Что такое спектрофотометр
Спектрофотометр измеряет, сколько света проба поглощает на выбранной длине волны. Поскольку многие вещества поглощают свет пропорционально своей концентрации, прибор превращает показание оптической плотности в количественный результат, - оттого он стоит в контроле воды и сточных вод, в анализе пищевых продуктов и напитков, в фармацевтическом контроле качества и в любой лаборатории, что следует колориметрическому методу.
Видимая область - обычный случай: в пробе развивается окрашенный комплекс, и прибор измеряет, насколько сильно он поглощает. Ультрафиолетовая область расширяет это на бесцветные вещества, что всё же поглощают ниже видимой полосы, и требует другой лампы и другого материала кюветы. Обе полосы часто нужны в одной лаборатории, потому диапазон длин волн - первое, что надо установить.
Приборы различает не дисплей, а то, как свет создают, разделяют и детектируют: диапазон длин волн, спектральная ширина полосы, один пучок или два, тип лампы и формат кюветы, который требует работа. Эта страница охватывает это и границу против смежных аналитических приборов, что отвечают на другие вопросы на том же столе.
Как спектрофотометр выполняет измерение
Прибор пропускает свет через монохроматор - решётку или фильтр, - чтобы выделить узкую полосу на выбранной длине волны, посылает его через пробу и измеряет то, что пришло на детектор. Оптическую плотность считают из отношения света, пропущенного пробой, к свету, пропущенному образцом сравнения, - потому измерение холостой пробы входит в каждый метод, а не является дополнительной опцией.
Связь между оптической плотностью и концентрацией линейна лишь в пределах и лишь в хорошо ведущей себе системе. Выше некоторой оптической плотности линейность рушится, мешают матриксовые эффекты в пробе, и показание перестаёт быть надёжной мерой концентрации. Потому метод определяет не только длину волны, но и длину оптического пути, реактив и диапазон, в котором построена калибровка.
Ширина полосы и рассеянный свет задают, что прибор способен дать на краях диапазона. Узкая полоса разрешает острый пик поглощения, который широкая сгладит и занидит; рассеянный свет ограничивает наибольшую заслуживающую доверия оптическую плотность, потому что при высокой плотности малая доля рассеянного света становится большой долей того, что доходит до детектора. Оба - величины спецификации, а не подстройки в работе.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| Диапазон длин волн | Только видимый либо ультрафиолет с видимым вместе | Какие вещества и какие стандартные методы прибор способен выполнять и какие лампа и материал кюветы нужны. |
| Спектральная ширина полосы | Ширина полосы света, что доходит до пробы | Разрешается ли верно острый пик поглощения. Пик, меренный слишком широкой полосой, занижается, а калибровка вбирает эту ошибку, пока прибор не заменят. |
| Оптическая схема | Однолучевая либо двухлучевая с каналом сравнения | Измеряется ли сравнение одновременно с пробой. Двухлучевая схема компенсирует дрейф лампы и детектора, что важно на длинном прогоне проб. |
| Источник света | Установленная лампа или лампы и покрываемый каждой диапазон | Какой край диапазона длин волн доступен. Ультрафиолетовая полоса требует своего источника, а точка перехода между источниками - деталь спецификации. |
| Детектор | Тип детектора и диапазон, на который он откликается | Чувствительность на крайних длинах волн диапазона и уровень шума показания. |
| Формат пробы | Обычные кюветы, микрообъёмные ячейки, проточные кюветы и держатели для пробирок или флаконов | Можно ли выполнить метод так, как он записан, и сколько пробы он съедает. Микрообъёмный формат стоит держать, только если пробы действительно малы. |
| Программы и хранение методик | Встроенные методики, сохранённые калибровочные кривые и можно ли выгружать результаты | Рутинная работа это сохранённая методика или ручная последовательность и надо ли документировать результаты. |
| Погрешность по длине волны и проверка | Как задают допустимую погрешность по длине волны и какие эталонные фильтры или образцы поставляются | Можно ли показать, что прибор считывает на нужной методике длине волны, - что аккредитованная лаборатория обязана продемонстрировать. |
Как выбрать спектрофотометр
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
|---|
| Что измеряют | Цвет, концентрацию по стандартному методу либо развёртку по диапазону - каждое задаёт свои требования | Назовите вещество и методику либо опишите, какую информацию ждут от показания. |
| Нужная полоса длин волн | Она решает лампу, материал кюветы и нередко ценовой класс прибора | Укажите длины волн, которые требует методика, и выходят ли какие-нибудь ниже видимой области. |
| Ширина полосы, требуемая методикой | Методика, построенная вокруг пика, нуждается в полосе, способной его разрешить | Приведите методику, включая длину волны и ширину полосы, если она их задаёт. |
| Диапазон концентраций | Он задаёт длину оптического пути и разбавление, которые потребуются методике | Укажите ожидаемые наименьшую и наибольшую концентрацию. |
| Доступный объём пробы | Некоторые методики и некоторые пробы ограничены по объёму | Укажите, сколько пробы есть на одно определение. |
| Число проб и производительность | Решает, достаточен ли однолучевый прибор или двухлучевой экономит время | Укажите размер серии и как часто ведут работу. |
| Требование к документированию | Аккредитованная работа обычно требует записей и проверки прибора | Укажите, надо ли документировать результаты и надо ли поставлять образцы для проверки. |
Если что-то из этого ещё не решено, пришлите известное. Коммерческое предложение можно дать по описанию задачи и уточнить, когда пробелы будут закрыты.
Ближайшие альтернативы
спектрофотометр: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Что отличает его от спектрофотометра |
| Колориметры | Выделяют полосу фильтром, а не подбирают длину волны монохроматором, потому проще и годятся для методики, определяющей одну цветовую реакцию. Спектр они не развёртывают и узкий пик не разрешают, что делает их прибором фиксированной рутины, а не разработки методик. |
| Атомно-абсорбционные спектрометры | Измеряют поглощение света атомами в пламени или печи, чтобы определить концентрацию элемента, часто на очень низких уровнях. Они отвечают, какие элементы присутствуют и в каком количестве, тогда как прибор УФ-видимого диапазона обычно отвечает, сколько присутствует соединения. |
| Газовые хроматографы | Разделяют смесь на компоненты перед измерением, чего спектрофотометр не умеет. Когда проба содержит несколько веществ, поглощающих на одной длине волны, именно это разделение и делает измерение вообще возможным. |
| Жидкостные хроматографы | Тот же принцип разделения, применённый в жидкой фазе, и нередко в связке со спектрофотометрическим детектором. Разница в том, что разделение даёт хроматография, а детектор сообщает только то, что через него проходит. |
| TOC-анализаторы | Измеряют общий органический углерод, окисляя пробу и детектируя образующийся углекислый газ. Выдают сводную величину органической нагрузки, тогда как спектрофотометрический метод измеряет конкретное вещество или реакцию. |
| Масс-спектрометры | Идентифицируют соединения по отношению массы к заряду, давая структурную и подтверждающую информацию. Это прибор другого порядка и по цене и по эксплуатации, и его берут там, где требуется идентификация, а не рутинное количественное определение. |
Первым стоит определить границу между колориметром и спектрофотометром. Когда методика называет одну длину волны для одной цветовой реакции, колориметра может хватить; когда методику надо установить или перенести, это делает именно селективность спектрофотометра по длине волны.
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Измеряемое вещество или параметр и методика, по которой работают
- Длина волны или диапазон, которые требует методика
- Ширина полосы, заданная методикой, если она её задаёт
- Ожидаемый диапазон концентраций
- Объём пробы, доступный на одно определение
- Это фиксированная рутинная методика или набор методик
- Размер серии и как часто ведут работу
- Надо ли документировать или выгружать результаты
- Количество, порт назначения и требуемая дата поставки
