5種類の分光法

スペクトロスコピーは、いくつかの異なるサブディシプリンと幅広いテクニックで構成される幅広い分野であり、それぞれが高度に専門化された機器を使用します。このブログでは、分光学の最も一般的な5つのタイプについて説明します。

分光学の定義

分光学は、異なる周波数の放射に対する物質の反応を測定することによって、物質を研究する科学である。分光法の中には、音響波や物質波など、他の放射エネルギーを利用するものもあるが、分光学は事実上、常に次のような放射エネルギーを利用するものと理解されていることに注意すべきである。 電磁 物質を探査するための放射線。

分光学は科学研究の基本的なツールであり、その応用範囲は物質の特性評価から天文学や医学にまで及ぶ。分光法は、使用される波長領域、相互作用の性質、または研究される物質の種類によって一般的に分類される。

赤外（IR）分光法

電磁スペクトルの赤外領域の光子は、分子の振動に対応する特徴的なエネルギーを持っている。このため、赤外分光法は現在、分子の振動モードや回転モードを研究するための主要なツールとなっている。

赤外分光計は通常、試料による赤外領域の異なる周波数の相対吸収を測定する。この吸収スペクトルを用いて、試料中に存在する分子結合の種類を特定し、試料中に存在する分子構造の種類を示すことができる。

紫外可視（UV/Vis）分光法

電磁スペクトルの紫外（UV）と可視領域は、原子や分子の電子エネルギー準位遷移に対応している。従って、UV/Vis分光法は、試料中の分子の電子構造をプローブするために使用することができ、その結果、存在する化合物の同定が可能となる。UV/Vis分光法は、ペプチド結合、特定のアミノ酸側鎖、特定の補欠基や補酵素の同定に特に有用である。この種の分光法は、多くのウェアラブルセンサー技術に有用である。

核磁気共鳴（NMR）分光法

核磁気共鳴分光法は、原子核の周囲に存在する磁場を測定するために用いられる技術である。NMR分光法は、試料中の原子核を励起するために電波を使用する。原子核が共鳴を始めると、これを高感度の電波受信機が検出する。

原子核の共鳴周波数は、それを構成する分子の電子構造に依存するため、NMR分光法は分子の構造と反応状態に関する詳細な情報を提供する。したがって、単分子有機化合物の正確な性質を推測するための強力なツールである。

ラマン分光法

ラマン分光法は、ラマン散乱として知られる光子の非弾性散乱のみを対象としており、光子が試料と相互作用することによって見かけ上の波長が変化する。

ラマン散乱では、サンプルを照射する単色光源を使用します。レーザー光が分子系の分子振動やその他の励起と相互作用すると、光子のエネルギーが上下にシフトします。これらのエネルギーシフトを正確に測定することで、サンプルに存在する化学結合の種類を詳細に分析することができます。ラマン散乱は、IR分光法と類似していますが、補完的なデータも提供します。

X線分光法

X線分光法の利用は、1912年のX線結晶学の発展とともに始まった。ウィリアム・ヘンリー・ブラッグとウィリアム・ローレンス・ブラッグの親子チームは、X線が結晶性物質を通過する際に生じる回折パターンを利用して、結晶構造の性質を推測できることを示した。

波長分散型X線分光法（WDXS）とエネルギー分散型X線分光法（EDXS）である。どちらの手法も、スペクトルの狭い領域で特徴的なX線を測定することで、元素分析を可能にします。

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