التصوير الطيفي الدقيق هو طريقة تحليلية فعالة للغاية. يجمع بين دقة قياس الضوء الطيفي والقدرة على دراسة العينات الصغيرة. وهذا يسمح للعلماء بالنظر إلى مناطق صغيرة للغاية، مثل الألياف الفردية أو الخلايا. علاوة على ذلك ، فإن هذه التقنية هي صفقة كبيرة في مجالات مثل العلوم الشرعية واختبار المواد والتحقق من جودة المنسوجات. في جوهر كل هذا هو قياس الطيف بالأشعة فوق البنفسجية. هذه طريقة تقيس كمية الضوء التي تمتصها المادة أو تسمح لها بمرورها عبر أطوال موجية مختلفة.
أساسيات قياس الطيف بالأشعة فوق البنفسجية
يعمل التصوير الطيفي للأشعة فوق البنفسجية على أساس كيفية تفاعل الضوء والمادة. كل مركب كيميائي يفعل شيء مع الضوء. قد يمتص أو ينقل أو يعكس على نطاق معين من الأطوال الموجية. ونتيجة لذلك، يمكن للباحثين معرفة ماهية المادة وكم منها من خلال النظر إلى طيف امتصاصها. وتشمل الأجزاء الرئيسية للآلة مصدر ضوء ، وموحد الكرومات ، وموقع للعينة ، وكاشف.
أنواع مصادر الضوء في أدوات الأشعة فوق البنفسجية
للقياسات الجيدة ، مصدر ضوء ثابت مهم جداً. نوع المصباح المستخدم يحدد أي جزء من الطيف يمكنك دراسته بشكل جيد. هذه المصابيح لا’ تدوم للأبد. عادة ما تعمل لمدة حوالي 2000 ساعة ، لذلك تحتاج المختبرات إلى التخطيط لتغييرها.
مصابيح الدوتيريوم لمجموعة الأشعة فوق البنفسجية
مصابيح الدوتيريوم مثالية للعمل بالأشعة فوق البنفسجية. إنها تعطي ضوء قوي مستمر من 190-400 نانومتر.
مصابيح التنغستن الهالوجين للطيف المرئي
توفر هذه المصابيح ضوء ثابت عبر الطيف المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء ، من 320-1100 نانومتر.
مصابيح قوس الزينون وتطبيقاتها
مصابيح قوس الزينون لديها ضوء مشرق جدا ومستمر عبر كل من الأشعة فوق البنفسجية والنطاقات المرئية. كما أنها تلمع على وإيقاف، مما يجعلها رائعة للفحص السريع ودراسات الفلورسنت.
ضوئيات طيفية شعاع واحد
الناس يحبون تصاميم شعاع واحد لأنها بسيطة وتسمح للكثير من الضوء من خلال. في هذا الإعداد، يتبع الضوء مسارًا واحدًا. يذهب من المصدر، إلى أحادي اللون، من خلال العينة، وأخيرا إلى الكاشف.
المزايا والقيود
هذه الأدوات رخيصة ولها إنتاجية ضوئية عالية بسبب تصميمها البسيط. في الماضي، كانوا’ t كما مستقر. التغييرات في المصباح أو الكاشف يمكن أن تسبب مشاكل. لكن الأمور تغيرت الأنظمة الحديثة ذات الشعاع الواحد أفضل بكثير الآن. لديهم إلكترونيات مستقرة جدا وبرمجيات ذكية تصحيح المشاكل. ونتيجة لذلك، فهي تؤدي بشكل جيد جدا وهي جيدة للعديد من الاستخدامات، بما في ذلك القياسات الدقيقة باستخدام قانون بير لامبرت.
مقياسات الطيف الشعاع المقسمة
أدوات شعاع مقسمة أكثر دقة. هذا لأنهم يستخدمون مقسم شعاع لإرسال جزء صغير من الضوء كنقطة مرجعية. هذا الإعداد يساعد على تعويض أي عدم استقرار في المصباح. وهذا يؤدي إلى خط أساس أكثر استقرارا على قياسات طويلة. وبالتالي ، فهي مناسبة جيدا لمختبرات مراقبة الجودة التي تحتاج إلى نتائج قوية دون شراء نظام مزدوج أكثر تعقيدا.
مقياسات الطيف المزدوجة
تصاميم الحزم المزدوج هي أداة أكثر تقدما. يمكنهم القيام بعمل دقيق للغاية.
مسارات بصرية مزدوجة وقياس مرجعي في الوقت الحقيقي
مقياسات الطيف المزدوجة تقسم الضوء إلى مسارين مختلفين. واحد يمر من خلال العينة، والآخر يمر من خلال مرجع. كيف يعمل هذا؟ عادة ما يستخدم شيء يسمى مروحية بصرية. هذا نظام مرآة تدور. فإنه يبدل بسرعة الضوء بين مسار العينة والمسار المرجعي. ثم يوجه كل من الأشعة إلى كاشف حساس للغاية. هذا التصميم يخلص من المشاكل التي قد تظهر إذا استخدمت كاشفين مختلفين. قد تستخدم بعض الإعدادات الراقية أيضًا زوجًا من الكاشفات المتطابقة لوظائف خاصة.
التعويض وتحسين الدقة
هذا الهيكل يوفر تصحيح في الوقت الحقيقي للضوضاء. وهذا يعطي نتائج ثابتة ودقة ضوئية مذهلة، وغالبا ما تكون حوالي ± 0.002 وحدة امتصاص. هذه الأنظمة مثالية عند النظر في عينات غامضة أو تلك التي لا’ تسمح للكثير من الضوء من خلال. في هذه الحالات، حتى الأخطاء الصغيرة يمكن أن تغير النتائج حقا.
مقارنة تصاميم شعاع واحد ومقسمة ومزدوجة
اختيار الإعداد الصحيح يعتمد حقا على ما تحتاجه. عليك التفكير في الدقة والتكلفة ومدى سرعة العمل.
استقرار الإشارة والقياسات على المدى الطويل
أنظمة الحزم المزدوج متفوقة عندما يتعلق الأمر بتقليل الضوضاء. تبقي الإشارة نظيفة مع مرور الوقت. هذه مساعدة كبيرة للدراسات التي تراقب كيف يحدث رد فعل مع مرور الوقت.
ملاءمة لعينات الامتصاص العالي
الحزم المزدوجة رائعة في قياس الحلول الكثيفة جدا. في هذه الحالات، يمكن للضوء الضال أن يفسد القراءات. هذه الأدوات تبقي الضوء الضالي منخفضا للغاية، وغالبا ما يحدد على أنه < 0.01٪ T عند 220 نانومتر. هذا هو زائد كبير عند العمل مع صبغات النسيج.
احتياجات المعايرة
يجب فحص جميع الآلات بانتظام. عليك التحقق من أشياء مثل دقة القياس الضوئي ، ودقة الطول الموجي (عادة ± 0.3 نانومتر أو أفضل) ، والضوء الضال. ويتم ذلك باستخدام مواد مرجعية معتمدة (CRMs) من أماكن مثل Reagecon. وهو يتبع قواعد مثل الفصل العام من USP < 857> أو الصيدلة الأوروبية 2.2.25.
التكلفة مقابل الأداء
وحدات شعاع واحد أسهل على المحفظة. ومع ذلك ، تستحق أدوات الحزم المزدوج السعر الأعلى لأنها قوية تحليلياً. هذا صحيح بشكل خاص في المختبرات المنظمة أو للبحوث المهمة.
تأثير التصميم البصري على تطبيقات الطيف الصغير
التصوير الطيفي الدقيق يحتاج بصريات جيدة حقا. هذا لأنه ينظر إلى هذه البقع الصغيرة.
تحليل الألياف والمنسوجات
في الطب الشرعي ، يمكن للحصول على ملف تعريف طيفي دقيق تحديد ألياف واحدة ، حتى على مستوى دون النانوغرام. هذه المهمة أسهل بكثير مع الإعدادات المستقرة للغاية الموجودة في أدوات شعاع مزدوج متصلة بالميكروسكوبات.
مطابقة الألوان ومراقبة الجودة
تتأكد بصمات الأصابع الطيفية من أن اللون هو نفسه من دفعة إلى أخرى. هذا ضروري في العلامة التجارية للمنسوجات. حتى تغيير صغير في اللون يمكن أن يسبب رفض المنتج.
الكشف عن الصبغات أو الملوثات
مع التصوير الطيفي الدقيق، يمكنك العثور على كميات صغيرة من الصبغات أو غيرها من الأشياء غير المرغوب فيها التي يمكنك’ ت ترى خلاف ذلك. هذا يساعد على التحكم في التلوث.
تلبية هذه الاحتياجات التحليلية الصعبة تعني أنك بحاجة إلى أدوات مبنية على قاعدة متينة من البصريات الرائعة والهندسة الذكية.
PERSEE: أدوات متقدمة للتحديات التحليلية الحديثة
برسي هو لاعب رئيسي في هذا المجال. إنهم يصنعون أدوات قوية للأشعة فوق البنفسجية التي تم تصميمها لليوم’ مختبرات في العديد من الصناعات المختلفة. مع الكثير من الخبرة، تستخدم شركة PERSEE الهندسة الراقية والتصنيع المعتمد (ISO 9001:2015) من أجل مساعدة المختبرات في جميع أنحاء العالم وهذا يحتاج إلى أدوات موثوقة.
نماذج أبرزت:
إن مقياس الطيف T7S يوفر توازن كبير بين الأداء والتكلفة. هذا’ s مناسبة جيدا للجامعة ومختبرات مراقبة الجودة.
إن T10DCS، أداة حزمة مزدوجة حقيقية ، لديها monochromators مزدوجة. يضمن هذا التصميم عدم وجود تداخل ضوئي ضال تقريبا (عادة < 0.001٪ T). هذا أمر لا بد منه لتحليل العينات بتركيزات منخفضة أو تلك التي تمتص الكثير من الضوء ، وهو أمر شائع في أخذ العينات الصغيرة.
كلا النموذجين لديهما برامج سهلة الاستخدام. لديهم أيضًا معايرة التوافق التلقائي والعمل مع معايير معتمدة لجعل مسارات التدقيق أكثر وضوحًا. لذلك، يمكن استخدامها في أي مكان من مختبرات التدريس إلى الوكالات البيئية.
الأسئلة الشائعة:
Q1: كيف يختلف التصوير الطيفي الدقيق عن التصوير الطيفي للأشعة فوق البنفسجية العادية؟
ج: يسمح لك التصوير الطيفي الدقيق بدراسة الأشياء على مستوى المجهر. يمكنك النظر إلى الألياف الفردية أو حتى الخلايا. على النقيض من ذلك، تحلل الأشعة فوق البنفسجية العادية عينات سائلة أكبر. هذه القدرة الخاصة تجعلها ضرورية للوظائف التي تحتاج إلى رؤية التفاصيل في منطقة صغيرة جدا.
س2: لماذا يكون إعداد حزمة مزدوجة أحسن في كثير من الأحيان لعينات النسيج المعقدة؟
ج: تصحيح أجهزة قياس الطيف ذات الشعاع المزدوج لتغييرات الأداة في الوقت الحقيقي ، مما يعني أنك تحصل على قياسات أكثر دقة. هذا أمر مهم جداً عند النظر إلى الأقمشة الكثيفة أو الصعبة حيث يمكن أن تقودك الأخطاء الصغيرة إلى الاستنتاج الخاطئ حول مصنوع النسيج.
س3: لتحليل الألياف ، كم مرة يجب أن أعير مقياس الطيف الخاص بي؟
ج: كم مرة تحتاج إلى معايرة يعتمد على كم تستخدم الجهاز ، ولكن يجب عليك دائما القيام بذلك قبل أي عمل حاسم. تتطلب أجهزة مثل USP فحوصات منتظمة لدقة الطول الموجي (باستخدام معايير مثل أكسيد هولميوم) ودقة الضوئية للتأكد من أن بياناتك يمكن الوثوق بها.
