Spektrofotometr. Zasada działania

Czym jest spektrofotometr, jak działa, z czego jest zbudowany i co dzięki niemu możemy badać? Na te pytania odpowiemy dziś w poniższej notce.

Spektrofotometr jest urządzeniem mierzącym, jaka ilość światła absorbowana jest przez próbkę.

Zasada działania jest następująca: wiązka światła przechodzi przez pryzmat lub siatkę dyfrakcyjną. Odpowiednia długość fali bądź zakres fal wybierany jest przez przepuszczanie rozproszonego światła przez szczelinę. Następnie światło przechodzi przez próbkę w kuwecie i pada na detektor. Dzięki temu można, zarejestrować spektrometryczny odcisk palca badanej próbki, zależny od substancji zawartej w próbce.

Przy użyciu spektrofotometru można oznaczyć obecność i stężenie substancji w próbce. Spektrofotometryczne oznaczenie stężenia substancji w roztworze na podstawie absorbancji roztworu opiera się na prawie Lamberta-Beera.

Spektrofotometr A360

Stężenie substancji jest jednym z czynników wpływających na ilość pochłanianego światła. Drugim jest długość drogi, jaką światło pokonuje przechodząc przez próbkę, co warunkowane jest szerokością kuwety pomiarowej, ostatnią jest współczynnik ekstynkcji tej substancji.

Podstawowe prawo na którym opiera się spektrofotometria jest to wspomniane wcześniej prawo Lamberta Beera, które określa zależność pomiędzy przepuszczalnością lub pochłanianiem i trzema wymienionymi czynnikami.

Zgodnie z tym prawem intensywność światła przepuszczonego (transmitancja) przez roztwór badany zmniejsza się wykładniczo jeśli zwiększy się każdy z trzech czynników.

Elementami składowymi spektrofotometru jest źródło światła, monochromator, miejsce umieszczenia próbki i wzorca oraz fotodetektor. Źródłem światła są lampy działające w zakresie UV-VIS, czyli od 110 do 1000 nm. Najczęściej stosowane są lampy deuterowe działające w zakresie UV, od 110 do 380 nm, lampy wolframowo-halogenowe działające powyżej 380 nm, poprzez zakres widzialny i bliską podczerwień.

Monochromator ma za zadanie wybrać, z emitowanego przez źródło ciągłego promieniowania, wąskie pasmo o wybranej długości fali i przepuścić je przez kuwetę zawierającą badaną substancję. Monochromator składa się z:

  • Szczeliny wejściowej
  • Kolimatora
  • Elementu rozszczepiającego promieniowanie,
  • Szczeliny wyjściowej

Miejsce umieszczenia próbki, w którym znajduję się kuweta pomiarowa ma za zadanie zapewnić odporność na działanie analizowanych substancji chemicznych oraz zapewnić w maksymalnym stopniu transmisję promieniowania.

Detektor, stosowany w spektrofotometrach UV-VIS przetwarza energię promieniowania elektromagnetycznego na energię elektryczną, dzięki czemu otrzymujemy czytelny wynik w postaci liczbowej lub graficznej. Aby detektor spełnił swoja funkcję musi charakteryzować się dużą czułością.

Możemy wyróżnić 2 rodzaje spektrofotometrów:

  • Spektrofotometry jednowiązkowe, w których jedna wiązką przechodzi najpierw przez roztwór wzorcowy a następnie przeprowadzamy badanie próbki badanej. (UV-5100, UV-5600, UV-6000, A360)
  • Spektrofotometr dwuwiązkowy, w których wiązka promieniowania ze źródła jest rozdzielana przed odpowiedni układ na dwie równorzędne wiązki przechodzące równolegle, pierwsza przez roztwór wzorcowy, druga przez roztwór badany, a detektor wskazuję nam różnicę w absorbancji. (UV-9000, A560)

Istotnymi parametrami są:

  • Zakres pracy. Spektrofotometry działają w zakresie światła widzialnego (VIS) i nadfioletu (UV). Typowe spektrofotometry UV-VIS obejmują zakres pomiarowy od 190 do 1100 nm pozwalając na pomiar w obu zakresach. Spektrofotometry VIS pozwalają mierzyć w zakresie od 325 do 1000 nm , tylko w zakresie światła widzialnego.
  • Rozdzielczość. Jako rozdzielczość przyjmujemy najmniejszą możliwą do uzyskania w danym aparacie szerokość spektralną wiązki przy danej długości fali. Rozdzielczość waha się w granicy od 1 nm do 0,1 nm.
  • Szerokość spektralna wiązki. Szerokość wiązki jest różna w spektrofotometrach UV-VIS, w zależności od tego z jaką dokładnością chcemy dokonywać pomiaru.
  • Dokładność absorpcji. Ma istotne znaczenie dla badań ilościowych i wpływ na dokładność i precyzję wykonywanych oznaczeń.
  • Światło rozproszone. Wpływa na odchylenia w pomiarze absorbancji i wpływa na wskazania przyrządu.

Wybierając spektrofotometr decydująca kwestią są jego możliwości pomiarowe, czyli specyfikacja techniczna. Wiedząc, do czego będzie używać aparatu oraz jakie oczekiwania powinien spełniać jesteśmy w stanie dobrać spektrofotometr do naszych wymagań.

Jeśli będą to tylko pomiary przy użyciu światła widzialnego 360-1100 wystarczy nam spektrofotometr wyposażony w lampę wolframową, dzięki której będziemy mogli badać stężenia różnych substancji chemicznych a także do wykrywania wielu sprzężonych wiązań. (V-5600, V-5100, V-5000)

W przypadku dokładniejszych pomiarów przy użyciu spektrofotometru działającego w świetle widzialnym i UV zwiększają nam się możliwości pomiarowe. Możliwy jest ilościowy pomiar roztworów jonów metali i złożonych związków organicznych a także pomiaru DNA, RNA i białek. (UV-5600, UV-5100, UV6100)

Po dodatkowe informację oraz fachową pomoc w doborze odpowiedniego sprzętu zapraszamy do kontaktu.

Pozdrawiamy, Biosens.pl

PS. Zobacz też nasz nowy wpis:

Spektrofotometr- Jak to działa ?

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie będzie publikowany. Zaznaczone pola są obowiązkowe *

*