FTIR分析のためにバナナ繊維と革のサンプルを調製するために、なぜ機械式プレス成形機が必要なのですか？ペレット化をマスターする

FTIR調製における機械式プレス成形機の主な機能は、不透明な粉砕材料を光学分析に適した半透明媒体に変換することです。サンプル粉末と臭化カリウム（KBr）の混合物を高圧下で圧縮することにより、プレスは薄くて固いペレットを作成します。この透明度は、赤外線が材料に浸透し、分子結合と相互作用するために物理的に必要です。

機械式プレス成形機は、生の物理サンプルと読み取り可能なデータの間の架け橋であり、赤外線がセルロース、リグニン、アミド結合などの特定の化学構造を検出できるようにする半透明ペレットを作成します。

サンプル調製の物理学

光学透明性の作成

バナナ繊維や革のような生の生物学的サンプルは、本質的に赤外線に対して不透明です。分光計に直接置くと、光が遮断または散乱され、データではなく読み取れないノイズが発生します。

機械式プレス成形機は、粉砕されたサンプルをKBrマトリックスと融合させることでこれを解決します。圧力下で、この混合物は、光が通過できる統一された半透明ディスクになります。

KBrペレット技術

このプロセスは、赤外線に対して透明な塩である臭化カリウムと対象材料を混合することに依存しています。プレスはこの混合物に力を加えて、空気の空隙を除去し、粒子を圧縮します。

この圧縮により、サンプルが透明な塩ウィンドウ内に均一に分布し、結果として得られるスペクトルピークの歪みを防ぐことができます。

化学組成の分析

植物繊維成分の特定

バナナ繊維の場合、プレスされたペレットによって提供される明瞭さにより、FTIR機器は複雑な有機信号を解決できます。具体的には、セルロースとリグニンの官能基を明確に識別できます。

プレス成形機による均一な圧縮がないと、これらの構造成分の信号は不明瞭になり、繊維の純度や劣化を分析することは不可能になります。

革の構造の特性評価

革サンプルの場合、プレスはタンパク質構造を検出するために不可欠です。結果として得られるスペクトルは、革のコラーゲンやその他のタンパク質のバックボーンであるアミド結合の存在と状態を示します。

これらの結合を分子レベルで分析することにより、なめしプロセス、化学的安定性、および材料品質に関する重要なデータが得られます。

避けるべき一般的な落とし穴

不均一な圧力印加

この手動または半自動プロセスにおける主なトレードオフの1つは、圧力の変動です。プレスが十分な力を加えない場合、ペレットは曇ったまま（不透明）になります。

曇ったペレットは赤外線を散乱させ、データに傾斜したベースラインが発生し、重要な化学ピークが不明瞭になる可能性があります。

サンプル濃度エラー

もう1つのリスクは、プレス段階でのサンプルとKBr粉末の比率に関係しています。KBrに対してサンプルが多すぎると、結果として得られるペレットは光透過には密度が高すぎます。

これにより「検出器飽和」が発生し、機器は明確なピークの代わりに平坦な線を作成し、分析が無用になります。

目標に合わせた適切な選択

FTIRデータを正確で再現性のあるものにするために、分析の焦点に基づいて次の点を考慮してください。

• 繊維組成の分析が主な焦点である場合：リグニンとセルロースの重なり合う信号を明確に分離するために、ペレットが完全に半透明になるまでプレスされていることを確認してください。
• 革の品質管理が主な焦点である場合：赤外線を強く吸収するアミド結合信号の飽和を防ぐために、ペレットが十分に薄いことを確認してください。

適切なサンプル圧縮は、鮮明で高解像度のスペクトルデータを取得するための最も重要な単一の変数です。

概要表：

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