Что охватывает эта категория
Аналитические приборы определяют, что содержит проба и в каком количестве. Это лабораторные приборы по определению: пробу отбирают, готовят и измеряют при управляемых условиях. Именно это отличает их от технологических анализаторов, работающих прямо на потоке, - и те и другие специфицируют в совершенно разных разговорах.
Такие системы обычно покупают под задокументированную методику, поэтому спецификацию ведут от трёх исходных величин: определяемый компонент, то есть измеряемое вещество; матрица, то есть всё остальное в пробе; и предел обнаружения, который должен обеспечить результат. Только когда эти три величины зафиксированы, встаёт вопрос о методе и о конфигурации.
Порядок важен потому, что одно и то же вещество измеряют несколькими методами с очень разными эксплуатационными затратами, а выбор по методу, а не по требованию, приводит к прибору, которым нельзя выполнить требуемую методику. Сопровождающая среда - газы, вакуум, охлаждение, расходные материалы и эталоны - входит в решение, а не дописывается к нему потом.
Типы изделий в аналитические приборы
| Тип изделия | Принцип измерения | Обычно применяется для |
| Спектрофотометр УФ-видимого диапазона | Поглощение света на заданных длинах волн, пересчитываемое в концентрацию по калибровочной кривой | Количественное определение веществ, поглощающих в ультрафиолетовой или видимой области, и рутинные методики, построенные на окрашивающих реакциях |
| ИК-Фурье спектрометр | Поглощение инфракрасного излучения химическими связями молекул в сравнении с эталонными спектрами | Идентификация материалов и функциональных групп, включая твёрдые пробы и рецептуры, где количественная методика не требуется |
| Газовый хроматограф | Компоненты разделяются в потоке газа-носителя и обнаруживаются по мере выхода из колонки | Летучие и полулетучие смеси, остаточные растворители и проверка чистоты там, где перед идентификацией нужно разделение |
| Жидкостный хроматограф | Компоненты разделяются между жидкой подвижной фазой и неподвижной фазой | Нелетучие, термически нестойкие и ионные соединения, которым метод газовой хроматографии не подходит |
| Масс-спектрометр | Ионы разделяются по отношению массы к заряду и обнаруживаются, что даёт высокую специфичность | Подтверждение и идентификация там, где нужны низкий предел обнаружения и однозначный ответ |
| Атомно-абсорбционный спектрометр | Атомы в основном состоянии поглощают свет на длинах волн, специфичных для элемента | Концентрации металлов в воде, почвах, сплавах и биологических образцах, где определяют по одному элементу за подход |
| TOC-анализатор | Органический углерод окисляют, а образующийся диоксид углерода измеряют | Вода и сточные воды, где регистрируемой величиной является органическая нагрузка и где действует нормативный предел |
| Анализатор размера частиц | Лазерная дифракция или анализ изображения дают по пробе распределение размеров | Порошки, суспензии и эмульсии, где результатом служит распределение, а не одно число |
В этой категории перечислены также колориметры, элементные анализаторы и аксессуары, обеспечивающие работу таких систем.
Как выбрать аналитический прибор
Правильный прибор для задачи редко бывает единственный, но всегда есть обосновуемый короткий список и набор ответов, который отбрасывает остальное. Вот вопросы, которые это решают.
- Определяемый компонент и матрица вместе, потому что матрица часто решает выбор метода в большей степени, чем само вещество: чистая проба воды и разложенный твёрдый образец - разные задачи с одной целью.
- Предел обнаружения и порог регистрации, включая нормативный уровень: результат нужно не просто обнаружить, а сопоставить с этим уровнем.
- Методика или стандарт, которым следует лаборатория, поскольку аккредитованная процедура обычно называет и метод, и критерии приемлемости.
- Производительность: число проб, время подготовки и то, работает ли лаборатория сериями или непрерывно, - от этого зависит, оправдана ли автоматизация.
- Путь подготовки пробы, потому что экстракция, разложение и разбавление часто занимают больше времени, чем само измерение, и именно они задают реальную пропускную способность лаборатории.
- Расходные материалы и их поставка: колонки, лампы, газы, растворители, стандарты и стандартные образцы - у всего этого есть и текущая стоимость, и срок хранения.
- Требуемое обеспечение: место на столе, вакуум, охлаждение, газоснабжение, вентиляция и электропитание, - именно оно чаще всего ограничивает то, какой прибор здесь вообще можно установить.
- Обращение с данными: нужно ли отдавать результат в заданном формате, хранить его в лабораторной системе или проверять по первичным данным.
- Сервисное и калибровочное обслуживание, включая доступ к эталонам и к договору на обслуживание, укладывающемуся в допустимый простой лаборатории.
Подбор по порядку
- Назвать определяемый компонент, матрицу и диапазон концентраций и уточнить, с чем сопоставляется результат.
- Найти методику или стандарт, которым лаборатория обязана следовать: они могут задать метод раньше, чем начнут рассматривать что-либо иное.
- Установить предел обнаружения и критерии приемлемости, которым должен удовлетворять результат.
- Метод выбирать по этим трём ответам, пользуясь приведённым выше сравнением, а не по привычке к одной установке.
- Проработать путь подготовки пробы и проверить, что он выполним имеющимся оборудованием и имеющимися людьми.
- Подбирать систему под нужную производительность, в том числе решить, оправданы ли автоматический ввод проб или автоматизированный этап подготовки.
- Подтвердить условия установки: газы, вакуум, охлаждение, вентиляцию, электропитание и место на столе, которые чаще всего и решают вопрос осуществимости.
- Решить, какие расходные материалы, стандарты и условия обслуживания должны быть на месте, чтобы система работала с первого дня.
Сравнение технологий
| Технология | Для чего подходит лучше всего | Ограничения | На какой вопрос отвечает |
| Молекулярное поглощение в УФ-видимой области | Количественные методики на поглощающем веществе или на окрашивающей реакции | Нужен хромофор, мешает матрица, а результат зависит от аккуратной работы с кюветами и от обнуления на холостой пробе | Сколько известного вещества в пробе |
| Спектроскопия ИК-Фурье | Идентификация того, чем является материал, включая твёрдые пробы и смеси | Мешают вода и часть матриц, а расшифровка сложной смеси зависит от наличия банков эталонных спектров | Что это за материал |
| Газовая хроматография | Летучие и полулетучие смеси, которые нужно разделить до измерения | Проба должна быть летучей и термически стойкой, а то, что удастся разделить, определяют выбор колонки и выбор детектора | Какие компоненты присутствуют и в каком соотношении |
| Жидкостная хроматография | Нелетучие, нестойкие и ионные соединения, включая крупные молекулы | Расход растворителя и время на разработку методики: подвижная фаза превращается и в эксплуатационные затраты, и в вопрос удаления | Каков состав жидкой смеси |
| Атомно-абсорбционный метод | Концентрации металлов в широком круге матриц | Классическая схема определяет по одному элементу за подход, а части элементов нужен другой способ атомизации | Сколько этого металла в пробе |
| Масс-спектрометрия | Идентификация и подтверждение при низких концентрациях - самостоятельно или как детектор метода разделения | Нужны вакуум, управляемые условия, расходные материалы и квалифицированная расшифровка; первым самостоятельным прибором она становится редко | Что именно присутствует, при очень низкой концентрации |
Параметры, которые нужно уточнить перед заказом
После выбора технологии остаётся перечень величин, которые может дать только конкретная установка. Вот те, что меняют модель, цену или срок поставки:
- Определяемый компонент или компоненты и матрица, в которой поступает проба.
- Диапазон концентраций и предел обнаружения, которые требует методика.
- Методика или стандарт, которым следует лаборатория, либо критерии приемлемости, против которых регистрируют результат.
- Форма пробы и путь подготовки, включая стадии разложения, экстракции или разбавления.
- Производительность: число проб в сутки или в серии и время, доступное на подготовку.
- Имеющаяся установка: место на столе, электропитание, газы, вакуум, охлаждение и вентиляция.
- Требования к данным: формат результата, программное обеспечение, хранение и нужно ли сохранять первичные данные.
- Расходные материалы и эталоны, нужные вместе с первым заказом.
- Ожидания по калибровке и обслуживанию, включая интервал и время отклика, нужные лаборатории.
- Работает ли лаборатория по системе качества и какая документация должна сопровождать систему.
Значения берутся из документов, а не из допущений
Спецификации различаются по моделям и применениям, поэтому характеристик на этой странице нет. Если параметр на конкретную модель не задокументирован, страница изделия так и говорит, а не подставляет правдоподобное число. Пришлите перечисленные выше величины - и мы вернём те, которые реально держит выбранная модель.
Где применяются эти приборы
