組成と構造を明らかにする分析機器

このカテゴリの対象範囲

分析機器は、試料に何が含まれているかと、その量を明らかにします。試料を取り、用意し、管理した条件で測定する計器である以上、本質的に実験室の機器です。プロセスの流れに直接触れて動作するオンライン分析計と違うのはこの点であり、両者はまったく別の打ち合わせで指定することになります。

これらのシステムは通常、文書化された分析法に沿って購入されるため、仕様の検討は 3 つのことから外側へ展開します。分析対象物質、つまり測定すべき物質。マトリクス、つまり試料に含まれるそれ以外のすべて。そして結果が届くべき検出限界です。この 3 つが固まって初めて、どの技術を選びどの構成にするかという問いが続きます。

この順番が重要なのは、同じ物質でも複数の技術で測定でき、ランニングコストが大きく異なるからです。要求ではなく技術から選ぶと、従わなければならない分析法に使える計器を持たない実験室ができあがります。支える環境、つまりガス、真空、冷却、消耗品、標準品も、後回しにする項目ではなく判断の一部です。

分析機器の製品タイプ

色差計、元素分析計、およびこれらのシステムを支えるアクセサリも、このカテゴリに掲載しています。

分析機器の選び方

ある用途に対して正しい計器がただ1つということは稀ですが、納得できる候補と、それ以外を外せる判断材料は必ずあります。それを決めるのが次の質問です。

• 分析対象物質とマトリクスを併せて考える点です。マトリクスは物質そのものよりも強く技術を決めることが多く、清浄な水試料と分解した固体は、同じ対象に対して別の問題になります。
• 検出限界と報告下限です。単に検出できる水準ではなく、結果を比較すべき規制値があるかどうかも含みます。
• 実験室が従う分析法または規格です。認定を受けた手順では通常、技術と受理基準が定められています。
• 処理量です。試料数、前処理の時間、実験室がバッチで処理するか連続で処理するかにより、自動化を持つ価値があるかが決まります。
• 試料の前処理の経路です。抽出、分解、希釈は測定よりも長くかかることが多く、実験室の実効的な処理能力をこちらが決めます。
• 消耗品とその調達です。カラム、ランプ、ガス、溶媒、標準品、標準物質はいずれもランニングコストと使用期限があります。
• 必要となる支持環境です。実験台のスペース、真空、冷却、ガス供給、換気、電源は、そもそもどの計器を設置できるかを制限することがよくあります。
• データの扱いです。結果を定められた形式で報告する必要があるか、実験室システムに保持するか、生データに対して監査可能にするか。
• 保守と校正のサポートです。標準品へのアクセスと、実験室の停止許容時間以内に対応できる保守体制があるかも含みます。

順番に沿って選定を進める

1. 分析対象物質、マトリクス、濃度範囲を明示し、結果を何と比較するのかを確認します。
2. 実験室が従う分析法または規格を特定します。他のすべてを検討する前に技術が決まっていることがあります。
3. 結果が満たすべき検出限界と受理基準を定めます。
4. 1 つのシステムに詳しいことではなく、上の比較表を使い、3 つの回答から技術を選びます。
5. 試料の前処理の経路を検討し、手元の機器と人員で実行できるかを確認します。
6. 必要な処理量に合わせてシステムの規模を決め、オートサンプラーや自動化した前処理工程が見合うかも含めて検討します。
7. ガス、真空、冷却、換気、電源、実験台のスペースなど設置条件を確認します。実現可否を決めるのはこれらのことが多いです。
8. システムを初日から稼働させるために必要となる消耗品、標準品、保守体制を決めます。

方式の比較

注文前に確認するパラメータ

測定方式を選んだ後に残るのは、設置現場でしか確定できない値の一覧です。型式、価格、納期を変えるのは、次の値です：

• 分析対象物質が何か、および試料がどのマトリクス由来か。
• 濃度範囲と、分析法が必要とする検出限界。
• 実験室が従う分析法または規格、あるいは結果を照合する受理基準。
• 試料の形態と前処理の経路。分解、抽出、希釈の工程を含めて。
• 処理量。日またはバッチ単位の試料数と、前処理に使える時間。
• 設置可能な環境。実験台のスペース、電源、ガス、真空、冷却、換気。
• データの要求。結果の形式、ソフトウェア、保管、生データの保存が必要かどうか。
• 初期の発注に併せて必要な消耗品と標準品。
• 校正と保守の期待値。間隔と、実験室が必要とする対応時間。
• 実験室が品質システムの下で運用されているか、システムに添付すべき文書があるか。

これらの機器の使用分野