Co je spektrofotometr
Spektrofotometr měří, kolik světla vzorek absorbuje na zvolené vlnové délce. Protože řada látek absorbuje světlo úměrně své koncentraci, přístroj mění údaj o absorbanci na kvantitativní výsledek - proto se objevuje v rozborech vody a odpadních vod, v analýze potravin a nápojů, ve farmaceutické kontrole jakosti a v každé laboratoři, která jde podle kolormetrické metody.
Viditelná oblast je běžný případ: ve vzorku vznikne barevná sloučenina a přístroj měří, jak silně absorbuje. Ultrafialová oblast to rozšiřuje na látky bezbarvé, které absorbují i pod hranicí viditelného pásma, a potřebuje jinou lampu i jiný materiál kyvet. Obě pásma se často chtějí v jedné laboratoři, a proto je rozsah vlnových délek první věc, kterou je třeba ujasnit.
Co přístroje odlišuje, není displej, ale to, jak se světlo vyrábí, rozkládá a detekuje: rozsah vlnových délek, spektrální šířka pásma, jeden nebo dva paprsky, typ lampy a formát kyvet, který práce vyžaduje. Tato stránka se věnuje těmto údajům a hranici oproti sousedním analytickým přístrojům, které odpovídají na jiné otázky na témže laboratorním stole.
Jak spektrofotometr měří
Přístroj vede světlo přes monochromátor - mřížku, nebo filtr - který vyisoluje úzké pásmo na zvolené vlnové délce, pustí jím vzorek a změří, co dojde na detektor. Absorbance se počítá z poměru světla propuštěného vzorkem a světla propuštěného referencí, a proto je slepý vzorek součástí každé metody, nikoli volitelným doplňkem.
Vztah mezi absorbancí a koncentrací je lineární jen v mezích a jen v dobře se chovající soustavě. Nad jistou absorbanci linearita končí, do toho zasahují vlivy matrice vzorku, a odečet přestává být spolehlivým měřítkem koncentrace. Metoda proto definuje nejen vlnovou délku, ale také délku optické dráhy, činidlo a rozsah, ve kterém byla kalibrace stanovena.
Šířka pásma a bloudavé světlo určují, co přístroj zvládne na okrajích svého rozsahu. Úzká šířka pásma rozliší ostré absorpční maximum, které by široké zploštilo a podhodnotilo; bloudavé světlo omezuje nejvyšší absorbanci, které lze věřit, protože při vysoké absorbanci se malý podíl bloudavého světla stane velkým podílem světla dopadajícího na detektor. Obojí je hodnota ze specifikace, nikoli provozní nastavení.
Možnosti konfigurace
Většinu specifikace určují tato rozhodnutí, nikoli třída přesnosti. Každé omezuje to další, proto se projednávají v pořadí.
| Konfigurace | Co je možno upravit | Co skutečně rozhoduje |
| Rozsah vlnových délek | Pouze viditelná oblast, nebo ultrafialová spolu s viditelnou | Které látky a které normové metody přístroj změří a jaká lampa a jaký materiál kyvet jsou potřeba. |
| Spektrální šířka pásma | Šířka světelného pásma, které dochází na vzorek | Zda se ostré absorpční maximum rozliší správně. Maximum měřené příliš širokým pásmem ukazuje nižší hodnotu a kalibrace si tuto chybu ponechá, dokud se přístroj nevymění. |
| Optické uspořádání | Jednopaprskové, nebo dvoupaprskové s referenčním kanálem | Zda se reference měří zároveň se vzorkem. Dva paprsky kompenzují drift lampy a detektoru, což se u dlouhé řady vzorků projeví. |
| Zdroj světla | Lampa nebo lampy, které jsou v přístroji, a rozsah, který každá z nich kryje | Který konec rozsahu vlnových délek je k dispozici. Ultrafialové pásmo potřebuje vlastní zdroj a bod, ve kterém se zdroje předávají, je detail specifikace. |
| Detektor | Typ detektoru a rozsah, na který reaguje | Citlivost na krajích rozsahu vlnových délek a šumová úroveň odečtu. |
| Formát vzorku | Normované kyvety, kyvety pro malé objemy, průtokové kyvety a držáky na zkumavky nebo nádobky | Zda lze metodu provést přesně tak, jak je napsaná, a kolik vzorku spotřebuje. Formát pro malé objemy stojí za to jen tehdy, jsou-li vzorky skutečně malé. |
| Software a ukládání metod | Vestavěné metody, uložené kalibrační křivky a to, zda lze výsledky exportovat | Zda rutinní práce je uložená metoda, nebo ruční posloupnost kroků, a zda se výsledky musí dokumentovat. |
| Přesnost vlnové délky a ověření | Jak se nastavuje přesnost vlnové délky a jaké referenční filtry nebo etalony se dodávají | Zda lze prokázat, že přístroj čte na vlnové délce, kterou metoda vyžaduje - to akreditovaná laboratoř musí umět doložit. |
Jak vybrat: spektrofotometr
| Hledisko | Proč o výsledku rozhoduje | Jak si to ujasnit před poptávkou |
|---|
| Co se měří | Barva, stanovení koncentrace podle normové metody, nebo záznam spektra v rozsahu - každá poloha klade jiné nároky | Uveďte látku a metodu, nebo popište, jakou informaci z odečtu potřebujete. |
| Potřebné pásmo vlnových délek | Rozhoduje o lampě, o materiálu kyvet a často i o cenové třídě přístroje | Uveďte, jaké vlnové délky metoda vyžaduje a zda některá klesá pod viditelnou oblast. |
| Šířka pásma, kterou metoda vyžaduje | Metoda napsaná kolem maxima potřebuje šířku pásma, která jej rozliší | Uveďte metodu včetně vlnové délky a šířky pásma, pokud v ní jsou uvedeny. |
| Koncentrační rozsah | Určuje délku optické dráhy a naředění, které metoda bude potřebovat | Uveďte očekávanou nejnižší a nejvyšší koncentraci. |
| Dostupný objem vzorku | Některé metody i některé vzorky jsou omezeny objemem | Uveďte, kolik vzorku připadá na jedno stanovení. |
| Počet vzorků a propustnost | Rozhoduje, zda jednopaprskový přístroj stačí, nebo dva paprsky šetří čas | Uveďte velikost dávky a jak často se práce opakuje. |
| Požadavek na dokumentaci | Akreditovaná práce obvykle vyžaduje záznamy a ověření přístroje | Uveďte, zda se výsledky musí dokumentovat a zda se mají dodat i ověřovací etalony. |
Pokud něco z toho ještě není určeno, pošlete to, co znáte. Nabídku lze vydat i podle popisu měřicí úlohy a po doplnění údajů ji upřesnit.
Nejbližší alternativy
spektrofotometr: to jsou typy, o které u poptávky obvykle skutečně jde, a bod, kde se o výběru vážně rozhoduje.
| Nejbližší alternativa | Jak se liší od spektrofotometru |
| Kolormetry | K isolaci pásma používají filtr, nikoli monochromátor, který by volil vlnovou délku, takže jsou jednodušší a sedí na metodu, která definuje jednu barevnou reakci. Nedokáži pořídit záznam spektra ani rozlišit úzké maximum, takže jsou přístrojem na stálou rutinu, nikoli na vývoj metody. |
| Spektrometry atomové absorpce | Měří absorpci světla na atomech v plameni nebo ve peci a stanovují jimi koncentraci prvku, často na velmi nízkých úrovních. Odpovídají na to, které prvky jsou přítomny a v jakém množství, kdežto přístroj UV-Vis obvykle odpovídá na to, kolik sloučeniny je přítomno. |
| Plynové chromatografy | Nejdřív směs rozdělí na složky a teprve pak je změří, což spektrofotometr nedokáže. Kde vzorek obsahuje několik látek absorbujících na téže vlnové délce, právě toto oddělení dělá měření vůbec možným. |
| Kapalinové chromatografy | Týž princip oddělení aplikovaný v kapalné fázi, často spojený se spektrofotometrickým detektorem. Rozdíl je v tom, že chromatografie zajišťuje oddělení; detektor pak vykazuje jen to, čím prochází. |
| Analyzátory TOC | Měří celkový organický uhlík tak, že vzorek oxidují a detekují vzniklý CO2. Vykazují souhrnný údaj organického zatížení, kdežto spektrofotometrická metoda měří konkrétní látku nebo reakci. |
| Hmotnostní spektrometry | Identifikují sloučeniny podle poměru hmotnosti a náboje a dávají strukturní a potvrzující informaci. Jsou to přístroje jiné cenové i provozní kategorie a berou se tam, kde je požadavkem identifikace, nikoli rutinní stanovení. |
Hranice, kterou stojí za to určit jako první, je hranice mezi kolormetrem a spektrofotometrem. Kde metoda jmenuje jednu vlnovou délku pro jednu barevnou reakci, může stačit kolormetr; kde se má metoda stanovit nebo převést, je právě volitelnost vlnové délky u spektrofotometru tím, co to umožňuje.
Co by měla obsahovat vaše poptávka
První odpovědí může být nabídka místo souboru otázek, pokud poptávka tyto údaje obsahuje. Pokud hodnota není známa, pošlete popis úkolu a my potvrdíme, co z něj plyne.
- Látka nebo parametr, který se má měřit, a metoda, podle které se má postupovat
- Vlnová délka nebo rozsah vlnových délek, který metoda vyžaduje
- Šířka pásma předepsaná metodou, pokud ji metoda udává
- Očekávaný koncentrační rozsah
- Objem vzorku dostupný na jedno stanovení
- Zda jde o stálou rutinní metodu, nebo o jejich skupinu
- Velikost dávky a jak často se práce opakuje
- Zda se výsledky musí dokumentovat nebo exportovat
- Množství, přístav určení a požadovaný termín dodání
