定できます。通常、固体はサンプルをKBrに分散させるKBr法、液体は原液のまま測定する液膜法と溶媒に溶かす溶液法を用います。また、1回反射ATRユニットや高感度反射ユニットを用いることで固体、液体、フィルム状など、様々な状態の試料にも対応できます。その他、顕微IR用の顕微鏡アタッチメントを比較的簡単に据え付けることができ、微少領域の測定をすることが可能です。
有機化合物の構造解析、材料の表面・バルク分析、マイクロ粒子の分析
・透過法セルホルダや各種ユニットを使用することで、様々な試料状態(液体・粉末・固形物・気体など)の非破壊による測定ができて、試料の分子構造解析ができます。
・スペクトルデータと比較することにより、成分分析ができることがあります(ただし、付属のデータベースはないため別途スペクトルデータが必要です)。
・顕微法を用いることにより、10μm以上のサイズの粒子などを分析することができます。
・高分子材料の表面・バルクの分析をすることができます。
・高感度反射測定により、金属表面の分子膜などを測定できます。
化合物の光学特性の測定、公定法による定量
溶液、薄膜等の紫外~可視光域(190~900nm)での吸光度を測定します。ダブルビーム方式であるため、シングルビームより安定度の高い、研究向けの装置です。
物質の光学特性の評価だけでなく、薄膜の膜厚や、コロイド結晶の配列状態を調べたりするのに活躍しています。
化合物の光学特性の測定、公定法による定量
形態観察、結晶構造解析、元素分析
電子顕微鏡は、光の代わりに電子(電子線)をあてて拡大する顕微鏡のことです。観察物質の構造や構成成分の違いにより電子線の透過能が異なるので、場所による透過電子の密度の違いを透過顕微鏡像として得ます。透過型電子顕微鏡では、極薄い試料を用いますが、数十万倍にも拡大した像を得ることができます。さらに、原子の周期的な配列に対応した回折現象を利用して、電子回折像が得られます。これは、物質(試料)の性質、特に結晶構造や格子欠陥に関わる重要な情報です。
形態観察、結晶構造解析、元素分析
材料、有機化合物の定性・定量、天然物・微生物などの分析、異物分析など
物質に光を当てたとき、散乱光のごく一部に波長の異なる光が発生します。この現象をラマン散乱といい、ラマン分光では、レーザーによる単色光を当てて散乱光を測定することによりラマンスペクトルを得ます。ラマンスペクトルは、原子の振動(ばね運動に相当)によって周波数が変わるため、原子の質量と原子間の結合力に依存したラマンバンドが得られ、試料に含まれる結合や分子の解析をすることができます。
材料、有機化合物の定性・定量、天然物・微生物などの分析、異物分析など
・有機化合物や金属酸化物などの物質は、成分が同じであれば同じスペクトルが得られます。よって、ラマンスペクトルから物質の同定をすることができます。
・混合物の解析はピークが複雑になるほど難しくなりますが、波形分離などを駆使することによって成分分析や定量ができることがあります。
・点分析では微量なピーク違いの見極めが困難な場合でも、マッピング測定によりピークの違いを見つけることができる場合があります。
・標準装備されている光学顕微鏡により、微小領域(分解能: 1μm(100倍対物レンズ使用))のラマンイメージ測定ができて、物質や成分の空間分布を調べることができます。
・共焦点モードによって、物質の深さ方向(分解能: 2μm(100倍対物レンズ、共焦点モード使用))の分析をすることができます。
・結晶化度や応力状態のような、材料の特性を調べることができます。
・温度可変ステージ(約-100℃~600℃)により、固体材料の相転移などの測定ができます。
物質の表面をなぞるように動かして表面の微細な形状や性質を観察できる顕微鏡
走査プローブ顕微鏡(SPM、AFM)は、先端の尖った探針を用いて、物質の表面をなぞるように動かして表面の微細な形状や性質を観察できる顕微鏡の一種です。光学顕微鏡や電子顕微鏡と異なり、ビームやレンズを使用しませんが、一定の条件と試料に対して原子・分子レベルの分解能を持ち、透過型電子顕微鏡に並ぶ拡大能力を持ちます。
表面形状測定、表面物性測定
発光分析(紫外~可視光)[溶液・バルク]
電磁波や熱などによってエネルギーが励起され、そのエネルギーを特定の光で放出する現象をルミネセンスといいます。本装置は、紫外・可視光の吸収によって生じるフォトルミネセンスを測定する蛍光分光装置です。 蛍光分光の特徴は、差分を取る吸収スペクトルよりも、暗いところから発光する蛍光の方が高感度であることが挙げられます。また、蛍光を発する試料が限られることから、逆にそれを高選択性に生かすことができます。
発光分析(紫外~可視光)[溶液・バルク]
・試薬・材料の蛍光特性および量子収率の測定
・化学物質の同定
・物質のおかれている周囲環境の分析
・バイオ系試料の蛍光ラベル
示差走査熱量測定(測定試料と基準物質との間の熱量の差を計測し、融点やガラス転移点などを測定)します。
※組織により上記実験ができない場合がございます。