分光光度計とは？原理・種類の違い・使い方と選び方

分光光度計とは

光源の光を回折格子で波長ごとに分け、スリットで決まった波長の光を取り出して試料に当てます。試料を通った光の強さを検出器で測り、吸光度や透過率に直します（日本分光「紫外可視分光光度計の基礎」⁠）⁠。

• 吸光度は試料の濃度と光路長に比例する（Bouger-Beerの法則）
• この関係から検量線を作り、知りたい試料の濃度を求める
• 波長を変えながら測れば、波長と吸光度の関係（スペクトル）が取れる

比較ページには、研究開発・品質管理・環境分析で使う据え置き・卓上の分光光度計を載せています。色差計・分光測色計、近赤外分析計、ラマン分光器、原子吸光分光光度計、マイクロプレートリーダーは載せていません。

4つの種類

紫外可視（ダブルビーム）

• 光を試料側と対照側の2本に分けて同時に測る
• 光源のゆらぎを打ち消せるので、時間変化・温度変化・多検体の測定に向く
• この比較の3製品（日本分光 V-730、パーキンエルマー LAMBDA 365+、アジレント Cary 3500）は、どれも190〜1,100nmを測る

小型・微量・⁠⁠⁠可視

• 本体の画面とボタンで測る小型機（島津製作所 UV-1280）
• 1µLの液を台に落として測る微量分光光度計（サーモフィッシャー NanoDrop Ultra）
• 水質の項目を内蔵した可視の分光光度計（ハンナ iris HI 801・340〜900nm）

FTIR（フーリエ変換赤外分光光度計）

• 赤外光は分子の振動で吸収されるので、IRスペクトルの形から物質を見分けられる
• 樹脂・ゴムの同定、異物分析、原料の受け入れ検査に使う
• ATRを付ければ、試料を押し当てるだけで測れる（ブルカー ALPHA II-P はダイヤモンドATR仕様）

蛍光分光光度計

• 光を当てたときに試料が出す蛍光を測る
• 吸光より感度が高く、薄い試料の定量に向く
• HORIBAのDuettaは、蛍光と吸光を1台で測る

ダブルビームとシングルビームの違い

• ダブルビーム：対照側でブランクを自動で補正できる。作りが複雑なぶん、やや高い
• シングルビーム：作りが単純で安い。光源のゆらぎで透過率が動くので、ブランクの測定が欠かせない
• 決まった波長で短時間に測るだけならシングルビームで足りる（日本分光の説明）

使い方のポイント

セル

• 材質（ガラス・石英・プラスチック）と光路長（5mm・10mm・20mm・50mm）⁠で⁠選⁠⁠⁠⁠ぶ
• 同じロットのセルを使い、向きをそろえ、セルホルダーの奥まで入れて同じ位置で測る

ベースラインとブランク

• ダブルビーム機なら、対照側には何も入れなくてよい（日本分光の説明）
• 溶媒に吸収があるときは、対照側に溶媒を入れるとS/Nが良くなる

測光モード

• 濃度を求めるなら吸光度（Abs）
• 透過・反射の特性や色を見るなら透過率（%T）・反射率⁠（%R）

選ぶときに決めること

1. 測る光：濃度なら紫外可視、物質の種類なら赤外（FTIR）、薄い試料や発光なら蛍光
2. 試料：液か固体か、どれだけの量があるか（1µLしか無いなら微量分光光度計）
3. 測る数と頻度：毎日同じ項目をくり返すなら、本体だけで測れる小型機
4. 規制：医薬品の試験なら、薬局方のバリデーションと電子記録の規制への対応

出典

• 日本分光「紫外可視分光光度計の基礎」「FTIRの基礎」「分光蛍光光度計の基礎」
• 各メーカーの公式の製品ページ・仕様書（比較ページの出典を参照）