HYPERION 3000 FTIR Microscope head

リサーチ用顕微FT-IRシステム HYPERION

顕微分析からイメージングまで:HYPERION シリーズ

HYPERION は、30 年以上にわたる顕微赤外分光法の歴史の集大成といえる、究極の感度と空間分解能を実現したリサーチグレード赤外顕微鏡です。専用設計された各種の対物鏡やケミカルイメージング機能など、様々なコントラストを向上させるための数多くのツールを備える HYPERION シリーズ 赤外顕微鏡は、特に高い検出感度が要求される微量分析を、より簡単な操作で効率的に行うことを可能にしています。

感度と空間分解能

HYPERION シリーズ 赤外顕微鏡における空間分解能は、光の回折限界のみに依存します。光の利用効率に優れる光学デザインにより、最高の空間分解能においても高感度な微量分析が可能です。

HYPERION の光学系は、コンフォーカル(共焦点)設計を採用しています。サンプル上の測定部位を規定するためのアパーチャ(視野絞り)を、透過および反射いずれの測定モードにおいてもサンプルの前後にそれぞれに配置することが可能です。標準構成の HYPERION では、可視光透過ナイフエッジブレードを用いたアパーチャがサンプルの後段に装着されています。オプションで、金属製ナイフエッジアパーチャ、アイリス型アパーチャ、アパーチャホイール(多段式)を用意しております。

サンプリングの柔軟性

顕微 FT-IR による透過測定では、多くの場合サンプルを光学的に薄くする必要があり、通常サンプルに前処理を加えて 5–15 μm の厚みの切片にします。サンプルが平滑な金属表面に薄く塗布されているような場合には、反射法による分析が可能です。標準的には 15倍の倍率をもつ対物鏡が使われますが、より小さなサンプルに対してはさらに倍率の高い対物鏡(20倍や36倍)が有効です。

しかしながら、赤外光を透過あるいは反射させることが困難なサンプルも多く、そのようなサンプルに対しては ATR 法を用いることで分析手順を簡略化することができます。HYPERION シリーズ赤外顕微鏡に専用設計された ATR 対物鏡 (20倍) は、クリアな観察視野と微小領域における高感度 ATR 測定を両立させた、強力な分析ツールです。ブルカー・オプティクスの ATR 対物鏡には、標準で高性能電子式圧力センサーが搭載されており、サンプルの硬さに合わせた最適な接触圧力を設定することができます。また圧力センサーは、対物鏡に内蔵されており、ATR プリズムに直接かかる圧力をモニターします。したがって、マッピング測定のように異なる場所を連続的に測定した場合でも、ATR プリズムとサンプルの間の圧力は常に一定に保たれます。

金属表面に存在するナノメートルオーダーの薄膜の分析には、いわゆる高感度反射法が有用ですが、ブルカーの特許技術のひとつである 高感度反射対物鏡 (GAO: Grazing Angle Objective  を用いることで、単分子膜のような薄膜の分析が微小領域でも可能になります。一般的なカセグレン式対物鏡の場合と異なり、偏光赤外光を用いての分析も可能です。

 

 

波数領域の拡張

HYPERION シリーズ赤外顕微鏡で測定可能な波数範囲は、標準的な中赤外領域はもちろん、遠赤外、近赤外、さらには可視域まで拡張可能で、その範囲は最大で 80 cm-1 から 25000 cm-1(125 ~ 0.4 μm) におよびます。数多くの検出器オプションの中から同時に2台の検出器を搭載することが可能で、その切り替えもソフトウェアコントロールで簡単に行うことができます。また、検出器の載せ換えも、ユーザーご自身で行うことが可能で、特別な調整も不要です。

ソフトウェア

HYPERION は、ブルカー・オプティクスの OPUS ソフトウェアで制御されます。OPUS は、振動分光分析に求められる様々な機能を高い操作性とともに統合したオールインワンソフトウェアで、日常的なQA/QC分析から最先端の研究開発における高度なデータ解析まで、あらゆるニーズに対応します。分析用途に合わせ、ユーザーインターフェースをカスタマイズすることも可能です。

測定の結果として得られたスペクトルやサンプルの可視像をはじめ、赤外スペクトルイメージとその RGB プロットやPCA解析イメージ、スペクトルに関するテキスト情報など、様々な情報を統合的に一つのデータファイルに保存することが可能で、それらの操作も簡単に行うことができます。

HYPERION による分析は、OPUS のもつ多彩な機能により、簡単かつ確実に行うことが可能です。データ解析においては、測定で得られた単一のスペクトルについてはもちろん、イメージングや時間分解スペクトル等の複雑な三次元的なデータについても、多変量解析法をはじめとする様々な機能を用いて重要な要素を抽出して可視化することができます。例えばイメージングデータの解析では、サンプルの可視像に赤外スペクトルイメージを重ね合わせるといった高度なデータ処理も可能です。

INVENIO S Touch Platinum ATR HYPERION3000

INVENIO /HYPERION 3000 顕微FT-IRシステム

装置性能の診断

HYPERION シリーズ、顕微 FT-IR システムは常に信頼性の高いデータを提供します。システムの一部である VERTEX あるいは TENSOR シリーズ分光器に付属の PerformanceGuard™ (パフォーマンスガード) 機能がシステムの状態をリアルタイムでモニターし、また性能試験 (OQ、PQ) の自動化を可能にしており、装置性能の維持管理をサポートします。OPUS ソフトウェアは、GMP および 21CFR Part11 のガイドラインに準拠しています

柔軟性の高いデザイン

HYPERION シリーズ赤外顕微鏡には、1000、2000 および 3000 の 3 機種があり、下位の機種はそれぞれの上位機種にアップグレードすることができます。アップグレードすることにより、最新技術を用いた光学的分析ならびに顕微赤外分光分析が可能となります。

 

【HYPERION 1000】 HYPERION シリーズのベースモデル

主な機能、装備:

    • 透過/反射測定 (ATR、GAO オプション)
    • 透過型ナイフエッジアパーチャマニュアル式 XY サンプルステージ
    • 15倍カセグレン式対物鏡(赤外/可視両用)、4倍対物鏡(可視観察用)
    • 接眼鏡
    • CCDカメラ

【HYPERION 2000】 HYPERION 1000 の機能を自動化したリサーチモデル

主な機能、装備:

    • 透過/反射測定 (ATR、GAO オプション)

    • 透過型ナイフエッジアパーチャ
    • 電動式 XY サンプルステージ
    • 15倍カセグレン式対物鏡(赤外/可視両用)、4倍対物鏡(可視観察用)
    • 接眼鏡
    • CCDカメラ および 液晶ディスプレイ

【HYPERION 3000】 高速イメージングを可能にした、シリーズ最上位機種

主な機能、装備:

    • 透過/反射測定 (ATR、GAO オプション)
    • 二次元アレイ検出器による 赤外スペクトルイメージング
    • 透過型ナイフエッジアパーチャ
    • 電動式 XY サンプルステージ
    • 15倍カセグレン式対物鏡(赤外/可視両用)、4倍対物鏡(可視観察用)
    • 接眼鏡
    • CCDカメラ および 液晶ディスプレイ

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試料の目視解析

hyperion lcd 01

顕微FT-IR システムを用いた分析に際して、試料上の測定対象エリアを的確に捉えることが何よりも重要です。しかしながら多くの試料において、目視観察では明瞭なコントラストが得られないケースがあります。このような問題を解決するため、HYPERION には試料の観察像のコントラストを向上させる様々な機能が用意されています。 

  • 最大4個の対物鏡を同時装着可能な対物レボルバ
  • ケーラーアパーチャ(開口絞り)
  • 高精度オートフォーカス機能
  • 蛍光照明機能

試料像は、HYPERION に搭載された高性能CCD カメラを通して確認することができます。また、接眼鏡が標準装備されているので、CCD カメラで捉えきれない僅かなコントラストの違いも確実に識別することが可能です。

µ-FT-IR アクセサリ

ATR 対物鏡

ATR 06

HYPERION シリーズ赤外顕微鏡に専用設計されたATR 対物鏡は、クリアな観察視野と微小領域における高感度ATR 測定を両立させた強力な分析ツールです。ATR 対物鏡に内蔵された高感度圧力センサがATR プリズムに掛かる圧力をモニタしているため、測定に際して試料との接触は常に最適な圧力で再現性良く保たれます。

高感度反射対物鏡

Gra Obj

ブルカー・オプティクス独自の高感度反射対物鏡は、偏光赤外光を用いながら非常に高い感度を発揮するので、金属表面に存在する微量成分や薄膜成分の検出・解析に最適です。

IMAC マクロイメージング試料室

IMAC

オプションの IMAC 試料室 を接続することで、大型試料のFT-IR イメージング測定が可能です。HYPERION 3000 赤外顕微鏡には、IMAC に備わる二次元アレイ検出器が備わっています。

加熱対応アクセサリホルダー A599

A599

加熱対応アクセサリホルダーは、送信および反射モードにおける様々な試料のFT-IR / ラマン分析に使われます。温度は、室温レベルから180°C まで、ソフトウェアで自動制御されます。

加熱/冷却ステージ (A 699)

A699

HYPERION と加熱/冷却ステージを組み合わせることで、-196~600°C の温度環境下において試料の赤外スペクトル測定が可能です。

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高い空間分解能を持つFT-IRイメージング

HYPERION 3000

HYPERION 3000 は従来の単素子検出器による顕微分光分析に加え、赤外分光の分野における最新技術のひとつである、二次元アレイ(FPA:Focal Plane Array)検出器による FT-IRスペクトルイメージングを可能にしたリサーチ顕微鏡です。FPA 検出器を用いたイメージング測定では、4,096 本の赤外スペクトルを含む、観測エリア340 x 340µm、ピクセル分解能2.7µm のイメージを秒速で取得することができます。さらに電動XYステージを用いて連続して測定される複数のイメージをタイル状に配列することで、より広範囲のイメージを得ることも可能で、この場合の測定時間も通常分単位と、これまでにない高速性能を実現しています。優れた光学性能をもつHYPERION 3000 では、オプションで用意されるいずれの対物鏡を用いた場合も、空間分解能は光の回折のみに依存します。OPUS ソフトウェアのもつ豊富なイメージデータ処理機能も魅力の一つです。

Pixel resolution in the HYPERION 3000 in transmission and reflectance:

ObjectivePixel in resolution
15x2.7 µm
20x2.0 µm
36x1.1 µm

 

 

HYPERION は、豊富な解析機能と高い操作性が特徴のOPUS ソフトウェアにより制御されます。スペクトル測定から各種データ解析や評価、レポート作成まで、OPUS ひとつで処理することが可能なオールインワンソフトウェアです。ソフトウェアのユーザーインターフェースをカスタマイズすることも可能で、ルーチン分析から高度な研究開発まで、用途に合わせて最適なオペレーション環境を作ることができます。

分析により得られるスペクトルデータ、試料画像、赤外イメージ、PCA やRGB 処理によるイメージとプロット、テキスト情報など、すべての結果を一つのデータファイルに統合させることができますので、データ処理をスムースかつ確実に行うことが可能です。

hyperion3000-n

HYPERION 3000はTENSOR II またはVERTEXシリーズFT-IRと組み合わせることが可能です。

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