前回パート１では、近赤外分光法（NIR）とは？について解説しました。パート２では、近赤外分光法と赤外分光法（IR、または中赤外分光法（Mid-IR分光法））の違いに焦点を当てます。また何故、近赤外分光法が実験室や産業の製造工程において、中赤外分光法よりもあなたの分析的な課題に適しているかについても解説します。

波長とエネルギーの違い

近赤外分光法分光法は、近赤外波長と物質との相互作用による分析と定義しました。分光分析では、光は波長によって定義されます（適用されたエネルギーによってではありません）。詳しくはパート１を参照ください：

近赤外分光法とは？

光の特徴はその波長にあり、それはそのエネルギーに反比例します。したがって、波長が短いほど、より多くのエネルギーがあります。図1に電磁スペクトルが示されています。ここで、NIR領域がVisible領域（より高いエネルギー）とMid IR領域（より低いエネルギー）の間に位置し、波長でいうと780から2500 nmまでです。

電磁スペクトルの赤外線（Mid IR）および近赤外線（NIR）領域からの光は、分子の特定の部分（官能基と呼ばれる）で振動を引き起こします。したがって、Mid IRおよびNIRは振動分光法の一種に属しています。図2には、NIR領域で活性のあるいくつかの官能基と分子構造を示しています。

近赤外分光法（NIR）が赤外分光法（IR）より優れている部分

上記の理論から導き出される赤外（IR）と比べた近赤外（NIR）の利点は次の通りです。

NIRを使用するとバンドの吸収強度が低くなるため、検出器の飽和が少なくなります。

固体サンプルの場合、NIR分析に適したバイアルにそのまま吸収強度間処理なしでサンプルを入れることができます。。IR分析の場合、KBrペレットを作成するか、注意深くATR（全反射測定法）窓に固体サンプルをセットする必要があり、その後は徹底的にクリーニングする必要があります。

液体の場合、NIRスペクトルは使い捨て可能な直径4 mm（または8 mm）のバイアルで測定する必要があり、粘性のある物質でも簡単に充填できます。一方、IR分析では非常に短い光路長（<0.5 mm）を使用するため、高価な石英キュベットまたはフローセルが必要となり、どちらも簡単に充填することは難しいです。

NIRはエネルギーが高いため、サンプルに深く浸透します。

これはNIRが表面特性だけでなく、バルクサンプルに関する情報を提供することを意味します。ただし、これがNIRがIRよりも有利な点だけではありません。さらに多くのアプリケーションに関連する利点があります。

NIRは定量および定性分析に使用できます。

赤外分光法は主に分子内の特定の官能基の存在を検出するために使用されます（定性のみ）。一方近赤外分光法は定量・定性が可能で、実際、定量分析は近赤外分光法の強みの一つです（以下参照）。

広い用途のNIR

近赤外分光法は化学物質の測定 (例； 水分、 APIコンテンツ)、化学的パラメーターの測定 (例； 水酸基価、 全酸価) 、物性値の測定 (例；密度、 粘度、相対粘度と固有粘度)に使用できます。 それぞれをクリックすると、アプリケーション資料をダウンロードできます。
 

NIRは光ファイバーも利用できます。

これは、長い低吸収光ファイバーケーブルと頑丈なプローブを備えた分析装置を使用して簡単に実験室からプロセス環境に直接測定できることを意味します。光ファイバーケーブルは物理的な制約があるため 赤外（IR）領域では使用できません。

NIR分光法 ≠ IR分光法

まとめると、NIRはIRとは異なる技術ですが、両者とも振動分光法の一種です。NIRは扱いやすさ（サンプルの前処理が不要）やバルク材料に関する情報の提供、多様性など、いくつかの点でIRに比べて多くの利点を持っています。近赤外分光法は、さまざまな種類の化学および物理パラメーターの定量を可能にし、プロセス環境にも導入できます。

IRとNIRの違いを解説したウェビナーも視聴できます。（英語）

次回のパートでは、特定の例を使用して、ラボのルーチンワークに近赤外分析計を利用する手順について解説いたします。

How to implement NIR spectroscopy in your laboratory workflow

参考資料

Learn more about our NIR spectrometers for lab and process analysis, as well as Raman solutions