spektrianalyysit

Spektrianalyysit ovat menetelmiä, joissa tutkittavan kohteen emittoimaa, absorboitunutta tai muulla tavoin syntyvää säteilyä tai signaalia analysoidaan spektrin perusteella. Spektri kuvaa säteilyn taajuus- tai aallonpituusjakaumaa ja sen piirteet voivat paljastaa kemiallisen koostumuksen, rakenteen tai fysikaaliset olosuhteet. Spektrianalyysiä käytetään laajasti sekä luonnontieteissä että tekniikassa.

Keskeisiä spektrianalyysin muotoja ovat absorptio- ja emissiospektroskopia sekä fluoresenssi- ja Raman-spektroskopia sekä infrapuna- (IR) ja ultraviolettispektrispektri (UV-Vis). Massaspektroskian spektrit tarkastelevat aineiden massoja ja koostumusta, usein erotellen yhdisteitä isomeettisten tai isotooppisten piirteiden perusteella. Tekniikoita yhdistellään instrumentaalisesti, ja käytettäessä käytetään erilaisia detektoreita sekä mittauslämpötiloja ja -olosuhteita.

Datan käsittelyyn kuuluu taustatason korjaus, sovelluksesta riippuen baseline- ja normausmenetelmät, sekä piirteiden eli huippujen havaitseminen ja kvantitatiivinen analyysi. Usein käytetään standardien avulla kalibrointia, mittausevarmuuden arviointia sekä spektrin dekonvoluutiota, kun piirteet ovat päällekkäisiä. Fourier- ja muut transformaatiot auttavat signaalin ja spektrin erottamisessa sekä taajuusperusteisessa analyysissä.

Sovellukset kattavat aineiden tunnistamisen ja pitoisuuksien määrityksen kemianteollisuudessa, ympäristömittauksissa ja biolääketieteessä, sekä astro- ja materiaalitutkimuksessa. Spektrianalyysiä käytetään myös monissa teknisissä sovelluksissa, kuten laadunvalvonnassa ja signaalinkäsittelyssä, missä säteilyn tai signaalin spektri paljastaa olennaiset ominaisuudet. Haasteina ovat resoluutio, mittauslähde, kohinan hallinta ja spektrin tulkinnan epävarmuudet, joita pyritään pienentämään standardoinnilla ja huolellisella kalibroinnilla.