ラマン分光法の簡単な説明

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2017年07月07日
その分析はどのような方法で調べているの?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光法の簡単な説明を更新。
2017年07月07日
ラマン分光とは何か?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光の基本的な内容を更新。

再利用する

物質が単色の光によって照射される際、散乱光(ラマン散乱光という)には照射光と等しい波長だけでなく、照射光よりも長い波長(分子にエネルギーを与えた場合)や短い波長(分子からエネルギーをうけとった場合)が含まれる現象をラマン分光またはラマン効果といいます。光が照射されたときの分子の振動数(波長と言い換え可能)は、物質ごとに固有であるから、ラマン散乱の波長(ふつう長い波長のものを用いる)から、ラマン分光は物質の識別に使われています。
たとえば、ラマン分光は、食品に付着する病原菌の検出技術になっています。まな板や作業台などを綿棒でこすり、培養液の入った試験管に封入して装置にセットすると、病原菌の有無をランプで表示する技術にはラマン分光の原理が使われています。食中毒を多く引き起こしているリステリア菌の解析に活躍しています。ラマン分光による病原菌の検出で、食中毒が回避できるのです。
また、廃プラスチックをリサイクル(再利用)する動きが加速していますが、ここでもラマン分光が使われています。従来は手作業で単一素材のプラスチックを解体し、再利用していただけでしたが、現在は、ラマン分光法という手法で廃プラスチックを選別しています。様々な種類の廃プラスチックを含んだ混合プラスチックからABS樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレンを選別・回収して、リサイクルされています。

光と医療

日本の大学はインドの理工系大学と共同で、分子の分析技術を医療に応用する研究に乗り出しています。開発の中心となる技術は、物質に光を照射し、その分子の振動により分子の構造を分析する「ラマン分光法」です。マラン分光の特徴は、光を照射する検査なので試料の染色など前処理が不要であり、また検査対象へ与える損傷が少なく、気体、液体、固体にかかわらず測定可能であることです。
ラマン分光の技術は、試料に光を当てて、散乱光の波長を検出するだけなので、患者にとって負担がすくないのです。高齢者のかかりやすい疾病の検査で、ラマン分光を応用して、患者に負担をかけない検査技術を国際共同研究を通じて開発するのが狙いです。また、波長の短い光をとらえるセンサーの感度を従来の3倍に高める技術が実用化されています(2010年)。
ラマン分光器は、散乱光で物質の特性を分析するので、当該センサーの需要がありそうです。ラマン分光では、通常波長の長い散乱光(ストークス散乱光)が使用されますが、このセンサーの開発で波長の短い散乱光(アンチ・ストークス散乱光)の検出が一般化するかもしれません。しかし、波長の短い波は、その分、振動数が大きいので保有エネルギーが大きいので、散乱光を検出するセンサーの耐久性に懸念があります。

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その分析はどのような方法で調べているの?

特有の性質を持つ光 物質に対して光が当たると、分子に衝突します。そしてその一部は錯乱されることになります。これらの錯乱した光の波長を調べてみると、大多数の成分は入ってきた光と同じ波長です。それをレイリー錯乱光と呼びます。しかし極わずかではあるのですが、入ってきた光とは違う波長の光が含まれています。この入ってきた光…

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ラマン分光法の簡単な説明

再利用する 物質が単色の光によって照射される際、散乱光(ラマン散乱光という)には照射光と等しい波長だけでなく、照射光よりも長い波長(分子にエネルギーを与えた場合)や短い波長(分子からエネルギーをうけとった場合)が含まれる現象をラマン分光またはラマン効果といいます。光が照射されたときの分子の振動数(波長と言い換え可…

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ラマン分光とは何か?

化学的構造 自然界の多くの現象は、化学反応が深く関係しています。化学反応を考える上で、その化学物質の分子構造がどのような構造しているかを知ることは非常に重要なことです。例えば医薬品の世界で言えば、薬の成分がどのような分子構造をとっているかが、効果を決める一つの要因と言えます。しかし分子のサイズは非常に小さく、直接…

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ラマン分光の基本的な内容

光と物質 物質に光を照射させると、光の粒子性により散乱という現象が起こります。入射光と同じ波長の光が散乱される現象をレイリー散乱(弾性散乱)といい、入射光と違う波長の光が散乱される現象をラマン散乱(非弾性散乱)といいます。ラマン分光法とはこのラマン散乱された光を調べることにより、物質の構造や性質を知ることができる…

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