Microspectrophotometry là một phương pháp phân tích rất hiệu quả. Nó kết hợp độ chính xác của quang phổ với khả năng nghiên cứu các mẫu nhỏ. Điều này cho phép các nhà khoa học nhìn vào các khu vực cực kỳ nhỏ, chẳng hạn như sợi đơn hoặc tế bào. Hơn nữa, kỹ thuật này là một vấn đề lớn trong các lĩnh vực như khoa học pháp y, kiểm tra vật liệu và kiểm tra chất lượng dệt may. Cốt lõi của tất cả điều này là quang phổ UV-Vis. Đây là một phương pháp đo lường bao nhiêu ánh sáng một vật liệu hấp thụ hoặc cho phép qua các bước sóng khác nhau.
Các nguyên tắc cơ bản của UV-Vis Spectrophotometry
Phổ quang học UV-Vis hoạt động dựa trên cách ánh sáng và vật chất tương tác. Mọi hợp chất hóa học đều làm điều gì đó với ánh sáng. Nó có thể hấp thụ, truyền hoặc phản ánh nó trên một phạm vi bước sóng nhất định. Bởi vì điều này, các nhà nghiên cứu có thể tìm ra một chất là gì và có bao nhiêu bằng cách nhìn vào phổ hấp thụ của nó. Các bộ phận chính của máy bao gồm một nguồn ánh sáng, một máy monochromator, một điểm cho mẫu và một máy dò.
Các loại nguồn ánh sáng trong các dụng cụ UV-Vis
Đối với các phép đo tốt, một nguồn ánh sáng ổn định là rất quan trọng. Loại đèn được sử dụng quyết định phần nào của phổ bạn có thể nghiên cứu tốt. Đèn này không’ t kéo dài mãi mãi. Chúng thường làm việc trong khoảng 2.000 giờ, vì vậy các phòng thí nghiệm cần lên kế hoạch thay đổi chúng.
Đèn Deuterium cho phạm vi siêu tím
Đèn deuterium hoàn hảo cho công việc UV. Chúng phát ra ánh sáng mạnh mẽ liên tục từ 190-400 nm.
Đèn tungsten-halogen cho phổ có thể nhìn thấy
Những đèn này cung cấp ánh sáng ổn định trên phổ hồng ngoại có thể nhìn thấy và gần, từ 320-1100 nm.
Đèn Xenon Arc và ứng dụng của chúng
Đèn cung xenon có ánh sáng rất sáng, liên tục trên cả phạm vi UV và có thể nhìn thấy. Ngoài ra, chúng bật và tắt, làm cho chúng tuyệt vời cho việc quét nhanh chóng và nghiên cứu huỳnh quang.
Máy quang phổ chùm đơn
Mọi người thích thiết kế chùm đơn vì chúng đơn giản và để cho rất nhiều ánh sáng qua. Trong thiết lập này, ánh sáng đi theo một con đường duy nhất. Nó đi từ nguồn, đến máy monochromator, qua mẫu, và cuối cùng đến máy dò.
Ưu điểm và hạn chế
Các dụng cụ này rẻ và có thông lượng ánh sáng cao do thiết kế đơn giản hơn của chúng. Trong quá khứ, họ đã’ t ổn định. Thay đổi trong đèn hoặc máy dò có thể gây ra vấn đề. Nhưng mọi thứ đã thay đổi. Hệ thống chùm đơn hiện đại hiện nay tốt hơn nhiều. Họ có thiết bị điện tử rất ổn định và phần mềm thông minh sửa chữa các vấn đề. Kết quả là, chúng hoạt động khá tốt và tốt cho nhiều ứng dụng, bao gồm các phép đo chính xác bằng cách sử dụng định luật Beer-Lambert.
Máy quang phổ chùm tách
Các công cụ split-beam chính xác hơn. Điều này là bởi vì họ sử dụng một bộ chia chùm để gửi một phần nhỏ của ánh sáng tắt như một điểm tham chiếu. Thiết lập này giúp bù đắp cho bất kỳ sự bất ổn nào trong đèn. Điều này dẫn đến một dòng cơ sở ổn định hơn trên các phép đo dài. Do đó, chúng phù hợp tốt cho các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần kết quả vững chắc mà không cần mua một hệ thống chùm kép phức tạp hơn.
Máy quang phổ chùm đôi
Thiết kế chùm đôi là một công cụ tiên tiến hơn. Họ có thể làm công việc rất chính xác.
Đường dẫn quang kép và đo tham chiếu thời gian thực
Máy quang phổ chùm đôi chia ánh sáng thành hai con đường khác nhau. Một đi qua mẫu, và cái kia đi qua một tham khảo. Nó hoạt động như thế nào? Thông thường, nó sử dụng một cái gì đó gọi là trực thăng quang học. Đây là một hệ thống gương quay. Nó nhanh chóng chuyển đổi ánh sáng giữa đường dẫn mẫu và đường dẫn tham chiếu. Sau đó, nó hướng cả hai chùm tới một máy dò rất nhạy cảm. Thiết kế này loại bỏ các vấn đề có thể xuất hiện nếu bạn sử dụng hai máy dò khác nhau. Một số thiết lập sang trọng cũng có thể sử dụng một cặp máy dò phù hợp cho các công việc đặc biệt.
Bồi thường và nâng cao độ chính xác
Cấu trúc này cung cấp sửa chữa thời gian thực cho tiếng ồn. Điều này cung cấp kết quả ổn định và độ chính xác quang học tuyệt vời, thường khoảng ± 0,002 đơn vị hấp thụ. Các hệ thống này là hoàn hảo khi nhìn vào mẫu mây hoặc những người không’ t để nhiều ánh sáng qua. Trong những trường hợp này, ngay cả những lỗi nhỏ cũng có thể thực sự thay đổi kết quả.
So sánh thiết kế chùm đơn, chia và đôi
Việc lựa chọn đúng thiết lập thực sự phụ thuộc vào những gì bạn cần. Bạn phải nghĩ về độ chính xác, chi phí và bạn cần làm việc nhanh như thế nào.
Tín hiệu ổn định và đo lường dài hạn
Hệ thống chùm kép vượt trội khi nói đến giảm tiếng ồn. Họ giữ cho tín hiệu sạch sẽ theo thời gian. Đây là một sự giúp đỡ rất lớn cho các nghiên cứu xem một phản ứng xảy ra như thế nào theo thời gian.
Thích hợp cho các mẫu hấp thụ cao
Các chùm đôi là tuyệt vời trong việc đo các giải pháp rất dày đặc. Trong những tình huống này, ánh sáng lạc lùng có thể làm hỏng các bài đọc. Các dụng cụ này giữ ánh sáng lạc lùng cực kỳ thấp, thường được chỉ định là < 0,01% T ở 220 nm. Đây là một lợi ích lớn khi làm việc với thuốc nhuộm dệt may.
Nhu cầu hiệu chuẩn
Tất cả các máy cần kiểm tra thường xuyên. Bạn phải xác minh những thứ như độ chính xác quang học, độ chính xác bước sóng (thường ± 0,3 nm hoặc tốt hơn), và ánh sáng lạc lùng. Điều này được thực hiện với các tài liệu tham khảo được chứng nhận (CRM) từ các nơi như Reagecon. Nó tuân theo các quy tắc như USP General Chapter < 857> hoặc Dược phẩm châu Âu 2.2.25.
Chi phí vs. Hiệu suất
Các đơn vị chùm đơn dễ dàng hơn trên ví. Tuy nhiên, các dụng cụ chùm kép có giá cao hơn vì chúng mạnh mẽ về mặt phân tích. Điều này đặc biệt đúng trong các phòng thí nghiệm được quy định hoặc cho nghiên cứu quan trọng.
Tác động của thiết kế quang học đối với các ứng dụng vi phổ quang học
Microspectrophotometry cần quang học thực sự tốt. Đó là bởi vì nó nhìn vào các điểm nhỏ như vậy.
Phân tích sợi và dệt may
Trong pháp y, nhận được một hồ sơ phổ chính xác có thể xác định một sợi duy nhất, ngay cả ở mức độ sub-nanogram. Công việc này dễ dàng hơn nhiều với các thiết lập rất ổn định được tìm thấy trong các dụng cụ chùm kép kết nối với kính hiển vi.
Phù hợp màu sắc và kiểm soát chất lượng
Dấu vân tay quang phổ đảm bảo rằng màu sắc là giống nhau từ một lô đến lô tiếp theo. Đây là một điều cần thiết trong thương hiệu dệt may. Ngay cả một sự thay đổi nhỏ về màu sắc có thể khiến một sản phẩm bị từ chối.
Phát hiện thuốc nhuộm hoặc chất ô nhiễm
Với vi phổ quang học, bạn có thể tìm thấy một lượng nhỏ thuốc nhuộm hoặc các thứ không mong muốn khác mà bạn có thể’ t nhìn khác. Điều này giúp kiểm soát ô nhiễm.
Đáp ứng các nhu cầu phân tích khó khăn này có nghĩa là bạn cần các dụng cụ được xây dựng trên một nền tảng vững chắc của quang học tuyệt vời và kỹ thuật thông minh.
PERSEE: Thiết bị tiên tiến cho các thách thức phân tích hiện đại
PERSEE là một người chơi quan trọng trong lĩnh vực này. Họ làm cho các công cụ UV-Vis mạnh mẽ được thiết kế cho ngày hôm nay’ s phòng thí nghiệm trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Với nhiều kinh nghiệm, PERSEE sử dụng kỹ thuật hàng đầu và sản xuất được chứng nhận (ISO 9001:2015) để Hỗ trợ các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới Điều này cần các công cụ đáng tin cậy.
Mô hình nổi bật:
Các Máy phân phổ chùm T7S cung cấp một sự cân bằng tuyệt vời giữa hiệu suất và chi phí. Nó’ s phù hợp với các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng và đại học.
Các T10DCS, một công cụ chùm đôi thực sự, có monochromators kép. Thiết kế này đảm bảo hầu như không có sự can thiệp ánh sáng lạc đường (thường là < 0,001%T). Đây là điều cần thiết để phân tích các mẫu có nồng độ thấp hoặc hấp thụ nhiều ánh sáng, phổ biến trong lấy mẫu vi mô.
Cả hai mẫu đều có phần mềm dễ sử dụng. Họ cũng có hiệu chuẩn tự động sắp xếp và làm việc với các tiêu chuẩn được chứng nhận để làm cho đường mòn kiểm toán rõ ràng hơn. Vì vậy, chúng có thể được sử dụng bất cứ nơi nào từ phòng thí nghiệm giảng dạy đến các cơ quan môi trường.
Câu hỏi thường gặp:
Q1: Phổ quang vi khác với quang phổ UV-Vis thông thường như thế nào?
A: Microspectrophotometry cho phép bạn nghiên cứu mọi thứ ở mức kính hiển vi. Bạn có thể nhìn vào các sợi đơn lẻ hoặc thậm chí các tế bào. Ngược lại, UV-Vis thường xuyên phân tích các mẫu chất lỏng lớn hơn. Khả năng đặc biệt này làm cho nó rất cần thiết cho các công việc mà bạn cần xem chi tiết trong một khu vực rất nhỏ.
Q2: Tại sao thiết lập chùm đôi thường tốt hơn cho các mẫu dệt may phức tạp?
A: Máy đo quang phổ chùm đôi chính xác cho sự thay đổi của thiết bị trong thời gian thực, có nghĩa là bạn có được các phép đo chính xác hơn. Điều này rất quan trọng khi xem xét các loại vải dày đặc hoặc khó khăn, nơi các lỗi nhỏ có thể dẫn bạn đến kết luận sai về những gì vải được làm từ.
Q3: Đối với phân tích sợi, tôi nên hiệu chuẩn quang phổ của mình bao nhiêu lần?
A: Bạn cần hiệu chuẩn thường xuyên tùy thuộc vào bạn sử dụng máy bao nhiêu, nhưng bạn nên luôn làm điều đó trước bất kỳ công việc quan trọng nào. Các cơ thể như USP yêu cầu kiểm tra thường xuyên về độ chính xác bước sóng (sử dụng các tiêu chuẩn như Holmium Oxide) và độ chính xác quang học để đảm bảo dữ liệu của bạn có thể được tin cậy.
