Los polvos y las películas no se comportan como soluciones transparentes en una cubeta estándar. Un polvo puede dispersarse, sedimentarse, comprimirse o presentar diferentes densidades de empaquetamiento entre distintas preparaciones. Una película puede transmitir la luz, reflejarla en una o ambas superficies, o mostrar un marcado efecto de ángulo y espesor. Por lo tanto, la configuración adecuada para el análisis UV-Vis de muestras sólidas comienza con la medición de la señal, no con la copia de un método conocido para líquidos aplicado a una muestra diferente.
Para un equipo de adquisiciones o desarrollo de métodos, las tres preguntas iniciales son cruciales: ¿el resultado se basa en la transmisión directa, la reflexión difusa, la reflexión total o una combinación de ambas?; ¿cómo se colocará la muestra?; y ¿qué referencia definirá la medición? Estas decisiones influyen en el accesorio, la óptica del instrumento, el estudio de repetibilidad y la forma en que se deben presentar los resultados.
Separar la absorbancia de la dispersión
Una solución transparente modifica principalmente la intensidad de la luz que la atraviesa. Un polvo también puede desviar la luz del detector, mientras que una película rugosa o recubierta puede generar componentes tanto difusos como especulares. Interpretar cada disminución en la señal del detector como absorbancia puede dar lugar a un resultado de concentración erróneo. El método debe especificar si el resultado útil es un espectro de absorbancia, un espectro de transmisión, un espectro de reflectancia difusa o un valor de reflectancia en longitudes de onda seleccionadas.
Corrige la muestra antes de corregir la configuración.
Un resultado reproducible depende de más factores que la longitud de onda y el ancho de banda. Registre el estado de las partículas de polvo, el empaquetado o la preparación de las pastillas, el área expuesta, el espesor de la película, la orientación de la superficie, el ángulo y el número de posiciones replicadas. Si la muestra es flexible, está deformada o presenta irregularidades visibles, mida más de un área. Un instrumento estable no puede compensar una muestra que presenta una trayectoria óptica diferente en cada lectura.
Cómo medir polvos
El trabajo con polvos generalmente se divide en dos enfoques prácticos. El primero utiliza un soporte sólido o una pastilla definida para estudiar el material en una trayectoria óptica controlada. El segundo emplea geometría de reflectancia, a menudo con una esfera integradora, cuando la dispersión forma parte del comportamiento de la muestra o cuando una trayectoria de transmisión directa no es viable.
Utilice un soporte sólido para posiciones definidas.
Un soporte sólido para muestras resulta útil cuando se puede fijar una lámina, pastilla o sólido preparado a través del haz. T9DCS UV-VIS está diseñado para cortar muestras sólidas, mientras que el T8DCS UV-VIS Admite muestras sólidas de menos de 5 mm de espesor y permite modificar su posición dentro de un rango angular determinado. Este sistema facilita al laboratorio el control de la posición del haz, evitando la necesidad de sujetar manualmente el polvo o la película.
Utilice la reflectancia cuando la dispersión forme parte del resultado.
Las mediciones de reflectancia UV-Vis son más adecuadas cuando la superficie de la muestra o el polvo dispersan la luz y una cubeta convencional provocaría la pérdida de información útil. Una esfera integradora permite captar la luz en un rango más amplio de direcciones y facilita las mediciones de reflectancia difusa, transmisión total, reflexión total y transmisión por dispersión. El material de referencia, la geometría del puerto, la cobertura de la muestra y la configuración de la esfera aún deben definirse en el método. Una esfera integradora no uniformiza un polvo mal preparado.
Cómo medir películas
Las mediciones de películas suelen ser más fáciles de interpretar cuando la geometría se considera parte de la descripción de la muestra. Una película transparente puede analizarse para medir la transmisión directa. Una superficie óptica recubierta, una película opaca o un polímero opaco pueden requerir mediciones de reflectancia especular o difusa. La misma película puede arrojar resultados diferentes al variar sus superficies frontal y posterior, el ángulo de inclinación, el material de soporte o el área expuesta.
Controla el grosor, el ángulo y el soporte.
La transmitancia de la película debe estar relacionada con su espesor o, al menos, con una condición de producción claramente definida. Mantenga la película plana y centrada, elimine las arrugas y documente si la medición incluye un sustrato. Si el sustrato contribuye con una absorción o reflexión apreciable, mídalo por separado y utilice una referencia que coincida con el cálculo previsto. Para lentes recubiertas y superficies similares, un accesorio de reflexión especular puede ser más útil que un soporte de transmisión.
Compruebe la uniformidad en toda la superficie.
Un espectro puede ocultar vetas de recubrimiento, poros, aglomerados de pigmento o efectos de borde. Utilice un mapa de posición pequeño para el desarrollo y defina cuántas posiciones se necesitan para la liberación rutinaria o la inspección de entrada. Informe el área y la orientación seleccionadas. Si el resultado se utiliza para comparar lotes, el mismo accesorio, referencia y secuencia de medición son tan importantes como la longitud de onda nominal.
Seleccione el instrumento y los accesorios juntos.
Un instrumento puede tener el rango de longitud de onda necesario para analizar polvos o películas, pero aun así resultar inadecuado si su compartimento para muestras no admite la geometría requerida. El T8DCS combina óptica de doble haz con un ancho de banda seleccionable de forma continua de 0,1 a 5 nm y un compartimento para muestras diseñado para accesorios opcionales. Entre sus accesorios se incluyen portamuestras sólidos, accesorios de reflectancia especular y una esfera integradora, lo que lo convierte en una plataforma práctica para el desarrollo de métodos que pueden aplicarse a soluciones, películas y muestras sólidas.
Para aplicaciones de reflectancia más exigentes o de alto rango, el T9DCS está especificado con un gran compartimento de muestras adecuado para esferas integradoras de 60 mm y 150 mm, un tamaño de haz ajustable y un ancho de banda seleccionable continuamente de 0,1 a 5 nm. Su diseño óptico está catalogado con muy baja luz parásita a 220 nm. El T7DS UV...... 8211;Ves un espectrofotómetro es otra opción de doble haz cuando las prioridades principales son el escaneo rutinario, el trabajo con longitudes de onda y los accesorios flexibles. Perseguir Se pueden comparar las configuraciones según la geometría de la muestra, el rango óptico y la compatibilidad con accesorios antes de seleccionar la configuración final. La selección final debe basarse en el tamaño real de la muestra, la geometría óptica, el rango de longitud de onda y el objetivo de repetibilidad.
Cree un flujo de trabajo repetible para muestras sólidas.
Un procedimiento útil consiste en registrar la referencia, la presentación de la muestra, la posición, el ángulo, la apertura o el tamaño del haz, los ajustes de longitud de onda, el ancho de banda y el número de réplicas. Realice una referencia antes de la serie de muestras y compruebe que la respuesta de referencia sigue siendo fiable después de la serie. Para polvos, compare las preparaciones replicadas cuando el empaquetamiento sea parte de la incertidumbre. Para películas, compare la información sobre ubicaciones y espesor. Si un resultado depende de una placa de soporte o un sustrato, mantenga ese componente en el diseño de referencia en lugar de tratarlo como algo secundario.
Verifique el método con muestras reales.
Las especificaciones del instrumento pueden confirmar que una plataforma posee las funciones ópticas necesarias, pero no establecen un límite de aceptación universal para cada polvo o película. Utilice materiales representativos, incluyendo las muestras más rugosas, opacas, delgadas y menos uniformes que se esperan en el trabajo rutinario. Revise el efecto del ancho de banda y el tamaño del haz antes de fijar el método. Un menor nivel de ruido solo resulta útil cuando también se controla la geometría de la muestra.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Se puede medir un polvo de la misma manera que un líquido transparente?
A1: Normalmente no. La dispersión y el empaquetamiento del polvo pueden alterar la señal detectada, por lo que un soporte sólido, un método de pastilla definida, una configuración de reflectancia o una esfera integradora pueden ser más apropiados que una cubeta líquida estándar.
P2: ¿Cuándo resulta útil una esfera integradora para una película?
A2: Resulta útil cuando la transmisión difusa, la transmisión total o la reflexión son importantes, especialmente para muestras opacas, dispersoras, recubiertas o no planas. La geometría de la esfera y la referencia deben especificarse en el método.
P3: ¿Qué se debe confirmar antes de comprar un sistema UV-Vis para muestras sólidas?
A3: Confirme el tamaño de la muestra, el espesor, el tipo de superficie, el modo de transmisión o reflectancia, el rango angular, el tamaño de la esfera, el rango de longitud de onda, el ajuste del haz y el número de posiciones de rutina. Una demostración con una muestra representativa es más informativa que un estándar líquido por sí solo.
