異物分析の基礎と応用事例集

第1章　異物分析の目的および代表的な異物

　　1　異物の定義とその対策
　　　1.1　異物はどこまで対策すべきか？
　　　1.2　解決へ向けて
　　2　問題解決に必要な異物分析とは？
　　3　異物問題の早期解決に向けた心得
　　4　代表的な混入異物の事例と対策
　　　4.1　作業者に由来する異物
　　　　4.1.1　作業者からの発塵
　　　　4.1.2　毛髪類
　　　　4.1.3　繊維
　　　4.2　昆虫
　　　　4.2.1　侵入対策
　　　　4.2.2　混入しやすい昆虫の例
　　　4.3　カビ
　　　　4.3.1　発生対策
　　　　4.3.2　付着異物としてのカビ
 

第2章　異物分析前の情報収集と形態・性状の確認

　　1　異物分析前の情報収集
　　2　異物の形態観察
　　　2.1　実体顕微鏡、デジタルマイクロスコープ
　　　2.2　走査型電子顕微鏡（SEM）
　　　2.3　X線マイクロCT
　　　　2.3.1　X線マイクロCTの原理
　　　　2.3.2　内部構造の観察
　　3　形態的知見からの識別
　　4　異物分析手法の選択
 

第3章　異物分析の前処理およびサンプリング技術

　　1　はじめに
　　2　分析解析について
　　　2.1　必要な知見と専門性
　　　2.2　分析解析フロー
　　3　前処理、およびサンプリング機器の種類と特徴
　　　3.1　フィルタリング
　　　3.2　超音波洗浄機による分離
　　　3.3　マニピュレータによる微小異物のピックアップ
　　　3.4　断面作成
　　　　3.4.1　機械研磨
　　　　3.4.2　ウルトラミクロトーム
　　　　3.4.3　FIB-SEM40
　　　　3.4.4.トリプルイオンミリング
　　4　おわりに
 

第4章　異物分析手法

第1節　FT-IRによる異物分析
　　1　FT-IRの原理・特徴
　　　1.1　赤外スペクトルでわかること
　　　1.2　FT-IRの原理と構造
　　　1.3　種々の測定法と付属品
　　　　1.3.1　全反射法（ATR法）
　　　　1.3.2　プリズムの選択
　　2　赤外顕微鏡による微小試料の測定
　　3　FT-IRでの成分同定と、測定の留意点

第2節　SEM-EDXによる異物分析
　　1　分析機器の原理・特徴
　　　1.1　走査電子顕微鏡-エネルギー分散型X線分析装置とは
　　　1.2　走査電子顕微鏡（SEM）の原理
　　　1.3　エネルギー分散型X線分析装置（EDX）の原理
　　　　1.3.1　特性X線の発生
　　　　1.3.2　面分析（元素マッピング）の原理
　　2　成分同定
　　　2.1　成分同定の進め方-1、試料の帯電防止
　　　　2.1.1　「低真空モード」の利用
　　　　2.1.2　帯電防止膜の着膜
　　　2.2　成分同定の進め方-2、試料を探す
　　　　2.2.1　試料台と試料の位置の模式図の用意
　　　　2.2.2　「原子番号効果」を活用する
　　　2.3　成分同定の進め方-3、熱に弱い試料
　　　　2.3.1　変質のみの場合（変形を伴わない熱ダメージ）
　　　　2.3.2　変形する場合（変形を伴う熱ダメージ）
　　　2.4　成分同定の進め方-4、測定する範囲
　　　　2.4.1　試料全体が入る範囲で測定
　　　　2.4.2　数点の狭い範囲で測定
　　　　2.4.3　面分析（元素マッピング）
　　3　異物分析事例
　　　3.1　食品添加物中の黒色（灰色）異物
　　　　3.1.1　異物全体の測定結果と数点の狭い範囲での測定結果
　　　　3.1.2　面分析（元素マッピング）の結果
　　　　3.1.3　成分同定の結果
　　　3.2　食品添加物中の金属異物
　　　　3.2.1　異物全体の測定結果
　　　　3.2.2　面分析（元素マッピング）の結果
　　　　3.2.3　成分同定の結果

第3節　ラマン分析による異物解析
　　1　ラマン分光法の基礎
　　　1.1　ラマン分光法
　　　1.2　レーザーラマン顕微鏡の構成
　　2　ラマン分析による成分同定
　　　2.1　ラマンスペクトル
　　　2.2　異物分析におけるラマン分析の特長
　　　2.3　試料形態に応じた測定条件の設定とテクニック
　　　　2.3.1　レーザー波長の選択
　　　　2.3.2　対物レンズの選択
　　　　2.3.3　回折格子の選択
　　　　2.3.4　レーザーパワーと露光時間の設定
　　　　2.3.5　共焦点スリット、ピンホールサイズの設定
　　　　2.3.6　スペクトルに蛍光が強く現れた場合の回避方法について
　　3　ラマン分析による異物分析事例
　　　3.1　ろ紙の上の黒色異物
　　　3.2　フィルムに埋没した異物
　　　3.3　複数成分からなる異物の測定事例
　　　3.4　ウエハー上の100nmの微小異物（ビーズ）測定事例
　　　3.5　同一成分で結晶性が異なる樹脂の混入事例
　　　3.6　ガラスの下の微小異物測定事例
　　4　おわりに

第4節　蛍光X線による異物分析
　　1　蛍光X線分析とは
　　　1.1　蛍光X線分析の原理
　　　1.2　蛍光X線分析装置の特長と種類
　　　　1.2.1　蛍光X線分析装置の特長
　　　　1.2.2　汎用型蛍光X線分析装置
　　　　1.2.3　顕微鏡型蛍光X線分析装置
　　2　異物分析の注意点
　　　2.1　異物分析の試料前処理
　　　　2.1.1　試料セルを使用する方法
　　　　2.1.2　ポリエチレン袋を使用する方法
　　　　2.1.3　粘着テープを使用する場合
　　　　2.1.4　異物が粉体、液体の場合
　　　2.2　顕微鏡型蛍光X線分析装置で可能となる分析
　　3　測定事例
　　　3.1　不織布上の異物分析
　　　3.2　プラスチック中の異物分析
　　　3.3　パウチ食品中の異物分析
　　　3.4　プリント基板上の液体分析
　　　3.5　IC内部の異物分析
　　　3.6　電池セパレータ上の異物分析

第5節　EPMAによる異物分析
　　1　はじめに
　　2　EPMAの原理
　　　2.1　各種信号の発生
　　　2.2　特性X線
　　　2.3　装置
　　　　2.3.1　光学系
　　　　2.3.2　電子光学系
　　　　2.3.3　波長分散形分光器（WDS）
　　　　2.3.4　エネルギー分散形分光器（EDS）
　　3　EPMAの特徴
　　4　EPMAによる成分同定
　　　4.1　定性分析
　　　4.2　定量分析
　　　4.3　面分析

第6節　ToF-SIMSによる異物の検査
　　1　ToF-SIMSの原理・特徴
　　2　ToF-SIMSによる成分同定
　　　2.1　ToF-SIMSスペクトルの開裂パターンの特徴
　　　　2.1.1　高分子ポリマーからのToF-SIMSスペクトル
　　　　2.1.2　添加剤からのToF-SIMSスペクトル
　　　　2.1.3　無機化合物と金属からのToF-SIMSスペクトル
　　　2.2　MS/MS機構による二次イオンの化学構造推定
　　　2.3　異常部からのスペクトル解釈の留意点
　　　　2.3.1　スタティック一次イオン照射
　　　　2.3.2　イオンエッチングによる表面クリーニングや深さ組成分析の留意点
　　3　ToF-SIMSによる異物分析事例
　　　3.1　MS/MSを利用したPP表面の未知添加剤同定とその面内分布観察
　　　3.2　配線部に発生した微小腐食部観察
　　4　まとめ

第7節　熱脱着・熱分解DART-MSによる異物分析
　　1　原理・特徴
　　　1.1　DART
　　　　1.1.1　原理
　　　　1.1.2　特徴
　　　1.2　質量分析計（MS）
　　　　1.2.1　四重極型
　　　　1.2.2　飛行時間型
　　　　1.2.3　MS/MS
　　　1.3　熱脱着・熱分解DART-MS
　　　　1.3.1　原理と特徴
　　　　1.3.2　熱脱着・熱分解DART-MSに用いる質量分析計
　　　　1.3.3　他手法との比較
　　2　測定から解析まで
　　　2.1　測定
　　　　2.1.1　サンプリング
　　　　2.1.2　装置準備
　　　2.2　解析
　　　　2.2.1　バックグラウンド除去
　　　　2.2.2　ピークの帰属
　　　　2.2.3　差分解析
　　　　2.2.4　KendrickMassDefect（KMD）解析
 

第5章　異物分析事例

第1節　高分子材料中の異物分析
　　第1項　プラスチック中の異物分析
　　　　1　はじめに
　　　　2　異物分析に適用する手法
　　　　3　異物分析の事例
　　　　　3.1　事例1　顕微FT-IRおよびDI-MSによる褐色異物の分析
　　　　　3.2　事例2　顕微ラマンを用いた微小異物の分析
　　　　　3.3　事例3　顕微ラマンおよびSEM-EDXを用いた積層フィルム内部の異物の分析
　　　　　3.4　事例4　ピンポイント濃縮法による微量樹脂中の添加剤分析
　　　　4　おわりに
　　第2項　同系統材料異物の簡便迅速識別
　　　　1　ナイロン編
　　　　2　ポリエステル編
　　　　3　ポリエチレン編
　　　　4　ポリプロピレン編
　　　　5　ポリ塩化ビニル編
　　第3項　黒ゴム異物の直接分析
　　第4項　紙製商品パッケージ付着物（シミ）の直接分析
　　第5項　粘着テープで採取した異物の直接分析
　　第6項　微量添加剤をマーカーとした異物混入経路の推定
　　第7項　製品原料の異常ロット品（異物）の簡便迅速分析

第2節　金属製品に関する異物分析事例
　　1　膜状異物の分析アプローチ
　　　1.1　はじめに
　　　1.2　各種分析例
　　　　1.2.1　FT-IR（フーリエ変換赤外分光法）
　　　　1.2.2　XPS（X線光電子分光法）
　　　　1.2.3　AES（オージェ電子分光法）
　　　　1.2.4　TOF-SIMS（飛行時間型二次イオン質量分析）
　　　　1.2.5　熱分解GC/MS（ガスクロマトグラフ質量分析）
　　　1.3　まとめ
　　2　バルク状異物の分析アプローチ
　　　2.1　はじめに
　　　2.2　異物調査の流れ
　　　　2.2.1　FT-IRによる繊維状異物の分析
　　　　2.2.2　SEM-EDXによる粉状異物の分析
　　　2.3　まとめ

第3節　食品中異物の検査・分析
　　第1項　食品異物検査
　　　　1　はじめに
　　　　2　システム設計
　　　　　2.1　機器仕様
　　　　　2.2　磁石の詳細
　　　　　2.3　アナログフィルタおよびデジタルフィルタの設計
　　　　3　システムの評価
　　　　4　まとめ
　　第2項　食品中の異物分析
　　　　1　蛍光X線分析による異物分析
　　　　2　食品中異物分析の事例
　　　　　2.1　コメ中に混入した石片の分析
　　　　　2.2　クラッカーに付着した白色異物の分析
　　　　　2.3　プロセスチーズ中に混入した金属片の分析
　　　　3　まとめ

第4節　電子デバイスにおける異物分析
　　1　電子デバイスにおける異物分析の状況
　　2　電子デバイスの異物分析に用いられる代表的な手法
　　　2.1　分光分析（赤外分光法・ラマン分光法）
　　　　2.1.1　概要
　　　　2.1.2　原理と特徴
　　　2.2　飛行時間型ニ次イオン質量分析法（TOF-SIMS）
　　　　2.2.1　概要
　　　　2.2.2　TOF-SIMSの原理と特徴
　　3　異物の分析事例
　　　3.1　微小異物分析
　　　　3.1.1　ラマン分光法による微小異物（無機化合物）分析
　　　　3.1.2　TOF-SIMSによる微小異物（サブミクロン異物）分析
　　　3.2　非破壊によるガラス中の微小異物分析
　　　3.3　溶液中の浮遊微小異物分析
　　4　まとめ

第5節　医薬品中の不純物の分析
　　1　医薬品の不純物
　　　1.1　医薬品の不純物の定義
　　　1.2　ICHM7ガイドライン適用範囲
　　　　1.1.1　適用対象
　　　　1.1.2　適用対象外
　　　1.3　変異原性不純物を分類する5クラス
　　　1.4　医薬品中DNA反応性（変異原性）不純物の許容量
　　　1.5　変異原性不純物の分析
　　　1.6　不純物分析のためのワークフロー
　　　　1.6.1　不純物プロファイルを認識する
　　　　1.6.2　不純物の構造解析
　　2　医薬品中の溶出物
　　　2.1　抽出物／浸出物の定義
　　　2.2　主な医薬品容器施栓材料とその製造過程
　　　2.3　E&Lの評価手順の概要
　　　　2.3.1　情報収集
　　　　2.3.2　抽出物の把握
　　　　2.2.3　安全性、毒性評価と閾値の確認
　　　　2.2.4　浸出物試験による同定および定量

第6節　イメージングIRによる液体製品中の浮遊異物の分析