máy quang phổ là gì
Máy quang phổ đo lượng ánh sáng mà một mẫu hấp thụ ở một bước sóng được chọn. Vì nhiều chất hấp thụ ánh sáng tỷ lệ thuận với nồng độ của chúng, thiết bị biến một số đọc độ hấp thụ thành một kết quả định lượng - đó là lý do nó xuất hiện trong kiểm tra nước và nước thải, trong phân tích thực phẩm và đồ uống, trong kiểm soát chất lượng dược phẩm và trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào tuân theo một phương pháp so màu.
Dải khả kiến là trường hợp phổ biến: một phức chất có màu phát triển trong mẫu và thiết bị đo mức độ hấp thụ mạnh hay yếu của nó. Dải tử ngoại mở rộng điều đó sang những chất không màu nhưng vẫn hấp thụ dưới dải khả kiến, và nó cần một loại đèn khác cùng một vật liệu cuvet khác. Hai dải này thường được muốn trong cùng một phòng thí nghiệm, nên dải bước sóng là điều đầu tiên cần xác lập.
Điều phân biệt các thiết bị với nhau không phải màn hình hiển thị mà là cách ánh sáng được tạo ra, tách ra và phát hiện: dải bước sóng, độ rộng dải phổ, một chùm hay hai chùm, loại đèn, và dạng cuvet mà công việc đòi hỏi. Trang này trình bày các yếu tố đó, cùng ranh giới với các thiết bị phân tích lân cận trả lời những câu hỏi khác trên cùng một bàn thí nghiệm.
Cách máy quang phổ đo
Thiết bị cho ánh sáng đi qua một bộ đơn sắc - một cách nhiễu xạ hoặc một kính lọc - để tách ra một dải hẹp ở bước sóng được chọn, gửi nó qua mẫu, và đo phần ánh sáng truyền qua đến được đầu thu. Độ hấp thụ được tính từ tỷ số giữa ánh sáng mẫu truyền qua và ánh sáng của chuẩn tham chiếu truyền qua, đó là lý do phép đo mẫu trắng là một phần của mọi phương pháp chứ không phải một bước tùy chọn.
Quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ chỉ tuyến tính trong những giới hạn nhất định, và chỉ trong một hệ vận hành tốt. Trên một mức độ hấp thụ nào đó tính tuyến tính phá vỡ, các hiệu ứng nền mẫu can thiệp, và số đọc ngừng là một thước đo nồng độ đáng tin cậy. Một phương pháp vì vậy định rõ không chỉ bước sóng mà cả chiều dài đường đi, thuốc thử và dải nồng độ mà trên đó đường chuẩn được thiết lập.
Độ rộng dải phổ và ánh sáng lạc quyết định thiết bị làm được gì ở các rìa của dải đo. Một dải rộng sẽ làm phẳng và đọc thấp một đỉnh hấp thụ sắc nét mà dải hẹp phân giải đúng; ánh sáng lạc giới hạn giá trị độ hấp thụ cao nhất có thể tin được, vì ở độ hấp thụ cao, phần nhỏ ánh sáng lạc trở thành phần lớn ánh sáng tới đầu thu. Cả hai là các con số thông số chứ không phải các điều chỉnh khi vận hành.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Dải bước sóng | Chỉ khả kiến, hoặc tử ngoại cùng với khả kiến | Thiết bị chạy được những chất và những phương pháp chuẩn nào, và cần loại đèn cùng vật liệu cuvet nào. |
| Độ rộng dải phổ | Bề rộng của dải ánh sáng tới mẫu | Liệu một đỉnh hấp thụ sắc nét có được phân giải đúng hay không. Một đỉnh đo với dải quá rộng sẽ đọc thấp, và đường chuẩn hấp thụ sai số đó cho tới khi thiết bị bị thay đổi. |
| Bố trí quang học | Một chùm, hoặc hai chùm với một kênh tham chiếu | Liệu chuẩn tham chiếu được đo cùng lúc với mẫu. Bố trí hai chùm bù trừ sự trôi của đèn và của đầu thu, điều quan trọng qua một loạt mẫu dài. |
| Nguồn sáng | Đèn hoặc các đèn được lắp, và dải mà mỗi đèn phủ | Đầu nào của dải bước sóng là khả dụng. Dải tử ngoại cần nguồn sáng riêng của nó, và điểm giao nhau giữa các nguồn là một chi tiết thông số. |
| Đầu thu | Loại đầu thu, và dải mà nó đáp ứng | Độ nhạy ở các cực của dải bước sóng, và mức nhiễu của số đọc. |
| Dạng mẫu | Cuvet chuẩn, buồng đo thể tích siêu nhỏ, buồng đo dòng chảy, và giá đỡ ống nghiệm hoặc lọ | Liệu phương pháp có thể chạy đúng như văn bản định ra, và nó tiêu tốn bao nhiêu mẫu. Dạng thể tích siêu nhỏ chỉ đáng có nếu các mẫu thực sự ít. |
| Phần mềm và lưu trữ phương pháp | Các phương pháp tích hợp sẵn, các đường chuẩn đã lưu, và kết quả có xuất được ra ngoài hay không | Công việc thường lệ là một phương pháp đã lưu hay một chuỗi thao tác thủ công, và kết quả có phải được chứng từ hóa hay không. |
| Độ chính xác bước sóng và kiểm chứng | Độ chính xác bước sóng được thiết lập thế nào, và các kính lọc hoặc chuẩn tham chiếu được cấp kèm | Liệu có thể cho thấy thiết bị đọc đúng ở bước sóng mà phương pháp đòi hỏi, điều mà một phòng thí nghiệm được công nhận phải chứng minh. |
Cách chọn máy quang phổ
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
|---|
| Cái gì đang được đo | Màu, một nồng độ theo phương pháp chuẩn, hay một phép quét qua dải - mỗi cái đặt đòi hỏi khác nhau | Nêu tên chất và phương pháp, hoặc mô tả thông tin muốn lấy từ số đọc. |
| Dải bước sóng cần dùng | Nó quyết định đèn, vật liệu cuvet, và thường cả mức giá của thiết bị | Nêu các bước sóng mà phương pháp yêu cầu, và có bước nào rơi dưới dải khả kiến hay không. |
| Độ rộng dải phổ mà phương pháp đòi hỏi | Một phương pháp viết quanh một đỉnh cần dải phổ đủ hẹp để phân giải đỉnh đó | Trích dẫn phương pháp, gồm cả bước sóng và độ rộng dải nếu phương pháp nêu chúng. |
| Dải nồng độ | Nó quyết định chiều dài đường đi và phép pha loãng mà phương pháp sẽ cần | Cho biết nồng độ tối thiểu và tối đa dự kiến. |
| Thể tích mẫu sẵn có | Một số phương pháp và một số mẫu bị giới hạn về thể tích | Nêu lượng mẫu có cho mỗi phép xác định. |
| Số lượng mẫu và thông lượng | Nó quyết định liệu thiết bị một chùm là đủ hay thiết bị hai chùm tiết kiệm thời gian | Cho biết cỡ lô và tần suất công việc được chạy. |
| Yêu cầu chứng từ | Công việc được công nhận thường đòi hỏi hồ sơ và kiểm chứng thiết bị | Nêu kết quả có phải được lưu chứng từ hay không, và có phải cấp kèm các chuẩn kiểm chứng hay không. |
Nếu một trong các điểm này vẫn chưa xác định được, hãy gửi những thông tin đã có. Báo giá có thể được lập dựa trên mô tả nhiệm vụ và hoàn thiện sau khi bổ sung các phần còn thiếu.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về máy quang phổ thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với máy quang phổ |
| Máy so màu | Dùng kính lọc để tách một dải thay vì bộ đơn sắc để chọn một bước sóng, nên chúng đơn giản hơn và phù hợp với một phương pháp định rõ một phản ứng màu duy nhất. Chúng không thể quét một phổ hay phân giải một đỉnh hẹp, khiến chúng là thiết bị cho một quy trình cố định chứ không phải cho việc xây dựng phương pháp. |
| Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử | Đo sự hấp thụ ánh sáng của các nguyên tử trong ngọn lửa hoặc trong lò để xác định nồng độ nguyên tố, thường ở mức rất thấp. Chúng trả lời câu hỏi những nguyên tố nào hiện diện và với lượng bao nhiêu, trong khi một thiết bị UV-Vis thường trả lời câu hỏi có bao nhiêu hợp chất hiện diện. |
| Máy sắc ký khí | Tách một hỗn hợp thành các cấu tử trước khi đo chúng, điều mà máy quang phổ không làm được. Khi một mẫu chứa nhiều chất hấp thụ ở cùng một bước sóng, chính sự tách đó mới làm cho phép đo trở nên khả thi. |
| Máy sắc ký lỏng | Cùng nguyên lý tách đó áp dụng ở pha lỏng, và thường được ghép nối với một đầu dò quang phổ. Điểm phân biệt là phép sắc ký đảm nhiệm việc tách; đầu dò chỉ báo cáo những gì đi qua nó. |
| Máy phân tích TOC | Đo tổng carbon hữu cơ bằng cách oxy hóa mẫu và phát hiện khí carbon dioxide sinh ra. Chúng báo cáo một con số tổng quát cho tải lượng hữu cơ, trong khi một phương pháp quang phổ đo một chất hoặc một phản ứng cụ thể. |
| Máy khối phổ | Nhận danh các hợp chất theo tỷ số khối lượng trên điện tích, cho thông tin về cấu trúc và về khẳng định. Chúng là một đẳng cấp thiết bị khác về chi phí và về vận hành, và được dùng khi yêu cầu là nhận danh, chứ không phải định lượng thường lệ. |
Ranh giới đáng chốt đầu tiên là ranh giới giữa máy so màu và máy quang phổ. Khi phương pháp nêu một bước sóng cho một phản ứng màu, một máy so màu có thể đủ; khi một phương pháp cần được thiết lập hoặc chuyển giao, chính tính chọn lọc bước sóng của máy quang phổ làm nên điều đó.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Chất hoặc thông số cần đo, và phương pháp sẽ tuân theo
- Bước sóng hoặc dải bước sóng mà phương pháp yêu cầu
- Độ rộng dải phổ mà phương pháp quy định, nếu phương pháp có nêu
- Dải nồng độ dự kiến
- Thể tích mẫu sẵn có cho mỗi phép xác định
- Công việc là một phương pháp cố định thường lệ hay một họ nhiều phương pháp
- Cỡ lô, và tần suất công việc được chạy
- Kết quả có phải được lưu chứng từ hoặc xuất ra ngoài hay không
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu
