FTIR のメソッドを書くとき、たいてい「分解能 4 cm⁻¹、積算 16回」のように設定を記録する。では、その 4 cm⁻¹ は何を保証しているのか。
これに一言で答えられないのは、答える側の理解不足ではない。分解能という言葉が、三つの層で違う意味を持っているからである。
- 光学の層：分解能は干渉計の光路差の逆数で決まる。ただし 1/OPD は上限であって、実際の値ではない
- データ処理の層：係数を決めているのはアポダイゼーション関数である。同じ鏡の移動距離でも、関数の選択で分解能は 0.68/L から 1.16/L まで動く
- 規制の層：薬局方の「分解能試験」は cm⁻¹ で書かれていない。ポリスチレンフィルムの二点間の吸光度差で定義され、しかも日本薬局方・欧州薬局方・USP・インド薬局方で合否基準がすべて違う
つまり「分解能 4 cm⁻¹」は、装置の設定値としては一意でも、それが何を分解できることを意味するかは一意ではない。
本記事は、この三層を順にほどく。あわせて、なぜ FTIR が分散型に取って代わったのか、なぜ ATR が主流になったのか、そして ATR 結晶をどう選ぶのかを、原典の数値で確認する。
4手法（FTIR・ラマン・UV-Vis・NIR）の使い分けと、ATR の潜り込み深さの全体像は 分光分析の全体像 で扱っているので、本記事は FTIR そのものの中身に絞る。
この記事の読み方
- 入門者：1〜2 節。FTIR が何をしている装置なのか。
- メソッドを書く人：3〜4 節が本題。分解能と S/N、アポダイゼーション。
- 公定法・査察に関わる人：5〜6 節。局方ごとの適格性評価基準の違い。
- ATR を使う人：7〜8 節。結晶の選び方。
- 急ぐ人：10 節のチェックリスト。
数値はすべて原典（メーカーの技術資料・薬局方対応の白書）を開いて確認している。裏が取れなかったものは、本文中でその旨を明示した。
1. FTIR は「波数ごとに測る」装置ではない
名前に反して、FTIR は赤外の波数を順番に走査していない。全部の波数を同時に測り、あとから計算で分けている。
中核はマイケルソン干渉計である。Newport の解説はこう説明する。
a beam splitter, a fixed mirror, and a mirror that translates back and forth, very precisely （ビームスプリッター、固定鏡、そして精密に前後へ並進する鏡）
光源からの赤外光をビームスプリッターで二手に分け、片方を固定鏡、片方を動く鏡へ送る。戻ってきた二つの光を重ね合わせると、鏡の位置に応じて強め合ったり弱め合ったりする。この光路差に対する強度の変化を記録したものがインターフェログラムであり、これをフーリエ変換するとスペクトルになる。
ここを押さえると、後の話がすべて素直に理解できる。測定しているのは光路差の関数であって、波数の関数ではない。波数軸は計算の産物である。だからこそ、次節以降の「分解能」も「アポダイゼーション」も、光路差の側の事情で決まる。
2. FT が分散型に勝った理由
かつての赤外分光光度計は、プリズムや回折格子で波長を分けてスリットを通し、一波長ずつ測っていた（分散型）。FTIR がこれを置き換えたのには、明確な理由がある。Newport の解説はこう挙げる。
多重化の利点（Fellgett の利点）
All the wavenumbers of light are observed at once （すべての波数の光が同時に観測される）
一波長ずつ順に測る代わりに全波数を同時に測るので、同じ時間で S/N が上がる。逆に言えば、同じ S/N なら短時間で済む。
スループットの利点（Jacquinot の利点）
FTIR instruments do not require slits (in the traditional sense) to achieve resolution （FTIR 装置は分解能を得るために（従来の意味での）スリットを必要としない）
分散型では分解能を上げるほどスリットを狭め、光量を捨てることになる。干渉計にはその制約がない。分解能と光量が直接には競合しないのが大きい。
波数精度（HeNe レーザー） 干渉計には、赤外光と並走する形で HeNe レーザーが組み込まれている。
A HeNe laser emits light with a wavelength which is known to a very high degree of accuracy. （HeNe レーザーは、きわめて高い精度で既知の波長の光を放つ）
この既知波長の干渉縞を数えることで、動く鏡の位置を正確に知る。波数軸の精度が、機械の工作精度ではなくレーザーの波長で担保される。装置ごとに波数がばらつかない理由がここにある。
なお、局方の適格性評価で「波数スケール」を確認するのは、この HeNe 基準が正しく効いているかを見る作業でもある（5節）。
3. 分解能は光路差の逆数 ― ただし 1/OPD は上限にすぎない
分解能を決めるのは、動く鏡がどれだけ動いたかである。Newport の解説は端的に書く。
the resolution limit is simply an inverse of the achievable optical path difference, OPD （分解能の限界は、達成できる光路差 OPD の単純な逆数である）
同解説は例も挙げている ―― 光路差 2 cm の装置なら 0.5 cm⁻¹。逆数そのものである。
ここまでは物理だが、実務で注意が要るのはここからである。1/OPD はあくまで上限であって、実際に得られる分解能はその値にならない。係数を決めているのは干渉計ではなく、次節で扱うアポダイゼーション関数である。島津製作所の資料が示す実測係数でいえば、同じ鏡の移動距離 L に対して分解能は 0.68/L（box-car）から 1.16/L（Gaussian）まで動く。同じ装置・同じ設定でも、処理関数の選択で 1.7 倍の幅がある。
実務上の含意は3つある。
- カタログの「最高分解能 0.5 cm⁻¹」を装置間で単純比較しない。どの条件・どの関数での値かを確認する必要がある
- 分解能を上げるほど測定時間が延びる。鏡を長く動かす以上、1スキャンに要する時間が増える
- 分解能を上げるほど S/N は不利になる。同じ時間なら積算回数が減り、かつ1点あたりに配分されるエネルギーが減る
「とりあえず高分解能で測る」が正しくないのはこのためである。固体や液体の凝縮相スペクトルはバンド幅が数十 cm⁻¹ あるので、4 cm⁻¹ で足りることがほとんどである。分解能が要るのは、回転構造が見える気体のような場合に限られる。
4. アポダイゼーション ― 側波を消すと、別のものが失われる
前節で「光路差は有限」と書いた。ここに、もう一つの落とし穴がある。
無限の光路差でフーリエ変換すれば理想的なスペクトルが得られるが、実際の鏡の移動距離は有限なので、インターフェログラムはどこかで打ち切られる。島津製作所の解説はこう説明する。
the moving mirror reciprocates through a finite distance, such that in practice this integration has to be cut off in a finite range （動く鏡は有限の距離を往復するので、実際にはこの積分を有限の範囲で打ち切らねばならない）
打ち切りをそのまま（box-car 関数で）行うと、鋭いピークの周りにリンギング（側波）が出る。同解説は具体的な大きさを示している。
Ripples are formed around a large peak […] the largest ripple after the peak is the adjacent valley, which has a depth of approximately 21 % peak height. （大きなピークの周りに波が生じる……ピークの後で最大の波は隣接する谷で、その深さはピーク高さのおよそ21%である）
ピーク高さの21%の偽の谷が立つ。これは無視できる大きさではない。定量にも、ライブラリ検索にも効く。
そこでインターフェログラムに重み付け関数を掛けて端を滑らかに落とす。これがアポダイゼーションである。島津の解説が挙げるのは box-car、三角、Happ-Genzel の3つで、結論はこうである。
Reducing the ripples implies a compromise between the resolution and peak height. Improving one makes the other worse. （波を減らすことは、分解能とピーク高さの間の妥協を意味する。一方を良くすれば、他方は悪くなる）
そして実務上の既定値も明示されている。
The Happ-Genzel function is normally used. （通常は Happ-Genzel 関数が使われる）
in cases where good resolution is required, such as gas measurements, the box-car function is used （気体測定のように良い分解能が必要な場合には box-car 関数が使われる）
同資料は、主要な関数を数値で並べた表も載せている。鏡の移動距離を L としたときの値である（分解能は「ピーク高さに対して2%のくぼみ」を分解の基準とした場合、リップルはピーク高さに対する割合）。
| アポダイゼーション関数 | 半値幅 | 分解能 | ピーク高さ | リップル |
|---|---|---|---|---|
| Box-car | 0.60/L | 0.68/L | 2.0L | −0.215 |
| Triangular | 0.88/L | 0.88/L | 1.0L | +0.045 |
| Happ-Genzel | 0.91/L | 0.89/L | 1.08L | −0.006 |
| Cosine | 0.82/L | 0.85/L | 1.27L | −0.067 |
| Lorenz | 0.71/L | 0.73/L | 1.26L | −0.055 |
| Gaussian | 1.17/L | 1.16/L | 0.79L | −0.000 |
この表が、本記事の主張をそのまま数字にしている。
- box-car と Happ-Genzel で、分解能の係数は 0.68/L と 0.89/L。同じ鏡の移動距離で、分解能に約1.3倍の差がつく（数値が小さいほど良い）
- 同じ二つで、リップルは −0.215 と −0.006。約36倍の差である
- ピーク高さは 2.0L と 1.08L。box-car のほうが約2倍高い
つまり box-car は分解能もピーク高さも最良だが、21.5%のリップルを引き受けることになる。Happ-Genzel はリップルを 0.6% まで潰す代わりに、分解能とピーク高さの両方を差し出している。「どちらを良くすれば他方が悪くなる」というのは、この表のことである。
ここが本記事の核心のひとつである。設定画面で「分解能 4 cm⁻¹」を選んでも、アポダイゼーションが Happ-Genzel か box-car かで、得られるスペクトルの見かけの分解能もピーク高さも変わる。同じ試料を別の装置で測って強度が合わないとき、疑うべき設定項目のひとつがこれである。
そして3節で触れた「1/OPD にならない」の正体もここにある。よく引かれる 0.9/L という係数は、既定の Happ-Genzel を使ったときの 0.89/L のことである。装置固有の値ではなく、選んだ関数の値である。
そしてメソッドに分解能だけを書いてアポダイゼーションを書かないと、その測定は再現できない。
5. 局方の「分解能」は cm⁻¹ で書かれていない
ここから規制の層に入る。
FTIR を公定法で使う場合、装置の適格性評価が要る。ところが薬局方の「分解能試験」は、cm⁻¹ の数値では書かれていない。使うのはポリスチレンフィルムである。
Agilent が主要薬局方への FTIR 適合をまとめた白書によれば、対象となる薬局方はいずれも NIST SRM 1921b にトレース可能な厚さ約 35 µm のポリスチレンフィルムの使用を推奨している。そのうえで、確認する性能パラメータはこうである。
- 波数スケール（波数精度）：ポリスチレンの既知バンドの位置が許容範囲に入るか
- スペクトル分解能：ポリスチレンの特定の二点（極大と極小）の吸光度差または比が基準を満たすか
つまり局方が定義している「分解能」は、近接する二つのバンドの谷がどれだけ深く落ちるかであって、装置の設定値ではない。同じ「4 cm⁻¹」でも、アポダイゼーションや光学系の質が悪ければ谷は浅くなり、この試験に落ちる。局方の分解能試験は、設定値ではなく実際に出てくるスペクトルを見ている。
日本薬局方についてはもう一点ある。同白書はこう記す。
JP には、Ph.Eur.、USP、IP にはない 2 つのパラメータ（「透過率の再現性」と「波数の再現性」）に関する記述があります。
日本薬局方だけが再現性を2種類求めている。海外製ソフトの既定メソッドをそのまま使うと、この2項目が抜ける。
ここは初稿では白書の記述だけで書いていたが、第十九改正日本薬局方〈2.25〉の原文で確認できた（2026-10-06 追記）。条文はこう書いている。
透過率及び波数の再現性は，ポリスチレン膜の3000 ～ 1000 cm⁻¹における数点の吸収を2回繰り返し測定するとき，透過率の差は0.5％以内とし，波数の差は3000 cm⁻¹付近で5 cm⁻¹以内，1000 cm⁻¹付近で1 cm⁻¹以内とする．
波数の再現性の許容幅が、3000 cm⁻¹ 付近と 1000 cm⁻¹ 付近で5倍違うことに注意がいる。高波数側のほうがゆるい。干渉計の波数精度はレーザー基準で決まるので本来は相対量であり、高波数ほど絶対値で見た許容が大きくなるのは理にかなっている。
分解能試験の判定値も原文で確認できた。白書の記述と一致する。
厚さ約0.04 mmのポリスチレン膜の吸収スペクトルを測定するとき，得られた吸収スペクトルの2870 cm⁻¹付近の極小と2850 cm⁻¹付近の極大における透過率(％)の差は18％以上である．また，1589 cm⁻¹付近の極小と1583 cm⁻¹付近の極大の透過率(％)の差は12％以上である．
ただしフィルムの厚さの書き方は一致しない。白書は「NIST SRM 1921b にトレース可能な厚さ約 35 µm」と書くが、日本薬局方の条文は「厚さ約 0.04 mm」＝ 40 µm である。公定試験として手元のフィルムの適否を判断するなら、条文のほうの数値で確認するのが筋になる。
6. 同じポリスチレンで、局方ごとに合否が違う
さらに踏み込むと、同じフィルムを同じ装置で測っても、どの薬局方に従うかで合否の基準が違う。同白書が挙げる基準を並べる。
波数スケール／波数精度（透過測定モード）
| 薬局方 | 使用するポリスチレンのバンド | 許容範囲 |
|---|---|---|
| 欧州薬局方 2.2.24 | 906.6 / 1028.3 / 1601.2 / 3060.0 cm⁻¹ | ±1.0 cm⁻¹ |
| USP \<854> | ポリスチレンの複数のシャープなバンド。「最もよく選択されるバンドは 1601.2 cm⁻¹」。複数波数での測定は要件ではない | ±1.0 cm⁻¹ |
| 日本薬局方 2.25（原文で確認） | 3060.0 / 2849.5 / 1942.9 cm⁻¹（906.6 cm⁻¹ は条文の一覧に無い） | ±1.5 cm⁻¹ |
| 1601.2 / 1583.0 / 1154.5 / 1028.3 cm⁻¹ | ±1.0 cm⁻¹ | |
| インド薬局方 | 1028.3 / 1154.5 / 1583.0 / 1601.2 / 2849.5 / 3060.0 cm⁻¹ | ±1.0 cm⁻¹ |
スペクトル分解能（透過測定モード）
| 薬局方 | 判定のしかた | 基準 |
|---|---|---|
| 欧州薬局方 2.2.24 | 2870 cm⁻¹ の極小と 2849.5 cm⁻¹ の極大の吸光度差 | > 0.33 |
| 1589 cm⁻¹ の極小と 1583 cm⁻¹ の極大の吸光度差 | > 0.33 | |
| 日本薬局方 2.25 | 約 2850 cm⁻¹ の最大吸収と約 2870 cm⁻¹ の最小吸収の差 | 透過率で 18 % |
| 約 1583 cm⁻¹ の最大吸収と約 1589 cm⁻¹ の最小吸収の差 | 透過率で 12 % | |
| インド薬局方 | 2870 / 2849.5 cm⁻¹ の吸光度差 | > 0.33 |
| 1589 / 1583 cm⁻¹ の吸光度差 | > 0.08 | |
| USP \<854> | 運転時適格性評価で必須なのは波数精度。分解能試験は必須要件として挙げられていない | ― |
読みどころは3つある。
- 日本薬局方だけが透過率（%）で書き、他は吸光度差で書く。単位が違うので、そのまま比較できない
- 欧州薬局方とインド薬局方は同じ 1589/1583 の組を使いながら、基準が 0.33 と 0.08 で4倍違う。インド薬局方のほうがゆるい
- 日本薬局方の波数許容は一律ではない。条文は 3060.0 / 2849.5 / 1942.9 cm⁻¹ を ±1.5 cm⁻¹、1601.2 / 1583.0 / 1154.5 / 1028.3 cm⁻¹ を ±1.0 cm⁻¹ と二段に分けている。「日本薬局方は ±1.5 でゆるい」と一括りにするのは誤りで、ゆるいのは高波数側の3本だけである（初稿では一律 ±1.5 と書いていた。2026-10-06 に原文で訂正）
- 分散型装置には例外がある。条文は「分散型装置を用いる場合の許容範囲は、1601.2 cm⁻¹ における吸収波数が 1601.2±2.0 cm⁻¹、1028.3 cm⁻¹ における吸収波数が 1028.3±2.0 cm⁻¹ の範囲内にあること」と定める。フーリエ変換型より明確にゆるい
そしてもうひとつ、欧州薬局方は透過モードと ATR モードで別の基準を持っている。同白書が示す ATR モードの分解能基準は、差ではなく比で書かれる。
| 欧州薬局方 2.2.24（ATR 測定モード） | 基準 |
|---|---|
| 約 2850 cm⁻¹ の極大と 2870.0 cm⁻¹ の極小の吸光度の比 | ≥ 1.15 |
| 約 1601.0 cm⁻¹ の極大と 1589.0 cm⁻¹ の極小の吸光度の比 | ≥ 1.30 |
波数スケールも ATR モードでは 906.1 / 1027.7 / 1601.0 / 3059.7 cm⁻¹ と、透過モードとわずかに違う値が使われる。ATR では光学的な理由でバンド位置がわずかにずれることを、基準の側が織り込んでいる。
実務上の結論はこうなる ―― 「装置は適格性評価済みです」という一文は、どの薬局方に対してかを言わないと意味を持たない。
7. ATR が主流になった理由と、その代償
いまの FTIR 測定の多くは ATR（全反射測定法）で行われている。理由は単純で、試料を結晶に押し付けるだけで測れるからである。粉も、フィルムも、ゴムも、液体も、前処理なしで数十秒で測れる。日本薬局方 2.25 も、臭化カリウム錠剤法・溶液法と並んで ATR 法を置いている。
代償も明確である。分光分析の全体像 で扱ったとおり、ATR が見ているのは表面の数 µmにすぎず、しかも潜り込み深さは波数に反比例するため、透過スペクトルとは相対強度が違う。Specac の資料は、ダイヤモンド／ZnSe・入射角45°・試料屈折率 1.5 で 1000 cm⁻¹ → 2.01 µm、2000 cm⁻¹ → 1.00 µm という実測値を示している。
したがって ATR で測ったスペクトルをそのまま透過法のライブラリと照合すると、一致率が上がりにくい。多くの装置ソフトが持つ ATR 補正は、この波数依存を補正して透過スペクトルに近づける処理である。ライブラリがどちらの方法で作られているかを確認してから検索するのが基本になる。
前節で見たとおり、欧州薬局方が ATR モードに別基準を置いているのも同じ事情による。
8. ATR 結晶は屈折率で選ぶ
ATR 結晶にはいくつかの材質があり、性格がはっきり違う。Specac の資料が示す主要な数値を並べる（潜り込み深さは同社の条件下の値）。
| 材質 | 屈折率（1000 cm⁻¹） | 使用できる波数範囲 | 潜り込み深さ | 実効光路長 |
|---|---|---|---|---|
| ダイヤモンド | 2.4 | 7800〜400 cm⁻¹ | 2 µm | 4.36 µm |
| ZnSe | 2.41 | 7800〜500 cm⁻¹ | 2 µm | 2.83 µm |
| ゲルマニウム（Ge） | 4.00 | 5500〜480 cm⁻¹ | 0.7 µm | 0.52 µm |
| シリコン（Si） | 3.41 | 8000〜1350、500〜33 cm⁻¹ | 0.9 µm | 0.98 µm |
選択の論理はこうなる。
なぜ屈折率が効くのか。ATR は全反射を使うので、結晶の屈折率が試料の屈折率より十分大きい必要がある。試料の屈折率が高い（黒色ゴム、カーボンを含む樹脂、無機材料など）と、ダイヤモンドや ZnSe（n ≈ 2.4）では全反射が成立せず、スペクトルが歪む。このとき n = 4.00 のゲルマニウムに替えると測れるようになる。
なぜ Ge は表面をより浅く見るのか。潜り込み深さは結晶の屈折率が大きいほど小さくなる。Ge の 0.7 µm はダイヤモンドの 2 µm よりさらに浅く、表面の薄い層だけを見たいときに有利である。逆に、強く吸収する試料でピークが飽和してしまう場合にも Ge が効く。
材質ごとの実務上の制約も Specac が明示している。
- ダイヤモンド：「きわめて耐久性の高い材質で、優れた機械的・化学的耐性を持つ」。既定の選択肢
- ZnSe：「点荷重に弱い」。また 試料の pH は 5〜9 の範囲に保つべき（酸・アルカリで侵される）
- ゲルマニウム：「高温では光学的に不透明になるため、加熱を伴う用途には適さない」
- シリコン（Arrow 型）：薄いウェハーで「荷重に耐えられないため、液体の測定にしか使えない」
波数範囲も見落とせない。無機物の骨格振動を見たいときに 500 cm⁻¹ より低波数が要るなら、ZnSe（500 cm⁻¹ まで）では届かず、ダイヤモンド（400 cm⁻¹ まで）が要る。シリコンは 1350〜500 cm⁻¹ の間に自身の吸収帯があり、指紋領域の中央が使えない。
9. 透過法・臭化カリウム錠剤法が残る場面
ATR がこれだけ便利でも、透過法が消えないのには理由がある。
- 薄い層しか見ていない ATR では、内部の情報が取れない。バルクの組成を代表させたいとき、透過法が要る
- 微量試料。ATR は結晶面に密着させる面積が必要だが、透過法（とくに顕微 FTIR）は微小な試料に向く
- 公定法の指定。日本薬局方 2.25 は臭化カリウム錠剤法・溶液法・ATR 法を規定しており、各条で方法が指定されていればそれに従う
- 既存ライブラリとの整合。多くの標準スペクトルは透過法で取得されている（7節）
一方で臭化カリウム錠剤法には固有の難しさがある。KBr は吸湿性が高く、水分が入れば 3400 cm⁻¹ 付近と 1640 cm⁻¹ 付近に水のバンドが乗る。粉砕が粗ければ散乱でベースラインが傾く。「前処理がいらない」という ATR の利点は、裏返せば「錠剤法の技量差がなくなる」という利点でもある。
10. 実務チェックリスト
A. メソッドを書くとき 1. 分解能だけでなくアポダイゼーション関数も記録する。書かなければ再現できない（4節） 2. 分解能は目的から決める。凝縮相なら 4 cm⁻¹ で足りることが多い。上げれば時間と S/N を失う（3節） 3. カタログの分解能を装置間で比較しない。定義が違う（3節）
B. 適格性評価をするとき 4. どの薬局方に対する適格性かを明記する。基準が違う（6節） 5. 日本薬局方なら「透過率の再現性」「波数の再現性」が要る。海外製ソフトの既定メソッドでは抜けやすい（5節） 6. ATR モードで使うなら、ATR モードの基準で評価する。欧州薬局方は透過と ATR で別基準（6節）
C. ATR で測るとき 7. 試料の屈折率が高いなら Ge（n = 4.00）を検討する（8節） 8. 低波数が要るなら結晶の波数範囲を確認する。ZnSe は 500 cm⁻¹ まで、シリコンは指紋領域中央に自身の吸収がある（8節） 9. 酸・アルカリ試料に ZnSe を使わない（pH 5〜9）。加熱測定に Ge を使わない（8節） 10. ライブラリ検索の前に、そのライブラリが透過法か ATR かを確認し、必要なら ATR 補正をかける（7節）
11. 局方は、赤外に顕微法を書いていない
原文を通して読むと、もうひとつ分かることがある（2026-10-06 追記）。
第十九改正日本薬局方〈2.25〉赤外吸収スペクトル測定法の「2. 試料の調製及び測定」に並ぶのは、次の8つだけである。
2.1. 臭化カリウム錠剤法又は塩化カリウム錠剤法 ／ 2.2. 溶液法 ／ 2.3. ペースト法 ／ 2.4. 液膜法 ／ 2.5. 薄膜法 ／ 2.6. 気体試料測定法 ／ 2.7. ATR法 ／ 2.8. 拡散反射法
顕微法はここに無い。〈2.25〉の全文で「顕微」という語は 0 回である。
ところが、すぐ隣の〈2.26〉ラマンスペクトル測定法は違う。「2.2. 顕微測定」という独立した項を持ち、マッピングまで条文に書いている。
2.2. 顕微測定 顕微試料室は光学顕微鏡を応用した試料室で，局所分析に用いる．顕微試料室の光学系では，顕微鏡用対物レンズが励起光収束用レンズ及びラマン散乱光集光レンズを兼ねる． マッピング測定は，試料又はレーザー光を移動して局所測定を繰り返し，ラマン散乱強度の2次元又は3次元分布を示すラマンイメージを作成する．
〈2.26〉で「顕微」は 8 回出てくる。〈2.27〉近赤外では 0 回である。
つまり日本薬局方は、局所分析とイメージングをラマンの側にだけ明文で置いている。顕微FTIR が広く使われている現状と条文のあいだには、この差がある。実務上の意味は限定的だが、ひとつだけはっきりしている ―― 顕微FTIR で測った結果を「日本薬局方〈2.25〉に従って測定した」と書くことはできない。〈2.25〉にその測定法が無いからである（医薬品各条で別に規定される場合を除く）。
顕微FTIR の空間分解能そのもの（画素サイズと分解能の違い、回折限界の波数依存）は、顕微FTIRと赤外イメージング ― 0.65 µm の画素で撮っても、分解能は 12.3 µm のままである【2026年版】 で扱っている。
まとめ
- FTIR は波数を走査していない。光路差の関数（インターフェログラム）を測り、フーリエ変換で波数に直している（1節）
- FT が勝ったのは Fellgett（全波数同時測定）と Jacquinot（スリット不要）、そして HeNe レーザーによる波数精度（2節）
- 分解能の上限は 1/OPD（光路差 2 cm なら 0.5 cm⁻¹）。だが実際の係数はアポダイゼーション関数が決める（3節）
- 打ち切りによる側波はピーク高さの約21%（box-car のリップルは −0.215）。Happ-Genzel は −0.006 まで潰すが、分解能は 0.68/L → 0.89/L、ピーク高さは 2.0L → 1.08L に落ちる。よく言われる 0.9/L は Happ-Genzel の 0.89/L のことであって装置固有の値ではない（3〜4節）
- 薬局方の「分解能」は cm⁻¹ ではなく、ポリスチレンの二点間の吸光度差／比で定義される（5節）
- 同じフィルムで局方ごとに合否が違う。欧州とインドは同じ 1589/1583 の組で 0.33 と 0.08、日本は透過率18%／12%で単位すら違う。日本薬局方だけが再現性2項目を持つ（6節）
- 欧州薬局方は透過と ATR で別基準を持ち、ATR では差ではなく比（≥1.15、≥1.30）で判定する（6節）
- ATR 結晶は屈折率で選ぶ。高屈折率試料には Ge（n = 4.00、dp 0.7 µm）。ZnSe は pH 5〜9、Ge は加熱不可（8節）
用語集
- インターフェログラム：干渉計の光路差に対する検出器信号の変化。フーリエ変換するとスペクトルになる。
- 光路差（OPD）：干渉計の二つの光路の長さの差。分解能はこの逆数で決まる。
- Fellgett の利点（多重化の利点）：全波数を同時に測ることで、同じ時間で S/N が上がる利点。
- Jacquinot の利点（スループットの利点）：分解能のためにスリットで光量を捨てる必要がない利点。
- アポダイゼーション：有限で打ち切ったインターフェログラムに重み付け関数を掛け、側波（リンギング）を抑える処理。分解能とピーク高さのトレードオフを伴う。
- Happ-Genzel：一般に既定として使われるアポダイゼーション関数。
- box-car：重み付けをしない（打ち切りをそのまま扱う）関数。分解能は最も高いが側波が大きい。
- ATR（全反射測定法）：高屈折率結晶の内部で全反射させ、しみ出したエバネッセント波で試料表面を測る方法。
- 実効光路長：ATR で得られるスペクトルを透過法の光路長に換算した長さ。潜り込み深さとは別の量。
- ポリスチレンフィルム：薬局方の適格性評価で標準として用いられる薄膜。NIST SRM 1921b にトレース可能なもの、厚さ約 35 µm が推奨される。
出典
- Agilent Technologies「FTIR を用いた医薬品分析：薬局方への適合」ホワイトペーパー（5994-2339JAJP） — https://www.chem-agilent.com/appnote/pdf/low_5994-2339JAJP.pdf
- 島津製作所「Fourier Transform and Apodization」（FTIR Tips and Tricks） — https://www.shimadzu.com/an/service-support/technical-support/ftir/tips_and_tricks/apodization.html
- 島津製作所「FTIR TALK LETTER Vol.15」（Fourier Transform and Apodization ／ Appendix: Major Apodization Functions） — https://www.shimadzu.com/an/sites/shimadzu.com.an/files/pim/pim_document_file/journal/talk_letters/13258/jpa212011.pdf
- Specac Ltd「Choosing the right ATR crystal for FTIR analysis」 — https://specac.com/theory-articles/choosing-the-right-atr-crystal/
- Specac Ltd「Depth of penetration for ATR measurements」 — https://specac.com/theory-articles/depth-of-penetration-for-atr-measurements-2/
- Newport Corporation「Introduction to FTIR Spectroscopy」 — https://www.newport.com/n/introduction-to-ftir-spectroscopy
- 第十九改正日本薬局方 一般試験法〈2.25〉赤外吸収スペクトル測定法・〈2.26〉ラマンスペクトル測定法・〈2.27〉近赤外吸収スペクトル測定法（厚生労働省告示第193号、2026-04-10 適用）— https://www.mhlw.go.jp/content/11120000/001689414.pdf
未確認・限界
- 日本薬局方の値は原文で確認済み、他の薬局方は白書経由のまま。5〜6節のうち、日本薬局方〈2.25〉の判定値・波数許容・再現性・測定法の一覧は、第十九改正の原文 PDF で逐語確認した（2026-10-06）。一方、欧州薬局方 2.2.24・USP〈854〉・インド薬局方の値は、依然として Agilent の薬局方対応白書に記載された値の引用である。これらは原文を購読していないため未確認で、実務で使う際は各薬局方の原文にあたること。
- 白書が参照している日本薬局方の版が明示されていない。白書の記述は原文と一致したが、白書が第十八改正と第十九改正のどちらを見て書いたかは確認できていない。フィルム厚さの表記（白書の約 35 µm と条文の約 0.04 mm）が食い違うのは、白書が NIST SRM 1921b の仕様を書いているためと考えられるが、断定はできない。
- USP〈854〉に分解能試験が必須要件として無い、という記述は白書の記載に依拠している。原文で「無いこと」を確認したわけではない。
- 初稿では「0.9/OPD を分解能の定義に採るメーカーがある」と書いたが、この記述は裏が取れなかったため取り下げ、島津の FTIR TALK LETTER Vol.15 が示すアポダイゼーション関数ごとの係数表に差し替えた。よく引かれる 0.9 という係数は、既定の Happ-Genzel の 0.89/L に由来する。装置間比較の際は、当該メーカーの仕様書でどの関数・どの条件での値かを確認すること。
- 拡散反射法（DRIFTS）と Kubelka-Munk 変換、鏡面反射と Kramers-Kronig 変換、大気中の水蒸気・CO₂ の補正は扱っていない。原典を確認できていない。
- ATR 結晶の潜り込み深さと実効光路長は Specac が示す条件下の値であり、入射角・試料の屈折率が変われば変わる。
- 11節の「顕微FTIR で測った結果を〈2.25〉に従ったとは書けない」は、条文に顕微法の記載が無いという事実からの筆者の解釈である。医薬品各条で個別に規定される場合や、確認試験として参照スペクトルとの一致を見る場合の扱いまでは確認していない。
関連記事
- 顕微FTIRと赤外イメージング ― 0.65 µm の画素で撮っても、分解能は 12.3 µm のままである【2026年版】 ― 本記事の「波数の分解能」に対する「空間の分解能」。画素サイズと分解能の違い。
- FTIR とラマンの使い分け ― 選ぶ基準は「何が見えるか」ではなく「何に殺されるか」【2026年版】 ― 水・深さ・容器・蛍光・焼損という失敗モードからの選択。
- 分光分析の全体像 ― FTIR・ラマン・UV-Vis・NIR は「違う深さ」を見ている【2026年版】 ― 4手法の位置関係と、ATR が見る深さ。
- ラマン分光徹底解説 ― 励起波長は「感度」だけを決めているのではない【2026年版】 ― 励起波長が同時に動かす4つの量と、欧州薬局方 2.2.48。
- 分光装置の適格性評価と波長校正 ― 波長が合っていることは、その数値が正しいことを意味しない【2026年版】 ― 「校正済み」が何をどこまで保証するか。
- 異物分析の手法選択 ― 局方は「何個あるか」までしか決めておらず、「何であるか」は分析者に委ねられている【2026年版】 ― FTIR 顕微・ラマン顕微・SEM-EDS をどの順で当てるか。
- UV-Vis分光光度計の実務と日本薬局方〈2.24〉 ― その吸光度は、装置が測った数字ではない【2026年版】 ― 隣の条文〈2.24〉の判定値。
更新履歴
- 2026-10-06：第十九改正日本薬局方〈2.25〉の原文（厚生労働省公開 PDF）を取得し、5〜6節を原文ベースに改めた。訂正：初稿では日本薬局方の波数許容を一律 ±1.5 cm⁻¹ と書いていたが、条文は ±1.5 cm⁻¹（3060.0 / 2849.5 / 1942.9）と ±1.0 cm⁻¹（1601.2 / 1583.0 / 1154.5 / 1028.3）の二段構えである。あわせて分散型装置の例外（±2.0 cm⁻¹）、再現性2項目の具体的な数値、条文のフィルム厚さ（約 0.04 mm）を追加した。さらに「〈2.25〉に顕微法の記載が無く、〈2.26〉ラマンには顕微測定の独立項がある」ことを原文で確認し、11節として追加した。関連記事・未確認・限界の節を新設した。
