분광광도계의 정의
분광광도계는 시료가 정한 파장에서 빛을 얼마나 흡수하는지 측정합니다. 많은 물질이 농도에 비례하여 빛을 흡수하므로, 이 계기는 흡광도 읽기 값을 정량 결과로 바꿉니다 - 그래서 수질 및 하수 시험, 식품 및 음료 분석, 의약품 품질 관리, 그리고 발색 반응에 기반한 방법을 따르는 모든 실험실에 이 계기가 있습니다.
가시광 영역이 통상의 경우입니다. 시료에서 발색 반응이 일어나면, 계기는 그 생성물이 빛을 얼마나 강하게 흡수하는지 측정합니다. 자외선 영역은 색이 없으면서도 가시광 대역 아래 파장에서 빛을 흡수하는 물질로 측정 대상을 넓히며, 다른 램프와 다른 큐벳 재질을 요구합니다. 두 영역은 한 실험실에서 함께 필요한 일이 많으므로 파장 범위를 가장 먼저 정해야 합니다.
계기를 가르는 것은 표시창이 아니라 빛을 만들고 갈라 검출하는 방식입니다. 파장 범위, 분광 대역폭, 광로가 하나인지 둘인지, 램프 형식, 그리고 작업이 요구하는 큐벳 규격이 그것입니다. 이 페이지는 이 항목들과, 같은 작업대에서 서로 다른 질문에 답하는 이웃 분석 기기와의 경계를 다룹니다.
분광광도계 측정 원리
계기는 빛을 단색기 - 회절 격자 또는 필터 - 에 통과시켜 정한 파장의 좁은 대역만 골라 내고, 그것을 시료로 보내어 검출기에 도달하는 양을 측정합니다. 흡광도는 시료를 투과한 빛과 기준을 투과한 빛의 비에서 계산되므로, 블랭크 측정은 선택 항목이 아니라 모든 방법의 일부입니다.
흡광도와 농도의 관계는 한도 안에서만, 그리고 거동이 일정한 시료에서만 직선이 됩니다. 어느 흡광도 이상에서는 직선성이 무너지고, 시료 속 매트릭스 효과가 간섭하며, 읽기 값은 더 이상 농도의 신뢰할 만한 척도가 아닙니다. 따라서 방법은 파장뿐 아니라 광로 길이, 시약, 그리고 교정이 세워진 범위를 함께 정의합니다.
대역폭과 잡광은 계기가 측정 범위 끝에서 어디까지 할 수 있는지를 정합니다. 좁은 대역폭은, 넓은 대역폭에서는 눕혀지고 작게 읽히는 뾰족한 흡수 피크를 또렷이 갈라 냅니다. 잡광은 신뢰할 수 있는 최대 흡광도에 한도를 정합니다. 흡광도가 높으면 잡광의 작은 비중이 검출기에 도달하는 빛의 큰 비중이 되기 때문입니다. 둘 다 운용에서 조절하는 항목이 아니라 사양에 적히는 값입니다.
구성 옵션
사양의 대부분은 정확도 등급이 아니라 이 결정들에서 정해집니다. 앞의 결정이 뒤를 제약하기 때문에 순서대로 확정하는 것입니다.
| 구성 | 선택 항목 | 실제로 무엇을 결정하는가 |
| 파장 범위 | 가시광만, 또는 자외선과 가시광을 함께 | 계기가 어떤 물질과 어떤 표준 방법을 수행할 수 있는지, 그리고 어떤 램프와 어떤 큐벳 재질이 필요한지를 정합니다. |
| 분광 대역폭 | 시료에 도달하는 빛의 대역 너비 | 뾰족한 흡수 피크가 바르게 갈라 읽히는지를 정합니다. 너무 넓은 대역으로 측정한 피크는 낮게 읽히고, 계기를 바꿀 때까지 교정이 그 오차를 흡수합니다. |
| 광학 구성 | 단일 빔, 또는 기준 채널을 둔 이중 빔 | 기준을 시료와 같은 시점에 측정하는지를 정합니다. 이중 빔은 램프와 검출기의 드리프트를 보정하므로, 시료를 길게 이어 측정할 때 중요합니다. |
| 광원 | 달려 있는 램프와 각 램프가 덮는 범위 | 파장 범위의 어느 쪽 끝을 쓸 수 있는지를 정합니다. 자외선 대역은 자기만의 광원을 요구하며, 광원 사이의 전환 지점은 사양의 세부 항목입니다. |
| 검출기 | 검출기 형식과 그것이 응답하는 범위 | 파장 범위 양쪽 끝에서의 민감도와 읽기 값의 잡음 수준을 정합니다. |
| 시료 규격 | 표준 큐벳, 미량 셀, 유입형 셀, 그리고 시험관 또는 바이알 홀더 | 방법을 적힌 그대로 수행할 수 있는지, 그리고 시료를 얼마나 소모하는지를 정합니다. 미량 규격은 시료가 실제로 작을 때만 갖는 가치가 있습니다. |
| 소프트웨어와 방법 저장 | 내장 방법, 저장된 교정 곡선, 그리고 결과를 내보낼 수 있는지 | 일상 작업이 저장해 둔 방법인지 손으로 밟는 절차인지, 그리고 결과를 문서로 남겨야 하는지를 정합니다. |
| 파장 정확도와 검증 | 파장 정확도를 어떤 방식으로 맞추고, 기준 필터 또는 표준물이 함께 제공되는지 | 계기가 방법이 요구하는 파장에서 읽고 있음을 입증할 수 있는지 정합니다. 인정된 실험실은 그것을 보여 주어야 합니다. |
분광광도계 선택 방법
| 요소 | 답을 좌우하는 이유 | 문의 전에 결정하는 방법 |
| 무엇을 측정하는가 | 색, 표준 방법에 따른 농도, 범위 전반의 스캔은 각각 요구하는 것이 다릅니다 | 물질과 방법의 이름을 적어 보내거나, 읽기 값에서 어떤 정보를 알고 싶은지 설명해 주십시오. |
| 필요한 파장 대역 | 램프, 큐벳 재질, 그리고 계기 가격대를 함께 결정하는 일이 많습니다 | 방법이 요구하는 파장을 적고, 그중 가시광 영역 아래로 내려가는 것이 있는지 알려 주십시오. |
| 방법이 요구하는 대역폭 | 피크를 기준으로 작성된 방법은 그 피크를 갈라 낼 수 있는 대역폭이 필요합니다 | 방법을 그대로 옮겨 보내고, 거기에 파장과 대역폭이 적혀 있으면 그것까지 함께 적어 주십시오. |
| 농도 범위 | 이 항목이 방법이 필요로 하는 광로 길이와 묽힘 정도를 정합니다 | 예상되는 최소 농도와 최대 농도를 적어 주십시오. |
| 확보 가능한 시료량 | 방법과 시료 중에 부피가 한계가 되는 것이 있습니다 | 측정 한 번에 시료가 얼마나 있는지 적어 주십시오. |
| 시료 수와 처리량 | 단일 빔 계기로 충분한지, 이중 빔이 시간을 절약하는지를 정합니다 | 한 번에 처리하는 물량과 그 작업의 빈도를 적어 주십시오. |
| 문서화 요구 사항 | 인증을 받는 작업은 통상 기록과 계기 검증을 요구합니다 | 결과를 문서로 남겨야 하는지, 검증용 표준물까지 공급해야 하는지 적어 주십시오. |
아직 정하지 못한 항목이 있으면 알려진 내용만 보내 주십시오. 적용 내용만으로 견적을 먼저 보내 드리고, 빈 부분을 채운 뒤에 확정할 수 있습니다.
가장 유사한 대체 제품
분광광도계 문의가 보통 귀결되는 제품 유형과, 선택이 실제로 갈리는 지점입니다.
| 가장 가까운 대안 | 분광광도계와의 차이 |
| 색도계 | 단색기로 파장을 고르지 않고 필터로 대역만 골라 내므로 구조가 간단하고, 하나의 발색 반응으로 정해진 방법에 알맞습니다. 스펙트럼을 스캔하거나 좁은 피크를 갈라 낼 수는 없어서, 방법 개발용 계기가 아니라 정해진 반복 작업용 계기가 됩니다. |
| 원자 흡광 광도계 | 화염이나 노 속의 원자가 빛을 흡수하는 정도를 측정하여 원소 농도를 알아내며, 통상 매우 낮은 수준까지 봅니다. 어떤 원소가 얼마나 있는지에 답하는 계기고, UV-Vis 계기는 보통 어떤 화합물이 얼마나 있는지에 답합니다. |
| 가스 크로마토그래프 | 측정에 앞서 혼합물을 성분으로 분리합니다. 분광광도계는 할 수 없는 일입니다. 같은 파장에서 빛을 흡수하는 여러 물질이 한 시료에 들어 있으면, 그 분리 자체가 측정을 가능하게 합니다. |
| 액체 크로마토그래프 | 같은 분리 원리를 액체 상에 적용한 계기로, 통상 분광광도 검출기와 연결해 씁니다. 차이는 분리를 크로마토그래피가 맡는다는 점이며, 검출기는 자기 앞을 지나가는 것만 보고합니다. |
| TOC 분석기 | 시료를 산화시키고 거기서 생긴 이산화 탄소를 검출하여 총 유기탄소를 측정합니다. 유기물 부하를 하나의 합산 값으로 보고하는 계기고, 분광광도 방법은 특정한 물질이나 반응을 측정합니다. |
| 질량 분석계 | 이온을 질량 대 전하비로 나누어 식별하므로 구조 정보와 확인 정보까지 얻습니다. 비용과 운용에서 차원이 다른 계기이며, 일상적인 정량이 아니라 식별이 요구되는 자리에서 씁니다. |
먼저 확정할 경계는 색도계와 분광광도계 사이입니다. 하나의 발색 반응에 하나의 파장을 적어 놓은 방법이라면 색도계로 충분할 수 있습니다. 방법을 새로 세우거나 다른 곳으로 옮겨야 하는 자리에서는, 분광광도계의 파장 선택성이 그것을 가능하게 합니다.
해당 문의에 포함할 내용
문의에 이 내용들이 담겨 있다면 첫 회신은 질문 목록이 아니라 견적이 될 수 있습니다. 수치를 모르는 경우 측정 업무 내용을 보내 주시면 무엇을 의미하는지 확인해 드립니다.
- 측정할 물질 또는 항목과 따라야 할 방법
- 방법이 요구하는 파장 또는 파장 범위
- 방법에 적혀 있는 대역폭
- 예상되는 농도 범위
- 측정 한 번에 확보 가능한 시료량
- 작업이 정해진 반복 방법인지, 여러 방법을 쓰는 일인지
- 한 번에 처리하는 물량과 작업 빈도
- 결과를 문서로 남기거나 내보내야 하는지
- 수량, 목적지 항구, 요구 납기