Was Spektralphotometer sind
Ein Spektralphotometer misst, wie viel Licht eine Probe bei einer gewählten Wellenlänge absorbiert. Weil viele Stoffe Licht proportional zu ihrer Konzentration absorbieren, wandelt das Gerät eine Extinktionsmessung in ein quantitatives Ergebnis um - weshalb es in der Wasser- und Abwasseruntersuchung, in der Lebensmittel- und Getränkeanalytik, in der pharmazeutischen Qualitätskontrolle und in jedem Labor eingesetzt wird, das einer kolorimetrischen Methode folgt.
Der sichtbare Bereich ist der Regelfall: im Probenansatz bildet sich ein farbiger Komplex, und das Gerät misst, wie stark er absorbiert. Der Ultraviolettbereich erweitert dies auf Stoffe, die farblos sind, aber unterhalb des sichtbaren Bereichs noch absorbieren, und er verlangt eine andere Lampe sowie ein anderes Küvettenmaterial. Beide Bereiche werden in einem Labor häufig zugleich benötigt, weshalb der Wellenlängenbereich die erste Festlegung ist.
Was Geräte unterscheidet, ist nicht die Anzeige, sondern wie das Licht erzeugt, getrennt und nachgewiesen wird: der Wellenlängenbereich, die spektrale Bandbreite, ein oder zwei Strahlen, die Lampenart und das Küvettenformat, das die Arbeit verlangt. Diese Seite behandelt diese Punkte sowie die Grenze zu den benachbarten Analysegeräten, die auf demselben Arbeitstisch andere Fragen beantworten.
Wie Spektralphotometer messen
Das Gerät führt Licht durch einen Monochromator - ein Gitter oder einen Filter -, um bei der gewählten Wellenlänge einen schmalen Bereich zu isolieren, leitet ihn durch die Probe und misst, was am Detektor ankommt. Die Extinktion wird aus dem Verhältnis zwischen dem von der Probe durchgelassenen und dem von einer Referenz durchgelassenen Licht berechnet, weshalb die Blindmessung Teil jeder Methode und nicht eine optionale Zugabe ist.
Der Zusammenhang zwischen Extinktion und Konzentration ist nur innerhalb von Grenzen und nur in einem gut eingestellten System linear. Oberhalb einer bestimmten Extinktion bricht die Linearität zusammen, Matrizeffekte in der Probe stören, und der Messwert hört auf, ein verlässliches Maß für die Konzentration zu sein. Eine Methode legt daher nicht nur die Wellenlänge fest, sondern auch die Schichtdicke, das Reagenz und den Bereich, in dem die Kalibrierung erstellt wurde.
Bandbreite und Streulicht bestimmen, was das Gerät an den Rändern seines Bereichs leisten kann. Eine schmale Bandbreite löst einen scharfen Absorptionspeak auf, den eine breite Bandbreite abflachen und zu niedrig anzeigen würde; Streulicht begrenzt die höchste Extinktion, der noch vertraut werden kann, weil bei hoher Extinktion der kleine Anteil des Streulichts zu einem großen Anteil des am Detektor ankommenden Lichts wird. Beides sind Spezifikationswerte und keine Bedienungseinstellungen.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Wellenlängenbereich | Nur sichtbar oder Ultraviolett und sichtbar zusammen | Welche Stoffe und welche Standardmethoden das Gerät ausführen kann und welche Lampe sowie welches Küvettenmaterial nötig sind. |
| Spektrale Bandbreite | Die Breite des Lichtbereichs, der die Probe erreicht | Ob ein scharfer Absorptionspeak richtig aufgelöst wird. Ein mit zu breiter Bandbreite gemessener Peak wird zu niedrig angezeigt, und die Kalibrierung nimmt diesen Fehler auf, bis das Gerät gewechselt wird. |
| Optische Anordnung | Einfachstrahl oder Doppelstrahl mit Referenzkanal | Ob die Referenz gleichzeitig mit der Probe gemessen wird. Ein Doppelstrahl gleicht das Driften von Lampe und Detektor aus, was bei einer langen Messreihe von Proben zählt. |
| Lichtquelle | Die eingebaute Lampe oder die Lampen und der Bereich, den jede abdeckt | Welches Ende des Wellenlängenbereichs verfügbar ist. Der Ultraviolettbereich braucht eine eigene Quelle, und der Übergangspunkt zwischen den Quellen ist ein Spezifikationsdetail. |
| Detektor | Die Art des Detektors und der Bereich, auf den er anspricht | Die Empfindlichkeit an den Enden des Wellenlängenbereichs und das Rauschniveau des Messwerts. |
| Probenformat | Standardküvetten, Mikrovolumenzellen, Durchflusszellen sowie Halter für Reagenzgläser oder Vials | Ob die Methode wie geschrieben ausgeführt werden kann und wie viel Probe sie verbraucht. Ein Mikrovolumenformat lohnt sich nur, wenn die Proben tatsächlich klein sind. |
| Software und Methodenspeicher | Eingebaute Methoden, gespeicherte Kalibrierkurven und ob Ergebnisse exportiert werden können | Ob Routinearbeit eine gespeicherte Methode oder eine manuelle Abfolge ist und ob Ergebnisse dokumentiert werden müssen. |
| Wellenlängengenauigkeit und Verifikation | Wie die Wellenlängengenauigkeit eingestellt wird und welche Referenzfilter oder Standards geliefert werden | Ob nachweisbar ist, dass das Gerät bei der Wellenlänge misst, die die Methode verlangt, was ein akkreditiertes Labor nachweisen muss. |
So wählen Sie Spektralphotometer aus
| Faktor | Warum er die Antwort bestimmt | Wie er vor der Anfrage geklärt wird |
|---|
| Was gemessen wird | Farbe, eine Konzentration nach einer Standardmethode oder ein Scan über einen Bereich stellen jeweils andere Anforderungen | Den Stoff und die Methode nennen oder beschreiben, welche Information aus der Messung gewünscht wird. |
| Benötigter Wellenlängenbereich | Er bestimmt die Lampe, das Küvettenmaterial und oft die Geräteklasse des Instruments | Die Wellenlängen angeben, die die Methode verlangt, und ob welche unterhalb des sichtbaren Bereichs liegen. |
| Von der Methode verlangte Bandbreite | Eine um einen Peak geschriebene Methode braucht eine Bandbreite, die ihn auflösen kann | Die Methode zitieren, einschließlich der Wellenlänge und Bandbreite, wo sie diese angibt. |
| Konzentrationsbereich | Er legt die Schichtdicke und die Verdünnung fest, die die Methode benötigt | Den erwarteten Minimal- und Maximalwert der Konzentration angeben. |
| Verfügbares Probenvolumen | Manche Methoden und manche Proben sind volumenbegrenzt | Angeben, wie viel Probe je Bestimmung zur Verfügung steht. |
| Zahl der Proben und Durchsatz | Er entscheidet, ob ein Einfachstrahlgerät genügt oder ein Doppelstrahl Zeit spart | Die Chargenmenge angeben und wie oft die Arbeit ausgeführt wird. |
| Dokumentationsanforderung | Akkreditierte Arbeit verlangt üblicherweise Aufzeichnungen und Geräteverifikation | Angeben, ob Ergebnisse dokumentiert werden müssen und ob Verifikationsstandards geliefert werden müssen. |
Ist einer dieser Punkte noch offen, senden Sie, was bekannt ist. Ein Angebot lässt sich gegen eine Aufgabenbeschreibung erstellen und nach Ergänzung der Lücken verfeinern.
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für Spektralphotometer meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom Spektralphotometer unterscheidet |
| Kolorimeter | Nutzen einen Filter, um einen Bereich zu isolieren, statt mit einem Monochromator eine Wellenlänge auszuwählen, weshalb sie einfacher sind und zu einer Methode passen, die eine Farbreaktion festlegt. Sie können kein Spektrum scannen und keinen schmalen Peak auflösen, was sie zu einem Gerät für feste Routinen macht und nicht zu einem für Methodenentwicklung. |
| Atomabsorptionsspektrometer | Messen die Absorption von Licht durch Atome in einer Flamme oder einem Ofen, um die Elementkonzentration zu bestimmen, oft auf sehr niedrigen Werten. Sie beantworten, welche Elemente vorhanden sind und in welcher Menge, während ein UV-Vis-Gerät meist beantwortet, wie viel einer Verbindung vorhanden ist. |
| Gaschromatografen | Trennen ein Gemisch in seine Bestandteile, bevor sie gemessen werden, was ein Spektralphotometer nicht kann. Enthält eine Probe mehrere Stoffe, die bei derselben Wellenlänge absorbieren, ist diese Trennung das, was die Messung überhaupt erst möglich macht. |
| Flüssigchromatografen | Derselbe Trenngrundsatz in der flüssigen Phase angewandt und oft mit einem spektralphotometrischen Detektor gekoppelt. Der Unterschied ist, dass die Chromatografie die Trennung liefert; der Detektor berichtet nur, was durch ihn hindurchgeht. |
| TOC-Analysatoren | Messen den gesamten organischen Kohlenstoff, indem sie die Probe oxidieren und das entstehende Kohlendioxid nachweisen. Sie berichten einen Summenwert für die organische Belastung, während eine spektralphotometrische Methode einen bestimmten Stoff oder eine bestimmte Reaktion misst. |
| Massenspektrometer | Identifizieren Verbindungen über ihr Masse-Ladung-Verhältnis und liefern strukturelle und bestätigende Informationen. Sie stellen eine andere Größenordnung an Gerät und Betrieb dar, und sie werden dort eingesetzt, wo Identifizierung und nicht routinemäßige Quantifizierung verlangt wird. |
Die Grenze, die zuerst zu klären ist, liegt zwischen einem Kolorimeter und einem Spektralphotometer. Wo die Methode eine Wellenlänge für eine Farbreaktion nennt, genügt ein Kolorimeter; wo eine Methode erstellt oder übertragen werden muss, ist die Wellenlängenselektivität des Spektralphotometers das, was sie möglich macht.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Der zu messende Stoff oder Parameter sowie die anzuwendende Methode
- Wellenlänge oder Wellenlängenbereich, die die Methode verlangt
- Von der Methode angegebene Bandbreite, sofern sie eine nennt
- Erwarteter Konzentrationsbereich
- Verfügbares Probenvolumen je Bestimmung
- Ob es sich um eine feste Routine-Methode oder um eine Reihe von Methoden handelt
- Chargenmenge und wie oft die Arbeit ausgeführt wird
- Ob Ergebnisse dokumentiert oder exportiert werden müssen
- Menge, Zielhafen und gewünschter Liefertermin
