やさしいFTIRの原理(6)他成分の干渉

コラム

他成分の干渉

やさしいFTIRの原理(4)ランベルト・ベールの法則と吸光度スペクトル」のページで「化合物には人間の指紋のようにそれぞれ固有の赤外吸収ピークがある」と説明しました。ただし、出方は多様でも近い波数域にピークが存在することはありえます。「FT-IRの測定ではコンピューターは登録した波数域のピークしか計算しない」と申し上げましたが、それでは対象成分のピーク近くに他のピークが重なっている(干渉している)場合にコンピューターはどう計算するでしょうか?

ここでメイン成分がA、干渉成分がBとします。実測サンプルにはAが0.1AU・80ppm、Bが0.05AU・50ppmのピークが重なり合って0.15AUのピークがでているとします。また0.15AUのとき120ppmであるAのリファレンスしか登録していないとします。するとコンピューターの返してくる結果は当然「A: 120ppm」という間違った答えを返してきます。したがって精度ある結果を求めたい場合、理想としては干渉を受けていないピークを選ぶか、干渉が避けられない場合は干渉成分Bも登録してなければなりません。(※簡略化のためにある波長におけるピーク高さ比較でご説明していますが、実際は吸光面積(積分)から計算しています。)前述したようにレファレンスからのスペクトル復元で実測スペクトルとフィッティングさせている(最小二乗法を使って多変量解析をする)ため予想される成分を全部登録しないと予測精度が上がらないのです。また、メイン成分に対して干渉成分が極端に大きい場合はメイン成分のピークが干渉成分ピークに埋もれてしまいフィッテングの精度が大幅に低下します。FT-IRによるガス測定においても特にアンモニア中の水分測定や、水分中のNOx測定、PFC除害装置の水分スペクトル中のHF測定等が干渉の取り扱いが難しく経験を要する測定と言えます。

■イメージ図

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