Polveri e pellicole non si comportano come soluzioni limpide in una cuvetta standard. Una polvere può disperdersi, depositarsi, comprimersi o presentare densità di impaccamento diverse da una preparazione all'altra. Una pellicola può trasmettere la luce, rifletterla da una o entrambe le superfici, o mostrare un forte effetto angolo-spessore. La corretta configurazione UV-Vis per campioni solidi, pertanto, parte dal segnale da misurare, non da un metodo liquido familiare copiato su una diversa forma di campione.
Per un team addetto agli acquisti o allo sviluppo di metodi, tre domande sono fondamentali: il risultato si basa sulla trasmissione diretta, sulla riflessione diffusa, sulla riflessione totale o su una combinazione di queste? Come verrà posizionato il campione? E quale riferimento definirà la misurazione? Queste decisioni influenzano l'accessorio, l'ottica dello strumento, lo studio di ripetibilità e le modalità di presentazione dei risultati.
Separare l'assorbimento dalla diffusione
Una soluzione trasparente modifica principalmente l'intensità della luce che la attraversa. Una polvere può anche deviare la luce lontano dal rivelatore, mentre una pellicola ruvida o rivestita può produrre componenti sia diffuse che speculari. Definire ogni diminuzione del segnale del rivelatore come assorbanza può portare a un risultato di concentrazione fuorviante. Il metodo dovrebbe specificare se il risultato utile è uno spettro di assorbanza, uno spettro di trasmissione, uno spettro di riflettanza diffusa o un valore di riflettanza a lunghezze d'onda selezionate.
Correggi il campione prima di correggere le impostazioni
Un risultato ripetibile dipende da più fattori oltre alla lunghezza d'onda e alla larghezza di banda. Registrare le condizioni delle particelle di polvere, il tipo di confezionamento o la preparazione delle pastiglie, l'area esposta, lo spessore del film, l'orientamento della superficie, l'angolo e il numero di posizioni replicate. Se il campione è flessibile, deformato o visibilmente non uniforme, misurare più di un'area. Uno strumento stabile non può compensare un campione che presenta un percorso ottico diverso a ogni lettura.
Come misurare le polveri
Il lavoro con le polveri si articola generalmente in due approcci pratici. Il primo prevede l'utilizzo di un supporto solido o di una pastiglia definita per studiare il materiale in un percorso ottico controllato. Il secondo si avvale della geometria di riflettanza, spesso con una sfera integratrice, quando la diffusione della luce è parte integrante del comportamento del campione o quando un percorso di trasmissione diretto non è fattibile.
Utilizzare un supporto rigido per posizioni definite.
Un portacampioni solido è utile quando una fetta, una pastiglia o un solido preparato possono essere fissati attraverso il fascio. DI PERSEE T9DCS UV-Vis è progettato per affettare campioni solidi, mentre il T8DCS UV-Vis Supporta campioni solidi con spessore inferiore a 5 mm e consente di modificarne la posizione entro un intervallo angolare predefinito. Tale apparecchiatura aiuta il laboratorio a controllare la posizione del fascio, evitando di dover tenere manualmente una polvere o una pellicola.
Utilizzare la riflettanza quando la diffusione è parte del risultato
Le misurazioni di riflettanza UV-Vis sono più appropriate quando la superficie del campione o la polvere disperdono la luce e un normale percorso in cuvetta comporterebbe la perdita di informazioni utili. Una sfera integratrice può raccogliere la luce su una gamma più ampia di direzioni e supportare misurazioni di riflettanza diffusa, trasmissione totale, riflessione totale e trasmissione per diffusione. Il materiale di riferimento, la geometria della porta, la copertura del campione e la configurazione della sfera devono comunque essere definiti nel metodo. Una sfera integratrice non uniforma una polvere preparata in modo approssimativo.
Come misurare le pellicole
Le misurazioni su pellicola sono spesso più facili da interpretare quando la geometria viene considerata parte integrante della descrizione del campione. Una pellicola trasparente può essere testata per la trasmissione diretta. Una superficie ottica rivestita, una pellicola opaca o un polimero torbido possono richiedere la riflettanza speculare o diffusa. La stessa pellicola può dare risultati diversi quando cambiano la superficie anteriore e posteriore, l'angolo, il materiale di supporto o l'area esposta.
Controllo di spessore, angolazione e supporto
La trasmittanza della pellicola dovrebbe essere correlata allo spessore o, quantomeno, a una condizione di produzione ben definita. Mantenere la pellicola piatta e centrata, eliminare le pieghe e documentare se la misurazione include un substrato. Se il substrato contribuisce in modo significativo all'assorbimento o alla riflessione, misurarlo separatamente e utilizzare un riferimento che corrisponda al calcolo previsto. Per lenti con trattamento antiriflesso e superfici simili, un accessorio per la riflessione speculare può essere più utile di un supporto per la trasmissione.
Verificare l'uniformità su tutta la superficie
Un singolo spettro può nascondere striature di rivestimento, fori, agglomerati di pigmento o effetti di bordo. Utilizzare una piccola mappa di posizioni per il lavoro di sviluppo e definire quante posizioni sono necessarie per il rilascio di routine o per l'ispezione in entrata. Riportare l'area selezionata e l'orientamento. Se il risultato viene utilizzato per confrontare lotti, lo stesso dispositivo, riferimento e sequenza di misurazione sono importanti tanto quanto la lunghezza d'onda nominale.
Seleziona insieme lo strumento e gli accessori
Uno strumento può avere la gamma di lunghezze d'onda necessaria per polveri o pellicole, ma risultare comunque inadatto se il suo vano portacampioni non è in grado di ospitare la geometria richiesta. Il T8DCS combina un'ottica a doppio raggio con una larghezza di banda selezionabile in continuo da 0,1 a 5 nm e un vano portacampioni progettato per accessori opzionali. Tra gli accessori disponibili figurano portacampioni solidi, accessori per la riflettanza speculare e una sfera integratrice, rendendolo una piattaforma pratica per lo sviluppo di metodi che possono passare da soluzioni, pellicole e campioni solidi.
Per applicazioni di riflettanza più esigenti o ad alto raggio, il T9DCS è specificato con un ampio vano campioni adatto a sfere integratrici da 60 mm e 150 mm, una dimensione del fascio regolabile e una larghezza di banda selezionabile in continuo da 0,1 a 5 nm. Il suo design ottico è elencato con una luce diffusa molto bassa a 220 nm. Il T7DS UV–Vè uno spettrofotometro è un'altra opzione a doppio raggio quando la scansione di routine, il lavoro sulla lunghezza d'onda e gli accessori flessibili sono le priorità principali. Persee È possibile confrontare le diverse configurazioni in base alla geometria del campione, alla gamma ottica e al supporto degli accessori prima di selezionare quella definitiva. La scelta finale dovrebbe basarsi sulle dimensioni effettive del campione, sulla geometria ottica, sulla gamma di lunghezze d'onda e sull'obiettivo di ripetibilità.
Creare un flusso di lavoro ripetibile per campioni solidi
Una procedura utile prevede la registrazione del riferimento, della presentazione del campione, della posizione, dell'angolo, dell'apertura o della dimensione del fascio, delle impostazioni della lunghezza d'onda, della larghezza di banda e del numero di repliche. Eseguire un riferimento prima della serie di campioni e verificare che la risposta di riferimento sia ancora attendibile dopo la serie. Per le polveri, confrontare le preparazioni replicate quando il riempimento è parte dell'incertezza. Per i film sottili, confrontare le informazioni relative alla posizione e allo spessore. Se un risultato dipende da una piastra di supporto o da un substrato, mantenere tale componente nella progettazione del riferimento anziché considerarlo come un elemento secondario.
Verifica il metodo con esempi reali
Le specifiche dello strumento possono confermare che una piattaforma possiede le funzioni ottiche necessarie, ma non stabiliscono un limite di accettazione universale per ogni polvere o pellicola. Utilizzare materiali rappresentativi, inclusi i campioni più ruvidi, opachi, sottili e meno uniformi che si prevedono di utilizzare nel lavoro di routine. Valutare l'effetto della larghezza di banda e delle dimensioni del fascio prima di definire il metodo. Una traccia a basso rumore è utile solo se anche la geometria del campione è controllata.
Domande frequenti
D1: È possibile misurare una polvere nello stesso modo di un liquido trasparente?
A1: Di solito no. La dispersione e la compattazione della polvere possono alterare il segnale rilevato, pertanto un supporto solido, un metodo a pastiglie definite, una configurazione di riflettanza o una sfera integratrice potrebbero essere più appropriati di una cuvetta per liquidi standard.
D2: Quando è utile una sfera integratrice per un film?
A2: È utile quando la trasmissione diffusa, la trasmissione totale o la riflessione sono rilevanti, soprattutto per campioni opachi, diffusivi, rivestiti o non piani. La geometria della sfera e il riferimento devono essere specificati con il metodo.
D3: Cosa bisogna verificare prima di acquistare un sistema UV-Vis per campioni solidi?
A3: Confermare le dimensioni del campione, lo spessore, il tipo di superficie, la modalità di trasmissione o riflessione, l'intervallo angolare, le dimensioni della sfera, l'intervallo di lunghezze d'onda, la regolazione del fascio e il numero di posizioni di routine. Una dimostrazione con un campione rappresentativo è più informativa di un semplice standard liquido.
