O que é um espectrofotômetro
Um espectrofotômetro mede quanta luz uma amostra absorve em um comprimento de onda escolhido. Como muitas substâncias absorvem luz em proporção direta com a sua concentração, o instrumento converte uma leitura de absorbância em um resultado quantitativo - e por isso ele aparece nos ensaios de água e esgoto, na análise de alimentos e bebidas, no controle de qualidade da indústria farmacêutica e em qualquer laboratório que siga um método colorimétrico.
A faixa do visível é o caso comum: um complexo colorido se desenvolve na amostra e o instrumento mede com que intensidade ele absorve. A faixa do ultravioleta estende isso às substâncias incolores que ainda absorvem abaixo da banda visível, e exige outra lâmpada e outro material de cubeta. As duas faixas são frequentemente desejadas em um mesmo laboratório, e por isso a faixa de comprimento de onda é o primeiro ponto a definir.
O que separa os instrumentos não é o display, mas como a luz é produzida, separada e detectada: a faixa de comprimento de onda, a largura de banda espectral, se há um ou dois feixes, o tipo de lâmpada e o formato de cubeta que o trabalho exige. Esta página trata disso, e da fronteira com os instrumentos analíticos vizinhos que respondem a perguntas diferentes na mesma bancada.
Como um espectrofotômetro mede
O instrumento faz a luz passar por um monocromador - uma rede de difração ou um filtro - para isolar uma banda estreita no comprimento de onda escolhido, envia essa luz através da amostra e mede o que chega ao detector. A absorbância é calculada a partir da razão entre a luz transmitida pela amostra e a luz transmitida por uma referência, e por isso a medição do branco faz parte de todo método, e não é um extra opcional.
A relação entre absorbância e concentração é linear apenas dentro de certos limites, e apenas em um sistema bem comportado. Acima de determinada absorbância a linearidade se perde, os efeitos de matriz na amostra interferem, e a leitura deixa de ser uma medida confiável de concentração. Um método define, portanto, não só o comprimento de onda, mas também o caminho óptico, o reagente e a faixa em que a calibração foi estabelecida.
A largura de banda e a luz parasita definem o que o instrumento consegue fazer nas bordas da sua faixa. Uma banda estreita resolve um pico de absorção agudo que uma banda larga achataria e subestimaria; a luz parasita limita a maior absorbância em que se pode confiar, porque, em absorbância alta, a pequena proporção de luz parasita passa a ser uma grande proporção da luz que chega ao detector. Os dois são números de especificação, e não ajustes de operação.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Faixa de comprimento de onda | Somente o visível, ou o ultravioleta e o visível juntos | Quais substâncias e quais métodos padrão o instrumento consegue executar, e que lâmpada e que material de cubeta são necessários. |
| Largura de banda espectral | A largura da banda de luz que chega à amostra | Se um pico de absorção agudo é resolvido corretamente. Um pico medido com banda larga demais é lido por baixo, e a calibração absorve esse erro até que o instrumento seja trocado. |
| Arranjo óptico | Feixe único, ou feixe duplo com um canal de referência | Se a referência é medida ao mesmo tempo que a amostra. O feixe duplo compensa a deriva da lâmpada e do detector, o que importa em uma série longa de amostras. |
| Fonte de luz | A lâmpada ou as lâmpadas instaladas, e a faixa que cada uma cobre | Qual extremidade da faixa de comprimento de onda está disponível. A banda do ultravioleta exige uma fonte própria, e o ponto de troca entre as fontes é um detalhe de especificação. |
| Detector | O tipo de detector, e a faixa a que ele responde | A sensibilidade nos extremos da faixa de comprimento de onda, e o nível de ruído da leitura. |
| Formato da amostra | Cubetas padrão, células de microvolume, células de fluxo e suportes para tubos de ensaio e frascos | Se o método pode ser executado como está escrito, e quanta amostra ele consome. Um formato de microvolume só vale a pena se as amostras forem realmente pequenas. |
| Software e armazenamento de métodos | Métodos embutidos, curvas de calibração armazenadas, e se os resultados podem ser exportados | Se o trabalho rotineiro é um método armazenado ou uma sequência manual, e se os resultados precisam ser documentados. |
| Exatidão e verificação do comprimento de onda | Como a exatidão do comprimento de onda é estabelecida, e os filtros ou padrões de referência fornecidos | Se é possível demonstrar que o instrumento lê no comprimento de onda que o método exige, o que um laboratório acreditado precisa demonstrar. |
Como escolher um espectrofotômetro
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| O que está sendo medido | Cor, concentração por um método padrão ou varredura ao longo de uma faixa: cada caso impõe exigências diferentes | Informe a substância e o método, ou descreva que informação se espera da leitura. |
| Banda de comprimento de onda necessária | Ela decide a lâmpada, o material da cubeta e, muitas vezes, a faixa de preço do instrumento | Indique os comprimentos de onda que o método pede e se algum deles fica abaixo da faixa visível. |
| Largura de banda exigida pelo método | Um método escrito em torno de um pico exige uma largura de banda capaz de resolvê-lo | Cite o método, incluindo o comprimento de onda e a largura de banda, quando ele os indica. |
| Faixa de concentração | Ela define o caminho óptico e a diluição que o método vai precisar | Informe a concentração mínima e a máxima esperadas. |
| Volume de amostra disponível | Alguns métodos e algumas amostras são limitados por volume | Indique quanto volume há por determinação. |
| Número de amostras e produtividade | Isso decide se um instrumento de feixe único é suficiente ou se um feixe duplo economiza tempo | Informe o tamanho do lote e a frequência com que o trabalho é executado. |
| Exigência de documentação | O trabalho acreditado geralmente exige registros e verificação do instrumento | Diga se os resultados precisam ser documentados e se padrões de verificação precisam ser fornecidos. |
Se algum desses pontos ainda estiver em aberto, envie o que já se sabe. Um orçamento pode ser emitido a partir de uma descrição da aplicação e refinado quando as lacunas forem preenchidas.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um espectrofotômetro normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a um espectrofotômetro |
| Colorímetros | Usam um filtro para isolar uma banda, e não um monocromador para selecionar um comprimento de onda, de modo que são mais simples e adequados a um método que define uma única reação colorida. Não conseguem varrer um espectro nem resolver um pico estreito, o que os torna um instrumento de rotina fixa, e não de desenvolvimento de métodos. |
| Espectrômetros de absorção atômica | Medem a absorção de luz por átomos em uma chama ou em um forno para determinar a concentração de elementos, muitas vezes em níveis muito baixos. Respondem quais elementos estão presentes e em que quantidade, onde um instrumento UV-Vis normalmente responde quanto de um composto está presente. |
| Cromatógrafos a gás | Separam uma mistura nos seus componentes antes de medi-los, o que um espectrofotômetro não faz. Quando a amostra contém várias substâncias que absorvem no mesmo comprimento de onda, é essa separação que torna a medição possível. |
| Cromatógrafos líquidos | O mesmo princípio de separação aplicado na fase líquida, e muitas vezes acoplado a um detector espectrofotométrico. A distinção é que a cromatografia fornece a separação; o detector apenas informa o que passa por ele. |
| Analisadores de TOC | Medem o carbono orgânico total oxidando a amostra e detectando o dióxido de carbono resultante. Informam um valor agregado de carga orgânica, onde um método espectrofotométrico mede uma substância ou uma reação específica. |
| Espectrômetros de massas | Identificam compostos pela relação massa-carga, o que dá informações estruturais e de confirmação. São outra ordem de instrumento em custo e em operação, e são usados quando o requisito é identificar, e não quantificar de rotina. |
A fronteira que vale definir primeiro é a entre um colorímetro e um espectrofotômetro. Quando o método indica um comprimento de onda para uma única reação colorida, um colorímetro pode ser suficiente; quando um método precisa ser criado ou transferido, é a seletividade em comprimento de onda de um espectrofotômetro que torna isso possível.
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- A substância ou o parâmetro a ser medido, e o método a ser seguido
- O comprimento de onda ou a faixa de comprimento de onda que o método exige
- A largura de banda especificada pelo método, quando ele a indica
- A faixa de concentração esperada
- O volume de amostra disponível por determinação
- Se o trabalho é um método fixo de rotina ou um conjunto de métodos
- O tamanho do lote e a frequência com que o trabalho é executado
- Se os resultados precisam ser documentados ou exportados
- Quantidade, porta de destino e data de entrega exigida
