中古 サーモフィッシャーサイエンティフィックThermo Fisher ラマン分光装置 DXR Smart Raman

◆ 仕組み

レーザーラマン分光光度計は、物質に単一波長のレーザー光を照射した際に生じる「ラマン散乱光」を検出・解析する装置です。

物質に光を照射すると、大部分の光は照射光と同じ波長（エネルギー）で散乱されます。これをレイリー散乱と呼びます。しかし、ごく一部（数百万個に1個程度）の光は、物質内の分子振動や回転運動とエネルギーのやり取りを行うことで、照射光とは異なる波長に変化して散乱されます。この現象をラマン効果、変化した光をラマン散乱光と呼びます。

照射光とラマン散乱光の波長の差（ラマンシフト）は、物質固有の分子構造や化学結合の状態を反映しています。そのため、横軸にラマンシフト、縦軸に散乱光強度をとった「ラマンスペクトル」を取得することで、物質の同定や構造解析が行えます。

装置は主に、レーザー光源、試料に光を当てて集光する光学顕微鏡、光を波長ごとに分解する分光器、そして高感度な光検出器（CCDなど）で構成されています。近年の装置では共焦点光学系が採用されており、試料の深さ方向を含む三次元的な高解像度分析が可能となっています。

◆ 特徴

レーザーラマン分光光度計には、他の分析手法と比較して以下のような優れた特徴があります。

• 非破壊・非接触での分析が可能
• 試料の破壊や前処理がほとんど不要であり、粉末、液体、気体、薄膜、結晶など多様な形態の試料をそのままの状態で測定できます。透明な容器やガラス越しでの測定も可能です。

• 水の影響を受けにくい
• 赤外分光法（FT-IR）では水の吸収が強く妨害となりますが、ラマン分光法では水の散乱強度が非常に弱いため、水溶液や生体試料、高湿度下にある試料の測定が容易に行えます。

• 高い空間分解能とイメージング機能
• 顕微鏡と組み合わせた「顕微ラマン分光装置」では、1マイクロメートル以下の微小領域の分析が可能です。また、測定点を走査することで、成分分布や構造の違いを画像化するラマンイメージングが行えます。

• 結晶状態や応力の評価が可能
• 分子構造だけでなく、結晶の配向性、同質異像（ポリモルフ）の識別、さらには材料にかかる局所的な物理的ストレス（応力・歪み）の評価が可能です。

◆ 用途

• 半導体・電子材料分野
• シリコンウェハ内部の局所的な応力・歪み評価や、グラフェン、カーボンナノチューブといった炭素系新材料の層数・構造欠陥評価に必須の装置となっています。

• 医薬品・化学分野
• 製剤中の有効成分と添加剤の分散状態の可視化や、薬効に影響を与える結晶多型の特定に使用されます。また、高分子材料の重合度評価や製品中の微小異物解析にも広く活用されています。

• バイオ・医療分野
• 細胞や組織を染色・固定することなく、生きたままの状態でタンパク質や脂質の状態を非侵襲的に観察・解析する研究に利用されています。

• 環境・鑑識分野
• 環境問題となっている海洋中のマイクロプラスチックの迅速な同定や、法医学における微小な塗料片、繊維、危険薬物の非破壊鑑定などに用いられています。