Espectrofotômetro UV-Vis de bancada

Um espectrofotômetro responde a um tipo de pergunta diferente do da maioria dos instrumentos ao lado dos quais ele fica na bancada. Ele não informa uma propriedade da amostra diretamente; informa quanta luz a amostra absorveu em um comprimento de onda que alguém escolheu, e todo o resto - concentração, pureza, se uma reação ocorreu onde deveria - é inferido a partir disso. A escolha que define tudo o que vem depois é, portanto, quais comprimentos de onda o instrumento alcança e com que finura ele os separa.

Esta linha cobre nove modelos em duas séries. A série V trabalha na região do visível com uma lâmpada de tungstênio; a série UV acrescenta uma lâmpada de xenônio e desce até 190 nm. Entre elas a largura de banda espectral vai de 5 nm a 1,8 nm, a exatidão do comprimento de onda vai de 2 nm a ±0,5 nm, e todos os modelos menos um são de feixe único.

O que o instrumento mede

Quatro grandezas são informadas: transmitância, absorbância, concentração e o fator de inclinação que liga as duas últimas. A transmitância é a fração da luz incidente que atravessa a amostra. A absorbância é o logaritmo dela com o sinal trocado, que é a grandeza proporcional à concentração na faixa de trabalho e aquela em que a maior parte das medições é feita. A concentração vem da absorbância por meio de um fator estabelecido contra padrões de concentração conhecida, e o fator de inclinação é essa conversão guardada pelo instrumento.

Como a relação entre absorbância e concentração é linear apenas dentro de certos limites, a faixa útil de medição é mais estreita do que a escala sugere. Uma amostra concentrada demais lê como se fosse diluída, porque a linearidade se perde antes de o detector ficar sem sinal. Isso é uma propriedade do método, e não do instrumento, e é por isso que a escolha do caminho óptico e da diluição importa tanto quanto a escolha do modelo.

Como a medição acontece

A luz da lâmpada é dispersa por uma rede de difração holográfica de 1200 linhas por milímetro em um monocromador Czerny-Turner, que transforma a emissão larga em uma banda estreita no comprimento de onda escolhido. Essa luz monocromática atravessa a amostra, e a intensidade que chega ao detector é comparada com a que chegou através de uma referência. A razão é a transmitância, e o logaritmo do seu inverso é a absorbância.

Três coisas decorrem desse arranjo. A primeira é que a fonte e o detector fazem parte da medição tanto quanto a amostra, e é por isso que a vida da fonte e a deriva aparecem na especificação. A deriva é dada como ≤0,003 A em todos os modelos, e é o número que decide se uma pequena diferença de absorbância pode ser aceita ao longo de uma série longa. A segunda é que o monocromador define a resolução: a rede é comum a toda a linha, mas a abertura da fenda atrás dela, dada como largura de banda espectral, não é, e é a largura de banda, e não a rede, que decide se dois picos próximos continuam separados. A terceira é que a referência importa. Toda medição é uma razão, de modo que qualquer coisa que mude entre a referência e a leitura da amostra entra no resultado, a menos que a óptica meça as duas ao mesmo tempo ou que o instrumento seja reajustado no zero com frequência suficiente.

Escolher entre a série do visível e a série do ultravioleta

A série do visível alcança 320-1100 nm, exceto no LC-V1200E, em que a faixa é de 350-1050 nm. A série do ultravioleta alcança 190-1100 nm em todos os modelos, e o vão adicional vem de uma lâmpada de xenônio ao lado da de tungstênio. Nada mais na especificação decide isso: um método escrito abaixo de cerca de 320 nm não pode ser executado em um instrumento do visível, porque não há luz ali para ser absorvida, e um método escrito acima desse comprimento de onda não precisa da série do ultravioleta, a menos que outra coisa no mesmo laboratório precise.

Quando as duas regiões são necessárias em um único instrumento, a série UV cobre a região do visível na mesma caixa, de modo que não há razão para comprar também a série do visível. Quando o trabalho é todo na região do visível e o laboratório não pretende descer de 320 nm, os modelos do visível alcançam os mesmos comprimentos de onda, com a mesma rede, em uma especificação mais modesta.

A largura de banda espectral, e por que ela decide se dois picos se separam

A largura de banda espectral é a extensão da banda de comprimentos de onda que o instrumento realmente passa em cada ajuste, e aqui ela vai de 5 nm a 1,8 nm. Uma banda larga não é apenas uma leitura mais grossa: ela faz a média de tudo o que está dentro daquela janela, de modo que dois picos de absorção a poucos nanômetros um do outro são informados como um único ombro largo, e nenhum cuidado em outro lugar os recupera. O que se precisa é de uma banda confortavelmente mais estreita que o pico medido, e, quando um método declara a largura de um pico, a banda pode ser escolhida diretamente contra ele.

É essa a razão de a linha cobrir um fator de quase três em largura de banda entre nove modelos. Quando um método lê um pico largo do visível em um comprimento de onda fixo, uma banda de 4 nm ou 5 nm não é um compromisso. Quando o método envolve um pico estreito, um ombro, ou dois picos que precisam ser separados, os modelos de 1,8 nm ou 2 nm são os que conseguem fazer isso.

Comprimento de onda único ou varredura

Os modelos de entrada são ajustados a um único comprimento de onda e leem a amostra ali, que é o que uma determinação de rotina exige e é o modo mais rápido de executar uma. Os modelos N e NC e os modelos Pro e 1800 varrem: o comprimento de onda se desloca continuamente e o espectro é registrado ao longo de uma faixa, que é o que se precisa para localizar um pico, para comparar uma amostra com um espectro de referência ou para estabelecer que nada mais está absorvendo em outro ponto da faixa.

Varredura não é coisa só de pesquisa. Qualquer método que precise ser validado no laboratório, ou que possa ser perturbado por uma substância interferente, é mais fácil de defender com um espectro do que com um único ponto, e um espectro tirado uma vez costuma encerrar uma discussão posterior. Quando o método é fixo em um comprimento de onda e a resposta é simplesmente o número naquele ponto, operar em comprimento de onda único não é uma limitação, e os modelos de varredura não são necessários.

Feixe único e feixe duplo

Oito dos nove modelos são de feixe único, que mede a referência e a amostra em momentos diferentes e depende do reajuste do zero para manter as duas comparáveis. O LC-UV1800 é de feixe duplo, que divide a luz para que amostra e referência sejam medidas ao mesmo tempo, e qualquer mudança que afete as duas se cancela continuamente. Em um instrumento de feixe único, a deriva da fonte, a deriva do detector e uma variação de temperatura no compartimento entram no resultado entre a leitura de referência e a leitura da amostra; o reajuste periódico do zero retira a maior parte disso, e é por isso que um instrumento de feixe único continua perfeitamente adequado ao trabalho de rotina.

A diferença passa a valer o investimento em duas situações: uma medição que precisa se manter estável por muito tempo, e um método em que a diferença de absorbância entre a amostra e a referência é pequena o bastante para que a deriva seja uma parte importante dela. O LC-UV1800 também traz a largura de banda mais estreita da linha, em 1,8 nm, de modo que ele é o instrumento para um laboratório que precisa das duas coisas, e não apenas do topo da lista.

Cubetas, compartimento e os itens de consumo

Todo modelo é fornecido com um suporte de cubeta de quatro posições, um suporte fixo de 1 cm ou, em alguns modelos, um suporte ajustável de 0,5-5 cm, e uma caixa com quatro cubetas de vidro de 1 cm. Os modelos UV acrescentam duas cubetas de quartzo. Esse é o conjunto, e o ponto a reter é que o vidro não transmite no ultravioleta: qualquer medição abaixo de cerca de 320 nm exige cubetas de quartzo, elas vêm apenas com os modelos UV e precisam ser pedidas separadamente. Cubetas extras de quartzo são um item de pedido por direito próprio, e não um acessório que se pega emprestado de outro instrumento.

O caminho óptico do suporte importa do mesmo modo que a largura de banda: a absorbância é proporcional à distância que a luz percorre na amostra, de modo que um suporte de 0,5 cm e um de 5 cm medem quantidades diferentes da mesma solução. Quando um método declara um caminho óptico, o suporte precisa coincidir com ele, e quando uma amostra diluída precisa ser lida sem concentração, um caminho óptico maior eleva a absorbância para dentro da faixa útil. É por isso que a medição do branco, que responde pela cubeta, pelo solvente e pelo reagente, faz parte do método, e não de um cuidado opcional.

Limites de medição e critérios de seleção

Vários parâmetros que importam em um laboratório não estão escritos em lugar nenhum do material: a alimentação da rede, o tempo de aquecimento, os limites de temperatura e umidade ambiente, o intervalo de troca das lâmpadas, o grau de proteção do invólucro e a vida da fonte de luz para cada modelo. Nada aqui é inferido para preencher essas lacunas, e vale para a página inteira a observação do próprio material de que os valores são nominais, a confirmar contra a placa de identificação e o manual da unidade entregue.

Dois limites operacionais merecem ser ditos com clareza. O instrumento pesa entre 7 kg e 12,5 kg conforme o modelo e é um instrumento de bancada cujo caminho óptico é sensível a vibração, de modo que ele pertence a uma bancada estável, e não a um carrinho compartilhado. E as lâmpadas são itens de consumo com vida declarada de 1000 h ou 2000 h conforme o modelo, o que o material nota ser encurtado por ligações e desligamentos frequentes, de modo que um instrumento usado ao longo de um dia de trabalho é melhor deixado ligado do que ligado e desligado em torno de cada medição.

Quando o instrumento for usado em ensaios regulados, os documentos de qualificação são um requisito à parte. O material registra que o material de certificação foi retirado na origem e que nenhuma informação de certificado está incluída, e ele recomenda solicitar ao fornecedor o certificado de aprovação de tipo e os documentos de qualificação 3Q para ensaios na indústria farmacêutica e de alimentos. Isso é uma pergunta para a consulta, e não uma suposição a partir da entrega.

Pedido

Os itens que decidem a resposta são o comprimento de onda ou os comprimentos de onda que o método usa, a largura do pico e portanto a largura de banda necessária, se um único comprimento de onda basta ou se um espectro precisa ser registrado, se a região do ultravioleta é necessária, o caminho óptico das cubetas, se os resultados precisam ser capturados em um computador e quais documentos o sistema de qualidade do laboratório exige. Descreva o método, e não apenas o modelo, quando possível, porque são o comprimento de onda e a largura do pico que definem a lista de modelos, e não o contrário. Quantidade, porta de destino e data de entrega necessária completam a consulta.