Qué es un espectrofotómetro
Un espectrofotómetro mide cuánta luz absorbe una muestra a una longitud de onda elegida. Como muchas sustancias absorben luz en proporción a su concentración, el instrumento convierte una lectura de absorbancia en un resultado cuantitativo, y por eso aparece en el análisis de agua y de aguas residuales, en el análisis de alimentos y bebidas, en el control de calidad farmacéutico y en cualquier laboratorio que siga un método colorimétrico.
El rango visible es el caso habitual: en la muestra se forma un complejo coloreado y el instrumento mide con qué fuerza absorbe. El rango ultravioleta lo extiende a sustancias que son incoloras pero que aun así absorben por debajo de la banda visible, y necesita otra lámpara y otro material de cubeta. Con frecuencia se quieren las dos bandas en un mismo laboratorio, y por eso el rango de longitud de onda es lo primero que hay que establecer.
Lo que separa a los instrumentos no es el visualizador sino cómo se produce, se separa y se detecta la luz: el rango de longitud de onda, el ancho de banda espectral, si hay uno o dos haces, el tipo de lámpara y el formato de cubeta que exige el trabajo. Esta página cubre esos puntos y la frontera frente a los instrumentos analíticos vecinos que responden a otras preguntas en el mismo banco.
Cómo mide un espectrofotómetro
El instrumento hace pasar la luz por un monocromador —una red de difracción o un filtro— para aislar una banda estrecha en la longitud de onda elegida, la envía a través de la muestra y mide lo que llega al detector. La absorbancia se calcula a partir de la relación entre la luz transmitida por la muestra y la transmitida por una referencia, y por eso la medición del blanco forma parte de todo método y no es un extra opcional.
La relación entre absorbancia y concentración es lineal solo dentro de unos límites y solo en un sistema que se comporte bien. Por encima de cierta absorbancia la linealidad se rompe, los efectos de matriz de la muestra interfieren y la lectura deja de ser una medida fiable de la concentración. Un método define por tanto no solo la longitud de onda, sino el camino óptico, el reactivo y el rango en el que se estableció la calibración.
El ancho de banda y la luz parásita fijan lo que el instrumento puede hacer en los extremos de su rango. Un ancho de banda estrecho resuelve un pico de absorción agudo que uno ancho aplanaría y leería por defecto; la luz parásita limita la absorbancia más alta en la que puede confiarse, porque a absorbancia alta la pequeña proporción de luz parásita se convierte en una proporción grande de la luz que llega al detector. Las dos son cifras de especificación y no ajustes de funcionamiento.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Rango de longitud de onda | Solo visible, o ultravioleta y visible juntos | Qué sustancias y qué métodos normalizados puede ejecutar el instrumento, y qué lámpara y qué material de cubeta hacen falta. |
| Ancho de banda espectral | La anchura de la banda de luz que llega a la muestra | Si un pico de absorción agudo se resuelve correctamente. Un pico medido con una banda demasiado ancha se lee bajo, y la calibración absorbe ese error hasta que se cambia de instrumento. |
| Disposición óptica | Haz simple, o haz doble con un canal de referencia | Si la referencia se mide al mismo tiempo que la muestra. Un haz doble compensa la deriva de la lámpara y del detector, cosa que importa en una serie larga de muestras. |
| Fuente de luz | La lámpara o lámparas montadas, y el rango que cubre cada una | Qué extremo del rango de longitud de onda está disponible. La banda ultravioleta necesita una fuente propia, y el punto de cruce entre fuentes es un detalle de especificación. |
| Tipo de detector | El tipo de detector y el rango al que responde | La sensibilidad en los extremos del rango de longitud de onda y el nivel de ruido de la lectura. |
| Formato de muestra | Cubetas estándar, cubetas de microvolumen, cubetas de flujo continuo y portatubos o portaviales | Si el método puede ejecutarse tal como está escrito y cuánta muestra consume. Un formato de microvolumen solo merece la pena si las muestras son realmente pequeñas. |
| Software y almacenamiento de métodos | Métodos integrados, curvas de calibración almacenadas y si los resultados pueden exportarse | Si el trabajo rutinario es un método almacenado o una secuencia manual, y si hay que documentar los resultados. |
| Exactitud de longitud de onda y verificación | Cómo se ajusta la exactitud de longitud de onda, y los filtros o patrones de referencia suministrados | Si puede demostrarse que el instrumento lee en la longitud de onda que exige el método, cosa que un laboratorio acreditado tiene que justificar. |
Cómo elegir un espectrofotómetro
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
|---|
| Qué se está midiendo | El color, una concentración por un método normalizado o un barrido en un rango imponen cada uno exigencias distintas | Nombre la sustancia y el método, o describa qué información se quiere sacar de la lectura. |
| La banda de longitud de onda necesaria | Decide la lámpara, el material de la cubeta y a menudo la banda de precio del instrumento | Indique las longitudes de onda que pide el método y si alguna cae por debajo del rango visible. |
| El ancho de banda que exige el método | Un método escrito en torno a un pico necesita un ancho de banda que pueda resolverlo | Cite el método, incluidas la longitud de onda y el ancho de banda cuando los indique. |
| El rango de concentración | Fija el camino óptico y la dilución que necesitará el método | Dé la concentración mínima y la máxima previstas. |
| El volumen de muestra disponible | Algunos métodos y algunas muestras están limitados en volumen | Indique cuánta muestra hay por determinación. |
| El número de muestras y el rendimiento | Decide si un instrumento de haz simple es suficiente o si un haz doble ahorra tiempo | Dé el tamaño de lote y con qué frecuencia se hace el trabajo. |
| Requisito de documentación | El trabajo acreditado normalmente exige registros y verificación del instrumento | Indique si hay que documentar los resultados y si hay que suministrar patrones de verificación. |
Si alguno de estos puntos sigue abierto, envíe lo que se conozca. La cotización puede emitirse contra una descripción de la función y afinarse cuando se cierren los huecos.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un espectrofotómetro, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué la diferencia de un espectrofotómetro |
| Colorímetros | Usan un filtro para aislar una banda en lugar de un monocromador para seleccionar una longitud de onda, así que son más sencillos y adecuados para un método que define una sola reacción de color. No pueden barrer un espectro ni resolver un pico estrecho, lo que los convierte en un instrumento de rutina fija y no en uno para desarrollar métodos. |
| Espectrómetros de absorción atómica | Miden la absorción de luz por átomos en una llama o un horno para determinar la concentración elemental, a menudo a niveles muy bajos. Responden a qué elementos están presentes y en qué cantidad, mientras que un instrumento UV-visible suele responder a cuánto de un compuesto hay. |
| Cromatógrafos de gases | Separan una mezcla en sus componentes antes de medirlos, algo que un espectrofotómetro no puede hacer. Cuando una muestra contiene varias sustancias que absorben en la misma longitud de onda, esa separación es lo que hace posible la medición. |
| Cromatógrafos de líquidos | El mismo principio de separación aplicado en fase líquida, y a menudo acoplado a un detector espectrofotométrico. La diferencia es que la cromatografía aporta la separación; el detector solo informa de lo que pasa por él. |
| Analizadores de TOC | Miden el carbono orgánico total oxidando la muestra y detectando el dióxido de carbono resultante. Informan de una cifra agregada de carga orgánica, mientras que un método espectrofotométrico mide una sustancia o una reacción concretas. |
| Espectrómetros de masas | Identifican compuestos por su relación masa-carga, lo que da información estructural y confirmatoria. Son un orden distinto de instrumento en coste y en manejo, y se usan cuando el requisito es identificar y no cuantificar de rutina. |
La frontera que merece la pena resolver primero es la que hay entre un colorímetro y un espectrofotómetro. Cuando el método nombra una sola longitud de onda para una sola reacción de color, un colorímetro puede bastar; cuando hay que establecer o trasladar un método, la selectividad de longitud de onda de un espectrofotómetro es lo que lo hace posible.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- La sustancia o el parámetro que hay que medir, y el método que hay que seguir
- La longitud de onda o el rango de longitudes de onda que exige el método
- El ancho de banda especificado por el método, cuando lo indica
- El rango de concentración previsto
- El volumen de muestra disponible por determinación
- Si el trabajo es un método de rutina fijo o un conjunto de métodos
- El tamaño de lote y con qué frecuencia se hace el trabajo
- Si hay que documentar o exportar los resultados
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida
