JP6992816B2

JP6992816B2 - 赤外分光光度計用付属品

Info

Publication number: JP6992816B2
Application number: JP2019551776A
Authority: JP
Inventors: 宏太田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: DE112017008060T5; US20210164838A1; CN111328373A; US11137290B2; WO2019092772A1; JPWO2019092772A1

Description

本発明は、赤外光源から試料に赤外光を照射し、試料からの反射光を赤外検出器で検出する赤外分光光度計に対して、前記赤外光源と前記赤外検出器との間に組み込むことができる赤外分光光度計用付属品に関するものである。

例えば赤外分光光度計などの分析装置の中には、全反射測定法（ＡＴＲ：Attenuated Total Reflectance）又は拡散反射法（ＤＲＳ：Diffuse Reflectance Spectroscopy）を用いてスペクトルを測定可能なスペクトル測定装置が備えられているものがある（例えば下記特許文献１参照）。

全反射測定法では、試料よりも大きい屈折率を有するプリズムを試料に接触させ、当該プリズムを介して全反射臨界角以上の入射角で試料に赤外光が照射される。このとき、プリズムと試料との境界面（測定位置）において赤外光が全反射するが、赤外光は境界面をわずかに（例えば数μｍ）越えて試料側へ侵入し、試料の表面で固有の吸収を受ける。したがって、試料の表面からの全反射光を検出器で検出することにより、赤外スペクトル（全反射スペクトル）を測定することができる。

拡散反射法では、例えば粉末状の試料が臭化カリウム（ＫＢｒ）などの赤外透過材料の粉末と混ぜ合わせられ、その混合物に対して赤外光が照射される。このとき、混合物の内部に入り込み、透過及び反射を繰り返した光（拡散反射光）を検出器で検出することにより、赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）を測定することができる。

一方で、試料にレーザ光（励起光）を照射し、試料からのラマン散乱光を検出することによりラマンスペクトルを測定可能なスペクトル測定装置も知られている。この種のスペクトル測定装置では、レーザ光が入射した試料から、入射光と同じ波長で散乱するレイリー散乱光と、分子振動によって入射光とは異なる波長で散乱するラマン散乱光とが発生する。このようにして発生した散乱光のうち、ラマン散乱光を分光することにより、ラマンスペクトルを測定することができる。

特許第４１３１２４８号公報

全反射測定法又は拡散反射法などの赤外分光分析法は、化学物質の定性のためには有用な手法である。しかしながら、赤外分光分析法では、分子振動に起因する赤外吸収に基づいて赤外スペクトルを測定するため、試料の赤外に活性な分子構造に起因する赤外スペクトルを得ることはできるものの、試料の完全な構造決定を行うことはできない。一方、試料からのラマン散乱光を検出するラマン分光法を用いることによって、試料のラマン散乱に活性な分子構造に起因するラマンスペクトルに基づいて、試料の分子構造の詳細な情報を得ることができる。

このように、赤外分光分析法とラマン分光法とでは、スペクトルを測定することにより得られる試料の情報が異なる。そのため、従来は、赤外分光分析法により赤外スペクトルを測定するスペクトル測定装置と、ラマン分光法によりラマンスペクトルを測定するスペクトル測定装置とは、それぞれ別々の装置として準備され、各装置で個別に測定が行われていた。したがって、赤外スペクトル及びラマンスペクトルの両方を取得するのに手間がかかるとともに、試料の同じ測定位置におけるスペクトルを得ることが難しいという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、試料の同じ測定位置における赤外スペクトル及びラマンスペクトルの両方を容易に取得することができる赤外分光光度計用付属品を提供することを目的とする。

本発明に係る赤外分光光度計用付属品は、赤外光源から試料に赤外光を照射し、試料からの反射光を赤外検出器で検出する赤外分光光度計に対して、前記赤外光源と前記赤外検出器との間に組み込むことができる赤外分光光度計用付属品であって、プリズムと、赤外光学系と、励起光源と、ラマン分光器と、ラマン検出器とを備える。前記プリズムは、試料に接触する。前記赤外光学系は、前記赤外光源からの赤外光を試料と前記プリズムとの境界に位置する測定位置に照射させ、試料からの全反射光を前記赤外検出器へと導く。前記励起光源は、前記測定位置に励起光を照射する。前記ラマン分光器は、励起光が照射された試料からのラマン散乱光を分光する。前記ラマン検出器は、分光されたラマン散乱光を検出する。

このような構成によれば、赤外分光光度計用付属品に赤外光学系及び励起光源を組み込むことにより、赤外分光光度計の赤外光源からの赤外光、及び、付属品に備えられた励起光源からの励起光を、試料における同じ測定位置に照射させることができる。赤外光が照射された試料からの全反射光を赤外分光光度計の赤外検出器で検出することにより、全反射スペクトルを取得することができるとともに、励起光が照射された試料からのラマン散乱光を付属品に備えられたラマン検出器で検出することにより、ラマンスペクトルを取得することができる。このように、赤外分光光度計に付属品を組み込んで試料を測定することにより、試料の同じ測定位置における赤外スペクトル（全反射スペクトル）及びラマンスペクトルの両方を容易に取得することができる。

前記励起光源は、前記プリズムを介して前記測定位置に励起光を照射してもよい。この場合、前記ラマン検出器は、試料から前記プリズムを介して前記ラマン分光器に導かれるラマン散乱光を検出してもよい。

このような構成によれば、プリズムを挟んで試料側とは反対側から測定位置に励起光が照射され、プリズムを介して試料側とは反対側に導かれた試料からのラマン散乱光がラマン検出器により検出される。したがって、プリズムに対して試料側に加圧機構などの別の部材がある場合であっても、その部材に光が遮られることなく、励起光源から測定位置に励起光を照射することができるとともに、試料からのラマン散乱光をラマン検出器で検出することができる。

前記赤外分光光度計用付属品は、加圧機構及び導光体をさらに備えていてもよい。前記加圧機構は、試料及び前記プリズムを互いに加圧する。前記導光体は、前記加圧機構内に設けられている。この場合、前記励起光源は、前記導光体を介して前記測定位置に励起光を照射してもよい。また、前記ラマン検出器は、試料から前記導光体を介して前記ラマン分光器に導かれるラマン散乱光を検出してもよい。

このような構成によれば、加圧機構内に設けられた導光体を介して、励起光源から測定位置に励起光を照射することができるとともに、試料からのラマン散乱光をラマン検出器で検出することができる。したがって、加圧機構が設けられた構成であっても、当該加圧機構に光が遮られることなく、良好に赤外スペクトル（全反射スペクトル）及びラマンスペクトルを取得することができる。

また、本発明に係る別の赤外分光光度計用付属品は、赤外光源から試料に赤外光を照射し、試料からの反射光を赤外検出器で検出する赤外分光光度計に対して、前記赤外光源と前記赤外検出器との間に組み込むことができる赤外分光光度計用付属品であって、赤外光学系と、励起光源と、ラマン分光器と、ラマン検出器とを備える。前記赤外光学系は、前記赤外光源からの赤外光を試料に対して測定位置に照射させ、試料からの拡散反射光を前記赤外検出器へと導く。前記励起光源は、前記測定位置に励起光を照射する。前記ラマン分光器は、励起光が照射された試料からのラマン散乱光を分光する。前記ラマン検出器は、分光されたラマン散乱光を検出する。

このような構成によれば、赤外分光光度計用付属品に赤外光学系及び励起光源を組み込むことにより、赤外分光光度計の赤外光源からの赤外光、及び、付属品に備えられた励起光源からの励起光を、試料における同じ測定位置に照射させることができる。赤外光が照射された試料からの拡散反射光を赤外分光光度計の赤外検出器で検出することにより、拡散反射スペクトルを取得することができるとともに、励起光が照射された試料からのラマン散乱光を付属品に備えられたラマン検出器で検出することにより、ラマンスペクトルを取得することができる。このように、赤外分光光度計に付属品を組み込んで試料を測定することにより、試料の同じ測定位置における赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）及びラマンスペクトルの両方を容易に取得することができる。

前記赤外分光光度計用付属品は、集光機構及び導光体をさらに備えていてもよい。前記集光機構は、前記赤外光源からの赤外光を集光して試料に照射させる。前記導光体は、前記集光機構内に設けられている。この場合、前記励起光源は、前記導光体を介して前記測定位置に励起光を照射してもよい。また、前記ラマン検出器は、試料から前記導光体を介して前記ラマン分光器に導かれるラマン散乱光を検出してもよい。

このような構成によれば、集光機構内に設けられた導光体を介して、励起光源から測定位置に励起光を照射することができるとともに、試料からのラマン散乱光をラマン検出器で検出することができる。したがって、集光機構が設けられた構成であっても、当該集光機構に光が遮られることなく、良好に赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）及びラマンスペクトルを取得することができる。

本発明によれば、赤外分光光度計に付属品を組み込んで試料を測定することにより、試料の同じ測定位置における赤外スペクトル及びラマンスペクトルの両方を容易に取得することができる。

本発明の一実施形態に係る赤外分光光度計用付属品が適用された赤外分光光度計の構成例を示した概略ブロック図である。ラマン検出機構の構成例を示した概略図である。試料室内の具体的構成の一例を示した概略側面図である。試料室内の具体的構成の変形例を示した概略側面図である。別実施形態の赤外分光光度計用付属品における試料室内の具体的構成の一例を示した概略側面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る赤外分光光度計用付属品２が適用された赤外分光光度計の構成例を示した概略ブロック図である。本実施形態に係る赤外分光光度計は、赤外分光光度計用付属品２（以下、単に「付属品２」という。）が組み込まれることにより、全反射測定法（ＡＴＲ：Attenuated Total Reflectance）又は拡散反射法（ＤＲＳ：Diffuse Reflectance Spectroscopy）を用いてスペクトルを測定可能である。この赤外分光光度計には、干渉計１、赤外検出器３及びデータ処理装置４などが備えられている。付属品２は、干渉計１と赤外検出器３との間の光路上に着脱可能となっている。

干渉計１には、赤外光を照射する赤外光源１１の他、赤外光源１１からの赤外光を干渉させるための固定鏡及び移動鏡（いずれも図示せず）などが備えられている。赤外光源１１から照射される赤外光は、例えば１～３０μｍ程度の赤外域の波長を有している。

付属品２内には、試料Ｓを設置するための試料室２０が形成されている。試料Ｓは、例えば固体であるが、液体又は気体であってもよい。試料室２０内には、赤外光源１１からの赤外光を試料Ｓに照射させ、試料Ｓからの反射光を赤外検出器３へと導く赤外光学系２１が設けられている。後述するが、赤外光学系２１は、その構成に応じて全反射光又は拡散反射光を試料Ｓから発生させ、その全反射光又は拡散反射光を赤外検出器３へと導く。赤外光学系２１には、例えば導光体又はミラー（いずれも図示せず）などが含まれていてもよい。また、試料室２０内には、ラマン検出機構５が設けられている。このラマン検出機構５は、試料Ｓに向けて励起光（例えばレーザ光からなる単色光）を照射し、試料からのラマン散乱光を検出する。赤外検出器３における全反射光又は拡散反射光の検出信号、及び、ラマン検出機構５におけるラマン散乱光の検出信号は、それぞれアンプ回路（図示せず）などにより増幅された後、データ処理装置４に入力される。

データ処理装置４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、赤外検出器３及びラマン検出機構５からの検出信号に対するデータ処理を行う。このデータ処理装置４のデータ処理により、赤外スペクトル（全反射スペクトル又は拡散反射スペクトル）及びラマンスペクトルのデータが得られる。

図２は、ラマン検出機構５の構成例を示した概略図である。ラマン検出機構５は、例えば励起光源５１、フィルタ５２、回折格子５３及びラマン検出器５４などを備えている。なお、図２では、説明を分かりやすくするために、各部材を実際の配置とは異なる配置で概念的に示している。

励起光源５１から照射された励起光は、導光体（図示せず）を介して試料Ｓに導かれる。励起光は比較的高いエネルギーを有しており、この励起光が照射された試料Ｓからは、照射光と同じ波長で散乱するレイリー散乱光と、分子振動によって照射光とは異なる波長で散乱するラマン散乱光とが発生する。

試料Ｓから発生した散乱光は、上記導光体を介してフィルタ５２へと導かれる。このフィルタ５２は、例えばノッチフィルタであり、レイリー散乱光を除去し、ラマン散乱光のみを通過させる。これにより、試料Ｓから発生したラマン散乱光のみが回折格子５３に導かれ、当該回折格子５３により分光される。回折格子５３は、励起光が照射された試料Ｓからのラマン散乱光を分光するラマン分光器を構成している。回折格子５３により分光された各波長のラマン散乱光は、ラマン検出器５４により検出され、このラマン検出器５４からの検出信号がデータ処理装置４に入力される。

図３Ａは、試料室２０内の具体的構成の一例を示した概略側面図である。この図３Ａの例では、試料Ｓに赤外光を照射させることにより、試料Ｓから全反射光を発生させ、その全反射光を赤外検出器３へと導くことができるような付属品２の内部構成について説明する。試料室２０内には、試料Ｓの他、プリズム２１及び加圧棒２２などが配置される。

プリズム２１は、例えば円錐台状に形成されており、その上面２１１及び下面２１２が水平方向に沿って互いに平行に延びるように保持板２３により保持されている。試料Ｓは、プリズム２１の上面２１１に載置されることにより、プリズム２１に接触した状態で試料室２０内にセットされる。

プリズム２１の材料としては、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）、ダイヤモンド又はセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）などが用いられる。ただし、これらの材料に限られるものではなく、屈折率が高く、かつ、赤外光を透過する材料であれば、任意の材料でプリズム２１を形成することができる。

加圧棒２２は、プリズム２１の上方に位置しており、図示しないモータなどの駆動により、その軸線Ｌ１に沿って上下動するようになっている。図３Ａに示すように、プリズム２１と加圧棒２２との間に試料Ｓを配置すれば、プリズム２１に対して加圧棒２２を軸線Ｌ１に沿って接近させることにより、加圧棒２２の先端面で試料Ｓをプリズム２１側に押圧することができる。このように、加圧棒２２及び上記モータなどは、試料Ｓ及びプリズム２１を互いに加圧する加圧機構を構成している。

赤外光源１１から試料室２０内に導入される赤外光は、加圧棒２２によりプリズム２１側に押圧された試料Ｓの表面に照射される。このとき、赤外光は、プリズム２１を介して、試料Ｓとプリズム２１との境界に位置する測定位置Ｐに全反射臨界角以上の入射角で照射され、測定位置Ｐにおいて全反射する。赤外光は測定位置Ｐをわずかに（例えば数μｍ）越えて試料Ｓ側へ侵入し、試料Ｓの表面で固有の吸収を受けため、試料Ｓの表面からの全反射光を赤外検出器３で検出することにより、赤外スペクトル（全反射スペクトル）を測定することができる。このように、本実施形態では、赤外光学系２１が、赤外光源１１からの赤外光を試料Ｓとプリズム２１との境界に位置する測定位置Ｐに照射させ、試料Ｓからの全反射光を赤外検出器３へと導くように構成されている。

試料室２０内には、ラマン検出機構５の励起光源５１からの励起光を導く導光体５５の先端部が位置している。導光体５５は、例えば複数本の光ファイバを束ねることにより構成されており、励起光源５１から照射される励起光は、当該導光体５５を介して試料Ｓに照射される。

導光体５５の先端部は、プリズム２１を挟んで試料Ｓ側とは反対側において、例えば加圧棒２２の軸線Ｌ１と同軸上に配置されている。励起光源５１からの励起光は、導光体５５の先端部から軸線Ｌ１に沿って放出され、プリズム２１を介して測定位置Ｐに照射される。

試料Ｓから発生した散乱光は、プリズム２１を介して導光体５５に再び入射し、当該導光体５５を介してフィルタ５２へと導かれる。そして、フィルタ５２を通過したラマン散乱光が、回折格子５３により分光されてラマン検出器５４により検出される（図２参照）。

このように、本実施形態では、付属品２に赤外光学系２１及び励起光源５１を組み込むことにより、赤外分光光度計の赤外光源１１からの赤外光、及び、付属品２に備えられた励起光源５１からの励起光を、試料Ｓにおける同じ測定位置Ｐに照射させることができる。赤外光が照射された試料Ｓからの全反射光を赤外分光光度計の赤外検出器３で検出することにより、全反射スペクトルを取得することができるとともに、励起光が照射された試料Ｓからのラマン散乱光を付属品２に備えられたラマン検出器５４で検出することにより、ラマンスペクトルを取得することができる。このように、赤外分光光度計に付属品２を組み込んで試料Ｓを測定することにより、試料Ｓの同じ測定位置Ｐにおける赤外スペクトル（全反射スペクトル）及びラマンスペクトルの両方を容易に取得することができる。

特に、図３Ａの例では、プリズム２１を挟んで試料Ｓ側とは反対側（下側）から測定位置Ｐに励起光が照射され、プリズム２１を介して試料Ｓ側とは反対側（下側）に導かれた試料Ｓからのラマン散乱光がラマン検出器５４により検出される。したがって、本実施形態のようにプリズム２１に対して試料Ｓ側（上側）に加圧棒２２がある場合であっても、加圧棒２２に光が遮られることなく、励起光源５１から測定位置Ｐに励起光を照射することができるとともに、試料Ｓからのラマン散乱光をラマン検出器５４で検出することができる。

赤外スペクトル（全反射スペクトル）及びラマンスペクトルの測定は、同時に行われてもよいし、別々に連続的に行われてもよい。これにより、同じ試料Ｓの同じ測定位置Ｐにおける赤外スペクトル及びラマンスペクトルを短時間で得ることができ、両者から得られる分子構造の情報に基づいて定性分析をより正確に行うことができるとともに、試料Ｓの変性又は反応過程を連続的に確認することが可能となる。

赤外スペクトル及びラマンスペクトルの測定を別々に行う場合には、例えば赤外スペクトルを測定した後、ラマンスペクトルを測定する。ただし、エネルギーが高い励起光源５１からの励起光によって試料Ｓが変性しない場合には、ラマンスペクトルを測定した後に、赤外スペクトルを測定してもよい。また、フローセル（図示せず）を用いて試料Ｓの変化を測定するオンライン測定に本発明を応用することも可能である。

図３Ｂは、試料室２０内の具体的構成の変形例を示した概略側面図である。この図３Ｂの例においても、図３Ａの場合と同様に、試料室２０内には、試料Ｓの他、プリズム２１及び加圧棒２２などが配置される。

加圧棒２２は、プリズム２１の上方に位置しており、図示しないモータなどの駆動により、その軸線Ｌ１に沿って上下動するようになっている。図３Ｂに示すように、プリズム２１と加圧棒２２との間に試料Ｓを配置すれば、プリズム２１に対して加圧棒２２を軸線Ｌ１に沿って接近させることにより、加圧棒２２の先端面で試料Ｓをプリズム２１側に押圧することができる。このように、加圧棒２２及び上記モータなどは、試料Ｓ及びプリズム２１を互いに加圧する加圧機構を構成している。

赤外光源１１から試料室２０内に導入される赤外光は、加圧棒２２によりプリズム２１側に押圧された試料Ｓの表面に照射される。このとき、赤外光は、プリズム２１を介して、試料Ｓとプリズム２１との境界に位置する測定位置Ｐに全反射臨界角以上の入射角で照射され、測定位置Ｐにおいて全反射する。赤外光は測定位置Ｐをわずかに（例えば数μｍ）越えて試料Ｓ側へ侵入し、試料Ｓの表面で固有の吸収を受けため、試料Ｓの表面からの全反射光を赤外検出器３で検出することにより、赤外スペクトル（全反射スペクトル）を測定することができる。このように、図３Ａの例と同様、赤外光学系２１は、赤外光源１１からの赤外光を試料Ｓとプリズム２１との境界に位置する測定位置Ｐに照射させ、試料Ｓからの全反射光を赤外検出器３へと導くように構成されている。

試料室２０内には、ラマン検出機構５の励起光源５１からの励起光を導く導光体５６の先端部が位置している。導光体５６は、例えば複数本の光ファイバを束ねることにより構成されており、励起光源５１から照射される励起光は、当該導光体５６を介して試料Ｓに照射される。

導光体５６の先端部は、加圧棒２２に内蔵されることにより、加圧機構内に設けられている。具体的には、上下方向に延びる加圧棒２２の軸線Ｌ１に沿って導光体５６の先端部が設けられることにより、プリズム２１に対して試料Ｓ側に加圧棒２２及び導光体５６が配置されている。励起光源５１からの励起光は、導光体５６の先端部から軸線Ｌ１に沿って放出され、測定位置Ｐに照射される。

試料Ｓから発生した散乱光は、導光体５６に再び入射し、当該導光体５６を介してフィルタ５２へと導かれる。そして、フィルタ５２を通過したラマン散乱光が、回折格子５３により分光されてラマン検出器５４により検出される（図２参照）。

この図３Ｂの例では、加圧棒２２に内蔵された導光体５６を介して、励起光源５１から測定位置Ｐに励起光を照射することができるとともに、試料Ｓからのラマン散乱光をラマン検出器５４で検出することができる。したがって、本実施形態のように加圧棒２２が設けられた構成であっても、当該加圧棒２２に光が遮られることなく、良好に赤外スペクトル（全反射スペクトル）及びラマンスペクトルを取得することができる。

ただし、加圧機構は、試料Ｓ及びプリズム２１を互いに加圧することができるような構成であれば、試料Ｓをプリズム２１に対して押圧するような構成に限らず、例えばプリズム２１を試料Ｓに対して押圧するような構成であってもよい。この場合、加圧棒２２などの加圧機構を構成する部材は、プリズム２１に対して試料Ｓ側（上側）ではなく、試料Ｓとは反対側（下側）に配置されていてもよい。このような構成において加圧棒２２に導光体５６を内蔵した場合には、導光体５６から放出される励起光源５１からの励起光が、プリズム２１を介して測定位置Ｐに照射されてもよい。

本実施形態では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、導光体５５，５６を介して測定位置Ｐに励起光が照射され、試料Ｓからの散乱光が再び導光体５５，５６に入射するような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、試料Ｓからの散乱光が別の導光体に入射するような構成であってもよい。この場合、一方の導光体がプリズム２１に対して試料Ｓ側（上側）に設けられ、他方の導光体がプリズム２１に対して試料Ｓとは反対側（下側）に設けられた構成であってもよい。

また、加圧機構は、図３Ａ及び図３Ｂに示すような加圧棒２２を備えた構成に限らず、試料Ｓ及びプリズム２１を互いに加圧することができるような他の部材を備えた構成であってもよい。この場合、導光体５５，５６は、加圧棒２２に内蔵された構成に限らず、加圧機構を構成する他の部品に内蔵された構成であってもよい。

図４は、別実施形態の赤外分光光度計用付属品２における試料室２０内の具体的構成の一例を示した概略側面図である。この図４の例では、試料Ｓに赤外光を照射させることにより、試料Ｓから拡散反射光を発生させ、その拡散反射光を赤外検出器３へと導くことができるような付属品２の内部構成について説明する。試料室２０内には、試料Ｓの他、集光ミラー２４などが配置される。

集光ミラー２４は、凹面からなる反射面２４１を有しており、当該反射面２４１が試料Ｓに対向するように配置される。赤外光源１１から試料室２０内に導入される赤外光は、集光ミラー２４の反射面２４１において反射され、試料Ｓ上の測定位置Ｐに集光される。試料Ｓからの拡散反射光は、集光ミラー２４の反射面２４１で再び反射され、その拡散反射光を赤外検出器３で検出することにより、赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）を測定することができる。このように、本実施形態では、赤外光学系２１が、赤外光源１１からの赤外光を試料Ｓに対して測定位置Ｐに照射させ、試料Ｓからの拡散反射光を赤外検出器３へと導くように構成されている。

試料室２０内には、ラマン検出機構５の励起光源５１からの励起光を導く導光体５７の先端部が位置している。導光体５７は、例えば複数本の光ファイバを束ねることにより構成されており、励起光源５１から照射される励起光は、当該導光体５７を介して試料Ｓに照射される。

集光ミラー２４は、赤外光源１１からの赤外光を集光して試料Ｓに照射させる集光機構を構成している。導光体５７の先端部は、集光ミラー２４に内蔵されることにより、集光機構内に設けられている。具体的には、集光ミラー２４の軸線Ｌ２に沿って導光体５７の先端部が設けられることにより、試料Ｓに対して集光ミラー２４側に導光体５７が配置されている。励起光源５１からの励起光は、導光体５７の先端部から軸線Ｌ２に沿って放出され、測定位置Ｐに照射される。

試料Ｓから発生した散乱光は、導光体５７に再び入射し、当該導光体５７を介してフィルタ５２へと導かれる。そして、フィルタ５２を通過したラマン散乱光が、回折格子５３により分光されてラマン検出器５４により検出される（図２参照）。

このように、本実施形態では、付属品２に赤外光学系２１及び励起光源５１を組み込むことにより、赤外分光光度計の赤外光源１１からの赤外光、及び、付属品２に備えられた励起光源５１からの励起光を、試料Ｓにおける同じ測定位置Ｐに照射させることができる。赤外光が照射された試料Ｓからの拡散反射光を赤外分光光度計の赤外検出器３で検出することにより、拡散反射スペクトルを取得することができるとともに、励起光が照射された試料Ｓからのラマン散乱光を付属品２に備えられたラマン検出器５４で検出することにより、ラマンスペクトルを取得することができる。このように、赤外分光光度計に付属品を組み込んで試料Ｓを測定することにより、試料Ｓの同じ測定位置Ｐにおける赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）及びラマンスペクトルの両方を容易に取得することができる。

特に、本実施形態では、集光ミラー２４に内蔵された導光体５７を介して、励起光源５１から測定位置Ｐに励起光を照射することができるとともに、試料Ｓからのラマン散乱光をラマン検出器５４で検出することができる。したがって、本実施形態のように集光ミラー２４が設けられた構成であっても、当該集光ミラー２４に光が遮られることなく、良好に赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）及びラマンスペクトルを取得することができる。

ただし、集光機構は、図４に示すような集光ミラー２４を備えた構成に限らず、他の形状からなる集光ミラーを備えた構成であってもよいし、集光ミラー以外の部品を備えた構成であってもよい。この場合、導光体５７は、集光ミラー２４に内蔵された構成に限らず、集光機構を構成する他の部品に内蔵された構成であってもよい。

赤外スペクトル（拡散反射スペクトル）及びラマンスペクトルの測定は、同時に行われてもよいし、別々に連続的に行われてもよい。これにより、同じ試料Ｓの同じ測定位置Ｐにおける赤外スペクトル及びラマンスペクトルを短時間で得ることができ、両者から得られる分子構造の情報に基づいて定性分析をより正確に行うことができるとともに、試料Ｓの変性又は反応過程を連続的に確認することが可能となる。

赤外スペクトル及びラマンスペクトルの測定を別々に行う場合には、例えば赤外スペクトルを測定した後、ラマンスペクトルを測定する。ただし、励起光源５１からのエネルギーが高い励起光によって試料Ｓが変性しない場合には、ラマンスペクトルを測定した後に、赤外スペクトルを測定してもよい。また、フローセル（図示せず）を用いて試料Ｓの変化を測定するオンライン測定に本発明を応用することも可能である。

１干渉計
２付属品
３赤外検出器
４データ処理装置
５ラマン検出機構
１１赤外光源
２０試料室
２１プリズム
２２加圧棒
２３保持板
２４集光ミラー
５１励起光源
５２フィルタ
５３回折格子
５４ラマン検出器
５５導光体
５６導光体
５７導光体
２１１上面
２１２下面
２４１反射面

Claims

赤外光源から試料に赤外光を照射し、試料からの反射光を赤外検出器で検出する赤外分光光度計に対して、前記赤外光源と前記赤外検出器との間に着脱可能な赤外分光光度計用付属品であって、
試料に接触するプリズムと、
前記赤外光源からの赤外光を試料と前記プリズムとの境界に位置する測定位置に照射させ、試料からの全反射光を前記赤外検出器へと導く赤外光学系と、
前記測定位置に励起光を照射する励起光源と、
励起光が照射された試料からのラマン散乱光を分光するラマン分光器と、
分光されたラマン散乱光を検出するラマン検出器とを備え、
前記プリズム、前記赤外光学系、前記励起光源、前記ラマン分光器、前記ラマン検出器及び試料が内部に配置されたうえで、着脱可能なことを特徴とする赤外分光光度計用付属品。
前記励起光源は、前記プリズムを介して前記測定位置に励起光を照射し、
前記ラマン検出器は、試料から前記プリズムを介して前記ラマン分光器に導かれるラマン散乱光を検出することを特徴とする請求項１に記載の赤外分光光度計用付属品。
試料及び前記プリズムを互いに加圧する加圧機構と、
前記加圧機構内に設けられた導光体とをさらに備え、
前記励起光源は、前記導光体を介して前記測定位置に励起光を照射し、
前記ラマン検出器は、試料から前記導光体を介して前記ラマン分光器に導かれるラマン散乱光を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の赤外分光光度計用付属品。
赤外光源から試料に赤外光を照射し、試料からの反射光を赤外検出器で検出する赤外分光光度計に対して、前記赤外光源と前記赤外検出器との間に着脱可能な赤外分光光度計用付属品であって、
前記赤外光源からの赤外光を試料に対して測定位置に照射させ、試料からの拡散反射光を前記赤外検出器へと導く赤外光学系と、
前記測定位置に励起光を照射する励起光源と、
励起光が照射された試料からのラマン散乱光を分光するラマン分光器と、
分光されたラマン散乱光を検出するラマン検出器とを備え、
前記赤外光学系、前記励起光源、前記ラマン分光器、前記ラマン検出器及び試料が内部に配置されたうえで、着脱可能なことを特徴とする赤外分光光度計用付属品。
前記赤外光源からの赤外光を集光して試料に照射させる集光機構と、
前記集光機構内に設けられた導光体とをさらに備え、
前記励起光源は、前記導光体を介して前記測定位置に励起光を照射し、
前記ラマン検出器は、試料から前記導光体を介して前記ラマン分光器に導かれるラマン散乱光を検出することを特徴とする請求項４に記載の赤外分光光度計用付属品。