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特長 STRONG POINT

inVia series 顕微ラマン分光装置
レニショー社製inViaシリーズ ラマンマイクロスコープは、最小でサブµmオーダーの微小物/局所分析が可能な顕微ラマン分光装置です。
顕微ラマン分光法は物質にレーザー光を照射した際に発生するラマン散乱光を検出・分光することにより化学結合や結晶状態等に関する知見を得る方法で、結晶性や有機物/無機物を問わず、各種化合物の化学分析を高い空間分解能で行うことができます。本装置は明るい光学系と最新のフィルター技術の採用により、一般的に微弱とされるラマン散乱光を高効率で検出。低出力レーザーでも高感度測定が可能で、分析時間の短縮と試料ダメージリスクの低減が図られています。
また、独自の高速マッピング測定機能によりハイスピードケミカルイメージング分析にも対応します。

高感度な分光システム

焦点距離250mmのシングルモノクロメーターと最新の光学フィルター技術を採用し、さらに-70℃まで冷却可能な低ノイズ高感度CCD検出器の搭載により、微弱なラマン信号も感度良く捉えます。その高感度性能は微小異物等の分析に対して有効である他、分析時間の短縮やレーザー照射パワーを抑えた測定を可能にし、試料ダメージリスクの低減にもつながります。

レニショー社 inViaシリーズ ラマンマイクロスコープ光学レイアウト
レニショー社 inViaシリーズ ラマンマイクロスコープの光学系レイアウト概略図

広い測光波数帯域

データ解析に不要なレイリー散乱光をカットするエッジフィルターは、標準仕様でラマンシフト波数100cm-1までの低波数域をカバーします。さらに低波数の観測帯域を50cm-1まで拡張する高性能エッジフィルターや、数cm-1まで測光可能なEclipseフィルターなど豊富なオプションを用意しており、測定対象や分析目的に応じたフィルターの搭載が可能です。

解析しやすいデータが得られる波数連続スキャン測光

CCD検出器で一度に測光できる波数範囲には限りがあり、広波数域のスペクトルを得るには分光素子であるグレーティングの回転動作が必要です。従来法ではその回転をステップ動作させて帯域ごとのスペクトルを順次取得し、得られた複数のスペクトルを並べて1つの波形に合成していたため、データのつなぎ目が不連続な点となって疑似ピークが発生し、データ解析に支障をきたすことがありました。inViaシリーズでは独自のシンクロスキャン機能(ロータリーエンコーダーを用いたグレーティングの精密回転制御とCCD検出器の信号取得を同期させる方式)により、測定波数の連続走査を実現し、スペクトル不連続点が皆無の高品位なデータを取得できるようになっています。

シンクロスキャンと従来法による広波数帯域測定スペクトルの比較
シンクロスキャンと従来法による広帯域スペクトルの比較 ※従来法では▲▼印の部分で疑似ピークが発生しています。

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PC制御により光軸調整も自動で実行

フルオートPC制御のモデルinVia Reflexでは、顕微鏡観察⇔ラマン測定の光路切替え、観察用白色光の調光や開口/視野絞り調整、レーザー照射パワーの増減はもちろん、複数レーザー搭載機ではレーザー光路切替えやレイリー散乱光除去フィルターの選択などもPCから制御。ソフトウェア上で測定条件を設定するだけの簡単操作で即座に分光器が最適状態となり、測定が実行されます。また、装置内蔵のNeランプ ・ 標準試料(単結晶Si)を用いた自動キャリブレーション機能、ミラーの光軸やスリット位置などの調整についてはオートアライメント機能を備えており、煩わしいマニュアル調整作業等を行うことなく常に高い性能を維持した状態で測定することができます。

高精度XYZオートステージを搭載

顕微鏡ステージが電動仕様のinVia Reflexでは、PCによるクローズドループ制御のエンコーダー付3軸オートステージを標準で装備しており、PCキャプチャーの顕微鏡像と連動し、マウス操作で指定した位置にステージが的確に移動します。ピエゾ素子を用いた駆動方式ではないので、ステージ可動範囲が数十mm以上と長いことも大きな特長です。また、レニショー社が得意とする位置決め技術を最大限に活用したステージ制御により、最少0.1µmの移動ステップでXY方向の動作が可能で、高精度自動マッピング分析を可能にしています。さらに、測定システムに採用しているコンフォーカル(共焦点)光学系と、Z軸方向のステージ制御により、詳細な深さ方向分析機能も提供します。

ハイスピードラマンイメージングに対応

inViaシリーズには強力なオプション機能として、ハイスピードラマンマッピング測定法が用意されています。これは従来のポイントマッピング方式で半日~1日以上もの時間を要するような数千~数万点規模の多点マッピング測定を、わずか数分~数十分で実行する画期的な超高速面分析機能で、ラマン分光法で直接得られる化学結合情報に基づき、特定の物質や原子団ごとの分布を可視化するケミカルイメージング分析が短時間で手軽に行えます。 この方法では、励起レーザー光をライン状に集光した形で試料に照射し、一度に数十ポイント分のラマンスペクトルを同時観測します。その上、ラインと平行(Y軸方向)に試料ステージを連続的に動かすことにより励起光で試料をスキャンしながら各点のスペクトルを積算していくことができます。次いでステージをX軸方向に順次移動していき、指定した面内の全ラマンスペクトルを高速測定します。

マッピング測定方式の模式図
マッピング測定方式の模式図 (左:ポイントマッピング法  右:ハイスピードマッピング法)

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最先端の3Dラマンイメージング分析にも対応

最新のオプションとして、面分析と深さ方向分析を組合せたXYZ全方向の連続オート制御による3次元マッピング分析機能もラインナップされました。その最先端分析技術を用いることにより、透明な試料では非破壊で3Dイメージの構築が可能です。

XYZ各軸スライス操作画像 自由ローテーション操作画像
【3Dラマンイメージング(Volume Mapping)分析による樹脂中の白色顔料の分析例】
左:XYZ各軸スライス操作画像(青緑~水色:ABS樹脂 ,赤~黄~白:酸化チタン)
右:自由ローテーション操作画像(ABS樹脂中の酸化チタンのみのイメージを抽出)
[測定条件]
励起レーザー:532nm 
対物レンズ:20倍
分析エリア:34(X)×30(Y)×60(Z)µm
移動ステップ:2µm(XYZ)
測定スペクトル総数:8928 

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応用例

  • ラマンイメージング分析例
    鉱物試料の光学顕微鏡像(隣接視野3×3自動モザイク合成像)
    鉱物試料の光学顕微鏡像(隣接視野3×3自動モザイク合成像) 

    【鉱物試料のワイドエリアラマンイメージング分析例】
    (水色:かんらん石,緑:頑火輝石,赤:ざくろ石)
    [測定条件]
    励起レーザー:532nm
    対物レンズ:×20
    分析エリア:643.2(X)×544(Y)µm
    移動ステップ:3.2µm(XY)
    測定スペクトル総数:34542
    広視野シームレスラマンイメージング分析結果
    広視野シームレスラマンイメージング分析結果 
  • コンフォーカル測定による非破壊深さ方向分析例
    コンフォーカル測定による非破壊深さ方向分析例 【共押出し積層フィルムの
    深さ方向分析例】

    [測定条件]
    励起レーザー:532nm
    対物レンズ:×50
    コンフォーカルモード:高
    ステージZ軸移動ステップ:0.1μm
    測定スペクトル総数:651  

    デプスプロファイル分析結果(青:ポリエチレン,赤:ナイロンの信号変化)
    デプスプロファイル分析結果(:ポリエチレン,:ナイロンの信号変化) ※グラフ比較のため縦軸を規格化しています。 

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仕様 SPEC

機種 inVia Reflex St inVia Reflex inVia
分光器 シングルモノクロメーター、焦点距離250mm、明るさf/4
装備可能な
レーザー波長
レギュラー : 532、633、785nm から選択(複数搭載可)
オプション : 229、244、266、325、364、442、488、514、830、1064nm
※通常、3本まで併設可能(オプションで4本以上の搭載も可能)
照射レーザー
パワー調整
16段階切替(PC制御)
最高波数分解能 標準 : 1cm-1、オプション : 0.3cm-1
測光ラマンシフト
波数範囲
(標準エッジフィルター使用時)
100~4000cm-1(532nm励起,633nm励起) 、 100~3200cm-1(785nm励起)
検出器
(チャンネル数)
電子冷却式
高感度大型CCDイメージセンサー
(1024×256)
電子冷却式
高感度CCD イメージセンサー
(576×386)
顕微鏡対物レンズ ×5、×20、×50、×50(長作動距離タイプ)、×100 ×5、×20、×50
顕微鏡ステージ XYZ3軸電動ステージ
(PC制御/トラックボール操作併用可、手動操作可)
手動ステージ
試料観察
  • 接眼レンズによる眼視観察(観察時レーザー遮断の安全機構装備)
  • 内蔵カメラ+PCキャプチャ―機能によるモニター表示
  • オートフォーカス
  • PCキャプチャ―画像上でのマウスクリックによる目的箇所センタリング
  • 隣接視野画像モザイク合成による広視野画像自動取得(モンタージュ)
  • 接眼レンズによる眼視観察  (観察時レーザー遮断の  安全機構装備)
  • 内蔵カメラ+PCキャプチャ―  機能によるモニター表示
マッピング分析
深さ方向分析
  • ポイントマッピング(線分析,面分析)
  • XYマッピング測定範囲 : 約112×76mm(最大)
  • デプスプロファイリング(深さ方向分析)
  • イメージ構築対象情報 : ピーク強度・位置・半値幅・強度比、任意波数での  信号強度、 多変量解析で得られた成分信号など
  • 3次元マッピング測定 : オプションで対応
-
ハイスピード
ラマンイメージング
測定機能
標準装備 オプション -


主なオプション

  • ラインフォーカスハイスピードラマンイメージング測定機能(inVia Reflexのオプション)
  • 高空間分解能ハイスピードラマンイメージング測定機能
  • 3Dマッピング(Volume Mapping)測定機能および専用データ解析ソフトウェア
  • スペクトル検索ソフトウェア
  • 検索用ラマンデータベース各種(レニショー社純正ライブラリー、JEOLオリジナルライブラリー、サードパーティ製ライブラリー)
  • 低波数域測定用高性能フィルター
  • セカンド検出器(近赤外域測光用InGaAs検出器ほか)
  • 液浸対物レンズ
  • サンプル加熱/冷却セル
  • リモート分析用光ファイバープローブ
  • 大型試料用フリースペース顕微鏡

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