KLV大学分光コース

分光分析とは

分光分析は光を使った分析方法

分光分析は、物質が放射または吸収する「光」を波長に分割し、物質を構成する分子固有の波長（スペクトル）を見つけることで、物質の成分や特性を定量的・定性的に分析する方法です。

→分光器の用途を徹底解説！成分分析と分光スペクトルデータ

身近なところで活躍する分光分析

日常生活において「分光分析」という言葉を聞くことはほとんどないと思いますが、実際には私たちの生活を支えるあらゆる分野で活躍しています。

以下に、日常に近いところで使用されている分光分析の例を、紹介します。

例1農作物の選別

果物などの農作物は、ある一定の基準を満たしたものが消費者へ届くように選別機を使用しています。
選別機には見た目（内部の変色）や含まれる糖度などの成分量を判断するために分光分析が応用されたセンサーが内蔵されているのです。
分光分析には非破壊という特徴があるので、農作物を破壊せずに内部情報や成分測定が行えるため安全で速く選別することが可能なのです。

例2プラスチックの選別

SDGsで注目されている廃棄物の再利用やリサイクルは環境保全のための重要な取り組みです。
プラスチックごみの選別装置でも分光分析の技術が採用されています。
以前は風力選別や水を使った比重差による選別が主流でしたが、分光分析を用いることでより多種類のプラスチックを高精度で選別できるようになりました。

→「プラスチックの選別」に革新！近赤外分光がプラスチックのリサイクルに貢献

例3医薬品の製造・品質管理

人の目では判断ができない原材料の成分を分光分析を用いて測定し、受け入れ時にチェックしています。
また、他のセンサーでは届かないタンク（リアクター）にセンサーを設置して、発酵や培養のプロセスを監視することで製造工程を管理しています。
このように分光分析によって医薬品の品質は維持されています。

分光分析の特徴

分光分析には、

非破壊で測定できる
非接触で測定できる
多成分を同時に測定できる

というメリットがあるので、これらの他にも分光分析は様々な分野で活用できる非常に優れた方法です。

例えばウェアラブルデバイスと組み合わせることで使用者の生体情報をモニタリングすることやIoTとガス計測を活用した特定環境の遠隔管理をすることもできます。
分光分析を使った産業は更に発展し私たちの生活を豊かにするでしょう。

分光分析の初め方

このように分光分析には様々な分野への貢献が期待されていますが、分光分析を活用するためには適した機器や測定条件の選び方、データの解析手法の選び方を理解する必要があります。
初めて分光分析を行う方は、大きく分けて3つの課題に直面すると思います。

1分光分析の機材の選び方

分光分析には主に光源と分光器（または光学センサー）と光ファイバーが使用されますが、種類・仕様は多岐に渡りますので選ぶ時に一苦労するでしょう。まずは測りたい対象物に適した測定条件を見極めて機材を選ぶ必要がありますが、初めて分光分析を試みる方にはハードルが高い部分です。

> 失敗しない!!分光分析に必要な機材の選び方

2スペクトル測定のコツ

見たい対象物の特性や測定方式によっては条件を工夫する必要があります。例えば、光路長（光の進む距離）の設定やリファレンスの選び方によって取得されるスペクトルデータの質は左右されます。スペクトル測定のコツを押さえられれば、有効なデータ収集が可能になります。

> 分光分析におけるスペクトル測定のコツ

3多変量解析の手法とその選び方

成分分析を行うためには、取得した複雑なスペクトルデータを解析し検量線を作成します。
よく使われる解析が「多変量解析」です。多変量解析は計算が複雑になるため、一般的には専用のソフトウエアを使用して行います。一言で多変量解析と言っても、データの処理方法・データの解析方法・検量線の評価方法が適切でないと効果を発揮できないので、解析手法への理解を深めることが重要です。