【アプリケーションノート】ALPHA 教材キット　ALPHA II

Application Note AN M88 ALPHA 教材キット 設置面積がわずかA4用紙1枚分というコンパクトサイズのFT-IR ALPHAは、大学等における教育用途にも最適な分光システムで す。優れた感度、安定性、波数精度をもつ高性能光学系を、手頃 な価格でお求めいただけます。コンパクトボディのALPHAは、場 所を選ばず測定を行うことが可能で、堅牢設計がもたらす信頼 性と再現性に優れるデータは、教育用途はもちろん、研究開発に おける期待にも応えます。 洗練されたハードおよびソフトウェア のデザインにより、FT-IR 分光分析をよりシンプルにします。 ALPHAを理想的な教材として活用いただけるよう、教育の現場 において一般的に採用されている実験を考慮したスターターパ ッケージ、専用ガイド機能付ソフトウェア、解説テキスト等を含 む、包括的な教材キットを提供しています（図2）。スターターパ ッケージには、Lambert-Beerの法則に基づく定量分析において 使用する液体セル、高分子フィルムの定性分析と厚み測定に有 用なフィルム試料ホルダおよびブルカー高分子スペクトルライブ ラリ、さらに気体試料の分析に用いるガスセルが含まれています。 燥剤と赤外光源なども、教育現場において大きなメリットとなり ガイド機能付ソフトウェアと解説テキストを参照することで、簡 ます。長寿命部品、イージーメンテナンス、省電力設計など、ランニ 単に実習の準備をすることが可能で、学生は直ちに実験を開始 ングコストの低さもALPHAの大きな特長です。 することが可能です。 ブルカー独自のRockSolid™干渉計を採用するALPHAは、耐震性の 非常にコンパクトで堅牢なALPHAは、教育用途に最適な赤外分 点でも非常に優れています。A4サイズのコンパクトなボディと重 光計です。さらに、特許技術により特別な光学調整を不要にした 量7kgという軽量設計と合わせ、使用したい場所にALPHAを運び RockSolid干渉計をはじめ、定期的な交換を必要としない長寿 込んで測定を行うということを可能にしています。さらにALPHA 命ダイオードレーザーの採用やさらにはユーザー交換可能な乾 には、透過法、ATR法、拡散反射法、鏡面反射法（外部反射法）な

ど、ほぼすべての測定手法に対応するサンプリングアクセサリが 実験においても、教育現場における利用を考慮して専用設計さ 数多く用意されています。いずれのアクセサリも、特別なツール れたウィザード式ソフトウェアと詳細な解説テキスト用いること を用いることなく簡便に交換することが可能な設計になってい で、学生は最小限の準備時間で効率的に実験を進めることが可 ます。 能となっています。 応用測定の例 例 1: 異核二原子分子である塩化水素（HCl）の気相スペクトル測 定は、回転振動分光の理論を学ぶために行われている古典的な 物理化学実験です。分子の回転構造の詳細を得るためには、高 い分解能を有するFT-IR分光計が必須ですが、ALPHAにおいても 高分解能オプションを用いることで、塩化水素分子に関する気 相スペクトルの詳細を得ることが可能です。図4に、スターター キットに含まれるガスセルを用いて測定した塩化水素ガスの回 転振動スペクトルを示します。さらにその拡大図を図5に示しま す。図5では、各回転バンドがそれぞれ2本に分離している様子を 示していますが、各ペアは塩素の天然同位体35Clおよび37Clか ら成る異なる塩化水素の存在によるものです。実際の教育の現 場では、このデータを詳細に解析することで平衡核間距離や力 の定数等を見積もります。この実験に必要な道具はすべてスター ターキットに含まれますが、塩化水素の使用を考慮し、ガスセル 図2. ALPHA 教材キットの構成：液体セル、マグネット式フィルム試料ホル ダー、アパーチャ付きガスセル（図中のノートPCには、実際に測定された ボディにはV4A（1.4401）腐食耐性鋼、赤外線の導入部の窓には 気体試料の赤外スペクトルとウィザード画面が表示されています） CaF2をそれぞれ用いています。またこのセルでは、発煙塩酸の ヘッドスペースから塩化水素ガスを簡単に回収できるようになっ ています。 図3. 高分子フィルムの干渉スペクトルとソフトウェアウィザードの様子 例 2: 大気中の水分や酸素等に敏感な物質に関する分析は、先 図1. ALPHAと各種QuickSnap™サンプリ 端材料の研究開発において大きな課題のひとつです。 ALPHAは、 ングモジュール そのコンパクトなデザインにより、あらゆるタイプのグローブボッ クス内に簡単に設置することができます。とくにPlatinum ATRと 組み合わせることで試料の前処理も不要となり、繊細な試料を そのままの状態で測定することが可能となります（図6参照）。 Platinum ATRの試料クランプは指1本で操作できますので、グロ ーブボックスの厚いゴム製手袋をはめた状態でも、簡単に試料を ハンドリングすることが可能です。ALPHAは真空環境下でも安 教材キットはさらに、Lambert-Beer法に基づく定量分析（シク 定で、必要に応じて、グローブボックスの前室（一般にパスボック ロヘキサン中のシクロヘキサノンの定量）、標準スペクトルライブ スと呼ばれる）を通して出し入れすることもできます。この際、あ ラリを併用した高分子試料の定性分析、フィルム状高分子フィル らかじめALPHAの乾燥剤交換ポートを開放しておけば、ALPHA ムの厚み測定などの測定実験に対応しています。いずれの測定 内部の雰囲気をグローブボックス内と同じ不活性ガスで置換す

図6. グローブボックス内でALHPAを使用している様子 図4. ALPHA + ガスセルで測定した塩化水素の回転振動スペクトル 加的情報を確認することも可能です。ブルカーでは、有機および 無機物質を含む幅広い種類のスペクトルライブラリを提供して います。薬理学的物質や高分子化合物など、物質の種類や用途 ごとに分類されたライブラリパッケージが利用可能です。 まとめ ブルカーのコンパクトFT-IR ALPHAは、教育・学術分野においても 柔軟に対応します。モジュール化された数多くのサンプリングア クセサリの中から最適な1台を選ぶことで、あらゆるタイプのアプ リケーションに適用可能です。例えば、Platinum ATRモジュール との組み合わせでは、グローブボックスに付属のゴム製グローブ 越しでも、簡単・迅速に測定を実行する事が可能です。独自の QuickSnap™機構により、簡単確実にモジュールを交換すること ができ、交換後も直ちに分析を開始することが可能です。 ここで紹介した教材キットは、赤外分光法に関する知識を学生に 図5. 図4の拡大図： 35Clおよび37Clの同位体比により各回転振動バンド 伝える理想的なツールです。スターターパッケージには、液体、フ が分離している ィルム、気体試料の測定に必要なすべてのツールが含まれていま るという事も可能となります。ALPHAの制御は、無線接続でも可 能ですので、グローブボックスの外に設置したPCから制御するこ とができます。ALPHAをグローブボックス内に設置することで、大 気に敏感な試料を変性させることなく迅速に分析することが可 能となり、分析の精度と作業効率の向上が期待できます。 例 3: 合成化学の教室では、合成した化合物を分析して、それがど のような物質であるか検証する必要があります。ALPHAとATRモ ジュールを組み合わせることにより、分析対象試料を迅速に分析 することが可能です。作業時間は、すべての操作を含め、1分以内 と非常に短時間です。合成物の定性は、例えば、スペクトル検索 を行うことで可能です。スペクトル検索では、解析対象物のスペク トルとライブラリに登録されている標準物質のスペクトルを比較 し、スペクトルパターンの近似性をもとに“ヒットクオリティ”と呼ば れるスコアがライブラリのスペクトルに付けられます（最大1000）。 図7に示す例では、合成により得られたアセチルサリチル酸に関 する検索結果を示していますが、この検索では940という高いヒ ットクオリティが得られ、合成物を的確に定性することができて います。検索結果を示す画面では、分子式や化学構造などの付 図7. スペクトル検索結果の画面

す。また付属の解説テキストは、取り上げられる科目に関する実 践的かつ理論的な情報を網羅しています。専用のソフトウェアウ ィザードと合わせて参照することで、装置の操作に関する特別な スキルが無くても、学生はすべての実験を正しく進めることが可 能です。 Bruker Optik GmbH ブルカー・オプティクス株式会社 Ettlingen ·Germany 〒221-0022 神奈川県横浜市 [大阪オフィス] 〒532-0004 Phone +49 (7243) 504-2000 神奈川区守屋町 3-9 大阪府大阪市淀川区西宮原1-8-29 Phone 045-450-1601 テラサキ第2ビル Fax +49 (7243) 504-2050 Fax 045-450-16029 Phone 06-6394-8118 info.bopt.de@bruker.com info.bopt.jp@bruker.com Fax 06-6394-9003 www.bruker.com/optics Bruker Optics is continually improving its products and reserves the right to change specifications without notice. © 2010 Bruker Optics BOPT-4001061-01