Spektrianalyysien

Spektrianalyysi on analyysimenetelmä, jossa tutkitaan näytteen elektromagneettisen säteilyn spektriä. Spektri tarjoaa tietoa näytteen kemiallisesta koostumuksesta ja ominaisuuksista, eikä sen tarvitse perustua täysin samansuuntaiseen kemialliseen käsittelyyn. Eri aallonpituuksilla syntyvät viivat, piirteet ja tausta kertovat siitä, mitä yhdisteitä näytteessä on ja missä määrin.

Tyypillisiä spektrianalyysin muotoja ovat optinen spektrianalyysi, kuten UV–Vis-spektroskopia, infrapunaspektroskopia (IR), Raman-spektroskopia ja fluoresenssispeskotopia, sekä massaspektroskopia (massa-spektroskopia). Näitä tukevat erilaiset hajotinta- ja detektiotekniikat sekä kalibrointi- ja kirjastomenetelmät, joiden avulla voidaan määrittää sekä koostumus että pitoisuudet.

Peruslaitteisto koostuu näytteen käsittelystä sekä säteilyn muodostamisesta ja vastaanottamisesta. Spektri muodostuu hajottamalla valoa diffraktiolaitteiden, kuten prisman tai gratingin, avulla tai käyttämällä Fourier-transform -spektroskopiaa. Detektoreina käytetään esimerkiksi CCD-kameroita tai PMT- (fotomultipliäri) detektoreita. Analyysi perustuu kalibrointiin standardein, mittausten toistettavuuteen ja tilastolliseen käsittelyyn, jolla voidaan määrittää koostumus ja pitoisuudet.

Sovellukset ulottuvat kemian, ympäristötutkimuksen, lääketieteen, materiaalitieteen sekä astro- ja tähtitieteen aloille. Spektrianalyysi auttaa tunnistamaan epäpuhtauksia, mittaamaan kontaminaatioita ja määrittämään kohteiden ominaisuuksia ilman vaativaa kemiallista muokkausta.

Rajoitteita ovat muun muassa näytteiden matriisivaikutukset, spektrin päällekkäisyys viivoissa sekä instrumenttien kustannukset. Kehityssuuntaaihin kuuluvat kannettavat ja kontaktorajatonta mittausta mahdollistavat laitteet, hyperspektriaalinen kuvantaminen sekä kehittyneet signaalinkäsittelymenetelmät, mukaan lukien tekoäly.