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在沒有氦氣的情況下，用桌上型波長分散式X射線螢光光譜儀—Supermini200 分析液體和粉末樣品

2024年夏季第40卷第2期
 
概要
在波長分散式X射線螢光光譜分析儀(WDXRF)分析中，通常會使用氦氣，對液體和一些粉末樣品進行測量，而其他的則會使用真空進行測量。然而，由於全球氦氣短缺，導致價格昂貴且交貨時間長，使得使用氦氣分析變得困難。起初，桌上型WDXF分析儀 Supermini200在測量樣品時，樣品室和光學實驗室都不是真空或是充滿氦氣的。Rigaku為Supermini200開發一個新的功能，在沒有氦氣的情況下，對所有型態的樣品，包含固體、粉末和液體，進行測量。本文將詳細敘述，Supermini200在空氣/真空環境下的測量方法，並介紹實際分析案例。


1. 介紹
近期，由於產量減少和需求增加，氦氣在全球範圍內供應短缺。因為供應量仍較低，導致近年來價格上漲。一般來說，WDXRF 光譜儀會在真空環境中，利用從樣品到偵測器的光程來測量樣品。然而，液體樣品無法置於真空的環境中，因此普遍在一個具有X射線高穿透力的惰性氣體—氦氣中測量。此外，當以散粉末法分析一些細粉末而不造粒時，樣品會在氦氣環境下測量，因為當樣品室抽真空和/或通風時細粒顆粒很容易散落。液體樣品是 X 光螢光分析中最常用的測量材料之一，由於氦氣供應的不確定性，人們擔心可能難以繼續進行此類分析。

為了解決這個問題，我們為桌上型 WDXRF 光譜儀 Supermini200 開發了一種新系統，可在空氣環境中測量樣品，同時將光學室保持在真空下。實現了對無法在真空環境中進行檢測的樣品測量，且無須使用氦氣。本文介紹了Supermini200測量空氣/真空氣氛的特點，並給出了分析實例。
 


 
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專業、多功能、小型波長分散式X射線螢光分析儀(WDXRF)Supermini200 (RX9)

2018年夏季第34卷第2期
 
簡介
台式波長分散式X射線螢光分析儀Supermini200及其前身，自2000年以來一直在市場上，並被世界各大洲用於研究和工業應用。自啟用以來，對於控制磷(P)、硫(S)、氯(Cl)含量的要求越來越高。為了應對這些挑戰，Supermini200現在配有高靈敏分析晶體RX9，實現了在碳氫化合物中，磷(P)、硫(S)、氯(Cl)含量的檢測下限(lower limit of detections，LLD)為0.1ppm。


總結
Supermini200搭配了靈敏分析晶體RX9，實現了對磷(P)、硫(S)、氯(Cl)含量的檢測下限(lower limit of detections，LLD)為0.1ppm。它不僅可以做為這些元素的常規分析儀器，還可以作為從氧(O)到鈾(U)，非常規未知樣品的通用元素分析儀器。其占地小和無障礙的安裝，也有助於Supermini200 (RX9)目前在石油煉製、化工製造和實驗室測試的運作。
 


 
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能量分散式X射線螢光光譜儀NEX CG對PM2.5的元素分析

2014年夏季第30卷第2期
 

近年來，人們越來越關注在大氣氣溶膠顆粒的影響，且其對全球氣候，空氣汙染和人類健康的影響進行了廣泛的研究。近期有關中國PM2.5濃度極高的報導，也引起全世界對這個問題的關注。

PM2.5是指漂浮在大氣中，直徑小於 2.5 微米（μm）的微小顆粒。這種顆粒的尺寸足夠小，以至於呼吸就可以讓顆粒進入到肺部深處，也就是空氣和血液密切接觸的地方。這不僅讓人們越來越重視其對呼吸系統的影響，也提升人們對心血管系統的關注。

包括對PM2.5的大氣氣溶膠進行元素分析，是提供其來源和環境影響的一項重要的手段。在日本，對PM2.5進行無機元素分析，建議採用電感耦合電漿體質譜法(ICP-MS)，對採集的樣品進行酸消解法。然而用這種分析方法的樣品製備複雜，且會因為操作人員而產生不同變化，而有分析誤差。此外，因應電感耦合電漿體質譜法(ICP-MS)的需求，樣品要溶解在酸性溶液中，因此樣品無法在測量後回收。

為了克服這些問題，日本環境省在2007年制定了「PM2.5成分分析指南」，即是利用X射線螢光光譜儀對無機元素進行簡單且無損分析的方法。該指南在2013年進行修訂，更具體地描述XRF對PM2.5進行分析的過程。
 


 
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利用X射線電腦斷層掃描技術，觀測腎臟微觀結構

2024年夏季第40卷第2期
 
 
概要
Rigaku的nano3DX 是一款實驗室X射線顯微鏡，能透過X射線投影圖像進行電腦斷層重建，從而實現對樣本三維結構的非破壞性觀測。作為實驗室X射線顯微鏡，在生物學領域應用的一個例子，對腎臟微觀結構的X射線電腦斷層掃描的觀察已經完成。透過觀察用重元素試劑染色的老鼠腎臟切片，和封裝成片狀的樹脂，其顯示的腎單位三維染色圖像，可以用亮度值區分重元素染色的近端和遠端小管。未來實驗室顯微鏡的發展，預計將包括在醫學和結構學領域上的應用。

 

介紹
X射線顯微鏡是一種利用X射線的高穿透性，對厚樣品內部進行非破壞性觀察的成像技術。由X射線顯微鏡拍攝的連續投影圖像，透過一種稱為電腦斷層掃描(CT)的計算方法進行處理，以重建三維(3D)圖像，從而對3D結構進行非破壞性的觀察。Rigaku的nano3DX 是一款實驗室X射線顯微鏡，它使用了一個方便使用的實驗室X射線源。使用實驗室X射線顯微鏡的X射線電腦斷層的方法，已被廣泛應用在工業材料，例如最近還應用在一些生物樣品。本文以nano3DX在生物領域的應用為例，介紹了nano3DX對老鼠腎臟微觀結構的觀察。
 


 
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利用能量分散式X射線螢光分析儀進行外來物質分析

2019年冬季第35卷第1期
 
 
 
作為一種便捷且快速的元素分析技術，X射線螢光光譜法被廣泛應用在許多工業領域。值得注意的的是，能量分散式X射線螢光分析儀(EDX)由於其系統配置不需要分散元件和測角儀，因此提供微型化的可能性。此外，由於其能夠同時分析多種元素，這些光譜儀在需要快速分析未知樣品成分時，尤其顯示出其優越性。其中一個最好的例子，就是分析產品中的外來物質。

近年來，消費者的安全意識不斷提高。如果產品在發貨後被發現含有外來物質，製造商將被要求迅速準確地對這些外來物質進行分析，並確定汙染途徑。雖然有許多種技術可用於分析此類外來物質，但EDX分析儀在便攜性和速度方面表現突出，並且被認為是最適合這類分析。

本報告將描述使用NEX DE能量分散式X射線螢光分析儀，進行外來物質分析所涉及的方法，並介紹幾個具體案例。
 


 
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鹵素 (Halogen)元素的X射線螢光分析

2021年冬季第37卷第1期
 
 
 
鹵素 (Halogen)元素對應於元素週期表中第17族，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）。含有鹵素的材料和產品，在我們的生活中被廣泛使用。例如，氟存在於鐵氟龍(聚四氟乙烯Polytetrafluoroethylene，簡稱為PTFE)和牙膏中，氯存在於鹽和聚氯乙烯（Poly vinyl chloride, 簡稱為PVC）中，溴存在於溴化阻燃劑和感光劑中。
雖然這些鹵素元素為各種產品提供了實用的功能，但它們也可能對工業和環境產生不利影響。
 



生產線設備的腐蝕


如果焚化爐所使用的燃料（如石油、垃圾衍生燃料等）含有氯，則有可能在生產過程中腐蝕焚化爐和鍋爐。用於製造過程中的催化劑可能會被氯汙染，從而導致目標材料的生產效率降低。
 


環境法規


氯和溴的化合物被用做塑膠的阻燃劑。當含有這些元素的塑料被焚燒時，會產收有害氣體，如二噁英（一組多氯性芬香族化合物），這可能導致環境汙染。由於近期越來越重視環境問題，無鹵產品和無鹵廢棄物受到大力推廣。
 


半導體、電氣設備的缺陷對策


如果半導體製造廠所使用的有機溶劑中含有鹵素，可能對電子元件和精細陶瓷等原材料產生腐蝕和不必要的改變，從而降低功能和性能。因此，正在對這些材料中的鹵素元素進行分析，以提高產品產量。

基於這些原因，各行業都在對鹵素元素進行分析，以便在製造過程中進行驗收和質量控制。特別是在需要分析大量樣品的領域，需要一種能夠快速、簡單分析的方法。
熱裂解鹵素離子分析儀（CIC)和感應耦合電漿放射光譜儀(ICP-OES)，被廣泛用於分析鹵素元素的方法。然而，這些方法需要複雜的樣品製備技術和設備維護。另一方面，透過使用X射線螢光光譜法(XRF)，可以快速獲得分析結果，因為樣品製備和儀器維護簡單，且分析時間較短。基於以上優點，XRF在工業中獲得了廣泛的應用。本文將介紹使用XRF對各種樣品的鹵素元素進行分析的實際案例。



 
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手持式1064nm拉曼光譜儀在藥物原料鑑別中的優勢

2016年冬季第32卷第1期
 
對製藥行業來說，品質控制是至關重要的。其中原料鑑別(raw material identification, RMID)是品質控制中不可或缺的一部分。近期，包括日本在內的許多國家的醫療衛生部門，加入了國際醫藥品稽查協約組織（The Pharmaceutical Inspection Co-operation Scheme, 簡稱PIC/S），因此快速、穩定的原料鑑別變得更為重要。

在原料鑑定領域中，紅外光譜(infrared, IR)分析法和近紅外光譜(near infrared, NIR)分析法比拉曼光譜分析法更早被使用。然而這些分析方法在可分析的材料類型上存在侷限性。拉曼光譜分析法可以解決過去遇到的許多限制或是問題，是目前被廣泛認可的一種有用的材料鑑定方法。

拉曼光譜分析法相對於紅外線光譜(IR)分析法和近紅外線光譜(NIR)分析法有一項重要的優勢：水不會產生干擾，因此可以測量潮濕樣品，甚至水溶液。

另一項優勢是，拉曼光譜分析法能夠直接透過玻璃瓶或透明袋，對材料進行鑑別，從而最大限度的降低汙染風險。此外，在材料鑑別方面與近紅外線光譜分析法相比，拉曼光譜分析法中存在豐富、清晰且易分辨的光譜峰，因為有這些清晰且豐富的光譜峰，拉曼光譜分析法不需要像近紅外線光譜分析法那樣，建立耗時的化學計量模型。最後，在無機材料分析方面，比起顯示微弱峰值的近紅外光譜分析法，拉曼光譜分析法更容易進行分析。
 


 
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X射線分析顯示，鎂合金有望成為一種有用的輕質材料

2021年夏季第37卷第2期
 
 
減輕重量是各行各業面臨的重要挑戰，包括交通(汽車、航空或高鐵製造)、電子設備和智能機器人等領域。因此，尋找更輕的材料成為一個熱門的研究課題，因為它可能對人們的日常生活產生重大影響。隨著全球汽車擁有量預計持續增長，更好的燃油經濟性和減少二氧化碳排放，是目前技術發展中更重要的需求。

使用輕金屬或高強度樹脂代替鋼材，是現在製造零件的一個顯著趨勢。鎂合金被認為是一個有潛力的下一代高性能材料。事實上日本經濟產業省非鐵金屬課(或稱有色金屬課)，發布了一則名為「2016年有色金屬工產業戰略」的報告，提出推廣這些輕金屬，包含鎂的行銷計畫。

本文揭示了使用實驗室X射線分析儀，對代表鎂合金的原材料和表面處理的AZ31B進行多方面無損檢驗的例證，並指出這些分析儀作為無損檢驗工具，具有很大的價值。


 
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Thermo plus EVO2 DSCvesta 熱示差分析儀熱法

2018年冬季第34卷第1期
 
熱分析儀被廣泛應用於各種專業領域，如新材料開發、產品評估或質量控制等。它可以輕鬆地測量材料融化過程中的反應溫度或反應能量。熱示差分析儀(DSC)是一個可以檢測樣品在加熱，或冷卻過程中產生熱能變化的分析工具。

Thermo plus EVO2 DSCvesta (熱示差分析儀)配備了先進的爐體，在測量溫度範圍內是領先的DSC儀器。與傳統型號相比，其靈敏度和測量範圍顯著提高。

該爐體採用創新的 Δ (Delta)結構，同時低功率消耗有助於提高冷卻和加熱效率。

此外，通過提供冷卻配件和複雜測量配件，可提高儀器的擴展性。傳統模型難以確定的現象，可以在該儀器獲得廣泛數據，並在各個學術領域進行廣泛應用。

 
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熱示差掃描量分析儀
DSC Differential Scanning Calorimeter
(Vesta/ 8231/ 8271)

熱重-熱示差分析儀
STA Simultaneous Thermogravimetric
Analyzer TG-DTA/DSC 8122


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龍宮(小行星)樣本的宏觀化學組成分析 — 利用 WDXRF 和 TG-MS 對外物質進行分析

2023年夏季第39卷第2期
 
 
太空船「隼鳥2號」，成功地從龍宮(小行星)的表面採集了5.4克的樣本，並於2020年12月6日將其帶回地球。對於龍宮(小行星)的樣本分析，使用了ZSX Primus IV 波長分散式 X射線螢光元素分析儀和Thermo plus EVO2 TG-DTA8122 熱重熱示差分析儀，搭配GC-MS(氣相層析質譜儀)（TG-MS, 熱重串聯質譜儀）一起使用。

24毫克的龍宮樣本（C0108），以粉末的形式，透過XRF進行分析，且沒有進行任何制粒或薄膜覆蓋。基於基本參數(FP)方法得出的結果顯示，包括碳和氧在內的23種元素的分析結果，與其他分析方法一致。龍宮中的元素豐度，顯示出與碳質球粒隕石相似之處，後者的成分是最原始的，且與太陽系的元素豐度相似的。

使用約1毫克的龍宮樣本顆粒 – A0040，進行了TG-MS測量。龍宮樣本中，水(H₂O)和二氧化碳(CO₂)的總含量分別為6.8和5.5質量百分濃度(mass%)。相較於碳質球粒隕石，龍宮樣本中含有更少量的水(H₂O)。TG-MS測量揭示了在低溫條件下(< 300)，龍宮和碳質球粒隕石釋放水(H₂O時存在的差異性。


 
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熱重-熱示差分析儀 STA Simultaneous
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超越靜態結構：X 射線溶液散射：MAXS 揭示非磷酸化人類激酶 MAP2K4 催化作用期間大規模運動

小角度 X 光散射（SAXS）以分析蛋白質溶液的大小和形狀的技術聞名。標準SAXS使用q=0.25 Å⁻¹以下的數據。因此，SAXS只能提供有關目標分子聚集，和近似分子形狀的大小變化信息。另一方面，中角區域的X 光散射(q = 0.30–0.75 Å⁻¹) ，包含分析分子結構和溶液構象變化的重要訊息，例如分子內三級結構間的距離和二級結構間的距離。透過使用這個中角區域的數據，我們可以視覺化更詳細的分子行為和構象變化。包含此一重要的中角區域信息的溶液散射方法稱為「中角度X光散射（MAXS）」。本文介紹(人體)激酶MAP2K4在溶液結構中的大規模運動，是透過MAXS進行結構整體分析揭示的。
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波長色散 X 射線螢光光譜儀 - ZSX PRIMUS III NEXT

X射線螢光分析是一種元素分析方法，透過簡單的樣品製備，可以快速、無損地分析樣品中所含的元素。此外，由於其良好的測量再現性，它被廣泛用於鋼鐵、水泥、耐火材料和其他材料的製程控制和品質控制分析。

為了滿足客戶的要求，Rigaku的ZSX Primus系列連續波長色散X射線螢光光譜儀，包括ZSX Primus IV以上的高階分析儀，ZSX Primus IVi和ZSX Primus400以下的高階分析儀，用於大樣品的XRF分析。

Rigaku已經開發了一種新的光譜儀ZSX Primus III NEXT並配備了光管，作為ZSX Primus III+的後繼產品。與先前的光譜儀相比，此光譜儀的硬體和軟體性能和功能都有所改進，對日常分析的支援能力也有所增強。
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THERMOPLUS EVO3 DSCVESTA2: 採用新設計的熱感測器的熱示差分析儀

熱分析儀廣泛應用於各種材料領域。 具體而言，DSC（熱示差分析儀）是用於研究玻璃溫度轉變，以及聚合物和藥品熔點的重要工具。 2017年，Rigaku 發佈了 DSCvesta®，它具有比早期型號更高的靈敏度、更好的穩定性，並且能測量的溫度範圍更廣泛。 最近，Rigaku開發了比其(DSCvesta®)更高階的型號 — DSCvesta2，配備了新設計的熱感測器，以進一步提高DSC性能。
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透過向濕空氣中解吸/吸收水分子來重複儲存/釋放熱量的層狀二氧化錳的 X 射線衍射測量

我們發現，層狀二氧化錳（birnessite，δ-MnO2）可以透過嵌入機制來儲存/釋放熱量，其中潮濕大氣中的水分子在層之間脫嵌/嵌入。該材料被發現具有儲熱材料所需的各種性能的良好平衡，例如低儲熱溫度、高熱能密度、良好的充放電倍率和循環性能。本文透過原位X射線衍射測量分析了層狀二氧化錳的高溫穩定性以及伴隨水分子嵌入/脫嵌的晶體結構變化，並透過熱重差熱分析和差示掃描量熱法評估層狀二氧化錳的儲熱性能。
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NEX CG II 高等卡氏幾何 EDXRF

NEX CG II 是一款多元素、多用途能量色散 X 射線螢光 (EDXRF) 光譜儀，可進行快速定性和定量微量元素分析，並滿足許多行業的需求。這款新一代高階光譜儀是微量重金屬和鹵素分析的理想選擇，多個產業的需求不斷增長。這些功能使 NEX CG II 特別適合環境監測、工業廢棄物應用、回收材料、電子元件、製藥材料、化妝品等領域的微量元素分析。
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X射線CT重建基礎 — 迭代重建原理及應用

本文介紹了 X 光電腦斷層掃描中迭代重建的原理和應用。我們用幾個真實的例子來展示迭代重建如何能夠比傳統的重建方法產生更高品質的重建影像。

本文介紹了迭代重建（IR）方法的原理和應用。第 2 節描述了獲取投影影像的過程，並指出了 CT 測量的一些重要注意事項。傳統重建演算法的原理如第 3 節所示。IR 方法的原理和特點在第 4 節中描述。最後，第 5 節展示了 IR 工作良好而傳統重建方法卻舉步維艱的情況。
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