تفاوت مدل‌های F، H، T و Z در جذب اتمی PinAAcle

یکی از سوالات و دغدغه‌های خریداران دستگاه‌های جذب اتمی، این است که تفاوت مدل‌های مختلف در چیست. در این مقاله قصد داریم به بررسی دسته‌بندی‌های محصولات شرکت PerkinElmer بپردازیم. البته بیان این نکته ضروری است که تمرکز ما در این مطلب بر روی دستگاه‌های AAS این شرکت است.

به منظور توضیح مفاهیم مربوط به دسته‌بندی‌ها، ابتدا لازم است که یک‌سری از مفاهیم ابتدایی خود دستگاه AAS را بگوییم. اما از آن جایی که برخی از این موارد برای بسیاری از مخاطبان تکراری است، این مفاهیم را در انتهای متن آوردیم. به آن دسته از خوانندگان محترم که آشنایی با مفاهیم جذب اتمی ندارند، پیشنهاد می‌کنیم ابتدای بخش اصول روش جذب اتمی را خواند و پس از آن به بخش اصلی مراجعه نمایند.

سری‌های جذب اتمی پرکین المر

کمپانی پرکین المر از اولین روزهای کار خود در اسپکتروسکوپی جذب اتمی (AAS) پیشگام بوده است. از اولین سیستم تجاری AA در سال 1961 تا اولین دستگاه تجاری AA کوره‌ی گرافیتی Zeeman در سال 1990، پرکین المر به نوآوری‌های پی‌در‌پی خود ادامه داده است. PinAAcle™ AA دستگاه‌های نسل جدید کمپانی PerkinElmer است که به شکل جدی مورد توجه متخصصین و کاربران این صنعت قرار گرفته است. این شرکت با توجه به تاریخچه‌ی خود و همچنین با درک عمیقی که از نیازهای منحصر‌به‌‌فرد و متنوع مشتریان خود دارد، همواره تجهیزات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خود را به روز می‌کند تا بهترین‌های صنعت آزمایشگاهی را تحویل مصرف‌کنندگان بدهد.

پرکین المر سه سری مهم در دستگاه‌های جذب اتمی دارد:

• نسل اول دستگاه جذب اتمی شامل سری های PerkinElmer 3110، PerkinElmer 3100 و …
• نسل دوم دستگاه جذب اتمی که با عنوان Aanalyst شناخته می‌شود شامل سری‌های AAnalyst 200، AAnalyst 100، AAnalyst 300، AAnalyst 800، AAnalyst700، AAnalyst 600 و AAnalyst 400
• نسل سوم دستگاه جذب اتمی شامل سری‌های PinAAcle 900F، PinAAcle 900H، PinAAcle 900T، pinAAcle 900Z

تفاوت سری‌های F، H، T و Z در سری‌های PinAAcle

پسوندهای F، ‌H، ‌T و ‌Z در جذب اتمی PinAAcle 900 نشان‌دهنده‌ی نوع اتمیزاسیون در دستگاه‌هاست. این پسوند‌ها به صورت زیر تفسیر می‌شوند:

1. سری Z نشان می‌دهد که اتم‌سازی در دستگاه توسط کوره انجام می‌شود.
2. سری T مربوط به دستگاه‌های جذب اتمی است که Mode آن‌ها شعله و کوره با اصلاح زمینه‌ی زیمان است.
3. سری F این دستگاه نشان دهنده‌ی این است که سیستم اتمیزاسیون فقط شعله است.
4. سری H در این مدل از دستگاه‌ها مربوط به شعله و کوره است با اصلاح زمینه‌ی لامپ دوتریم همراه است.

حال با توجه به ۴ مورد گفته‌شده، در ادامه به بررسی مختصر هر کدام از دستگاه‌ها می‌پردازیم.

دستگاه PinAAcle 900Z

• این دستگاه مناسب آزمایشگاه‌هایی است که به یک دستگاه جذب اتمی فقط کوره با کارایی بالا نیاز دارند.
• PinAAcle 900Z یک سیستم جذب اتمی با طراحی دو پرتویی (Double Beam) است.
• این دستگاه قابلیت راه‌اندازی سریع، پایداری طولانی و حد تشخیص پایین نسبت به شعله (توانایی خوانش غلظت در حد ppb) دارد.
• دستگاه PinAAcle 900Z دارای فیبر نوری پیشرفته به جای آیینه برای افزایش شدت نور در دستگاه است.
• استفاده از نرم‌افزار Syngistix، کاربری را برای اپراتور بسیار راحت کرده است.
• دارای دوربین TubeView برای ترازکردن راحت‌تر نوک سمپلر و توزیع نمونه است. همچنین می‌توان مراحل خشک‌شدن و تجزیه در اثر حرارت در طول تجزیه را با این دوربین پیگیری کرد.

دستگاه PinAAcle 900T

• این دستگاه داری دو سیستم کوره و شعله با قابلیت سوییچ‌کردن سریع روی هردو حالت با سرعت بالا است.
• دارای جایگاه 8تایی لامپ برای استفاده‌ی راحت‌تر و کاربرد سریع‌تر است.
• مجهز به سیستم تنظیم اتوماتیک لامپ‌ها است.
• دارای سیستم خودکار تنظیم افقی و عمودی خودکار برنر است.
• امکان آنالیز نمونه‌های fine و سیستم‌های پیچیده بدون کم‌ترین خطا و بالاترین حساسیت را دارد.
• دارای دوربین برای ترازکردن نوک سمپلر و مشاهده‌ی تزریق نمونه و تجزیه‌ی نمونه در اثر حرارت در کل مدت تجزیه است.

دستگاه PinAAcle 900F

• دارای سیستم اپتیک Cutting Edge Fiber Optic است که باعث بالا رفتن کیفیت اپتیک دستگاه و گرفتن بهترین حد تشخیص برای نمونه‌های Trace می‌شود.
• این دستگاه به کمک نرم‌افزار winlab قابلیت تنظیم افقی و عمودی اتوماتیک برنر را دارد.
• این دستگاه نسبت به دستگاه‌های همین سری حد تشخیص ضعیف‌تری دارد.
• دارای تکنولوژی فیبر نوری برای بالا بردن intensity در آنالیز است.
• سیستم جرقه‌زنی کنترل از راه دور با بالاترین ایمنی را دارد.
• دارای Start up سریع است که باعث آماده‌شدن آن با سرعت بالا می‌شود.

دستگاه PinAAcle 900H

این دستگاه مشابه PinAAcle 900T است؛ با این تفاوت که در این دستگاه برای حذف نور پس‌زمینه از لامپ دوتریم استفاده می‌شود. در سری PinAAcle 900H از تصحیح زمینه‌ی زیمان استفاده می‌شود که در مقاله‌های بعدی به طور مفصل به آن می‌پردازیم.

مفاهیم پایه‌ی جذب اتمی

در تکنیک جذب اتمی AAS برهم‌کنش نور با اتم‌های آزاد در فاز گازی مطالعه می‌شود. این تکنیک یکی از روش‌های اسپکتروسکوپی برای اندازه‌گیری کمّی عناصر شیمیایی با استفاده از جذب نور توسط اتم در حالت گازی است. جذب اتمی می‌تواند برای تعیین بیش از 70 عنصر مختلف در محلول استفاده شود، ولی حد تشخیص برای همه‌ی آن‌ها مناسب نبوده و این روش برای اندازه‌گیری حدود 30 عنصر با حد تشخیص مناسب به کار می رود. در یک روش اسپکتروفتومتر جذب اتمی ابتدا پرتوی تک‌رنگ توسط لامپ هالو‌کاتد (HCL) یا لامپ تخلیه‌ی بدون الکترود(EDL) تولید می‌شود. از طرفی نمونه‌ی مورد نظر نیز که در یک حلال خاص به صورت محلول درآمده، توسط نبولایزر به درون شعله پاشیده می‌شود و در آنجا به صورت اتم آزاد در می‌آید. نور تابیده‌شده پس از عبور از مونوکروماتور توسط اتم آزاد نمونه جذب شده و از شدت آن کاسته می‌شود. در نهایت با محاسبه‌ی مقدار پرتوی جذب‌شده (تفاضل نور رسیده به دتکتور و نور اولیه) می‌توان غلظت عنصر مجهول را در محلول محاسبه کرد.

اصول پایه‌ی اسپکتروسکوپی جذب اتمی شامل موارد زیر است:

• همه اتم‌ها می‌توانند نور جذب کنند.
• طول موج نوری که جذب می‌شود برای هر عنصر متفاوت بوده و مختص همان عنصر است.
• میزان نور جذب‌شده به صورت مستقیم به غلظت اتم‌های جذب‌کننده‌ی نور یا به عبارتی به غلظت عنصر مورد نظر در محلول نمونه بستگی دارد.

در روش جذب اتمی شعله برای اتمیزاسیون نمونه از شعله یا  Flame است. برای ایجاد این شعله از مخلوط یک سوخت و اکسیدانت که مخلوط استیلن-هوا یا مخلوط استیلن-نیتروزاکساید استفاده می‌شود. عملکرد دستگاه شعله به این صورت است که محلول نمونه یا آنالیت به داخل نبولایزر کشیده می‌شود. نبولایزر یک قطعه‌ی پنوماتیکی است که نمونه را اسپری می‌کند. در این‌جا، قطرات نمونه پس از خروج از نبولایزر (به صورت ذرات اسپری‌شده) توسط یک گاز حامل به سمت چمبر و اتمایزر حرکت می‌کنند و پس از ورود به گرم‌ترین نقطه‌ی شعله، به اجزای تشکیل‌دهنده تجزیه می‌شوند. به این ترتیب انبوهی از اتم‌های آزاد تشکیل می‌شود که آماده‌ی اندازه‌گیری با دستگاه جذب اتمی است.

سیستم‌های شعله دارای نتایج عالی، ساده، ارزان، راحت و بسیار کارآمد هستند. این شیوه‌ی آنالیز با دستگاه جذب اتمی بسیار سریع است و ضمنا نمونه‌دهی بسیار ساده‌ای را فراهم می‌نماید. محدودیت اصلی روش شعله در آنالیز جذب اتمی این است که سیستم شعله و نبولایزر به صورت نسبی راندمان پایینی دارد. در روش شعله تنها قسمت کوچکی از نمونه اتمیزه می‌شود. این بخش کوچک، همان مقدار کمی است که به چمبر رسیده است. ضمناً وقتی نمونه تبدیل به اتم می‌شود، به سرعت از مسیر نوری خارج می‌گردد. در این‌جاست که نیاز به یک وسیله‌ی بهینه‌تر حس می‌شود؛ وسیله‌ای که نمونه را به مدت بیشتری در مقابل نور نگه دارد. این سیستم، اتم‌ساز الکتروترمال با استفاده از کوره‌ی گرافیتی است.

طیف‌سنجی جذب اتمی کوره‌ی گرافیتی یا Graphite Furnace Atomic Spectroscopy یکی از روش‌های فوق‌العاده کاربردی در اسپکتروسکوپی است. در این روش (GFAAS) به جای شعله، از یک تیوب گرافیتی که با استفاده از نیروی الکتریسیته گرم می‌شود، استفاده می‌گردد. در جذب کوره، معمولا بین 5 تا 100 میکرولیتر از نمونه‌ی مورد نظر به صورت مستقیم در داخل تیوب تزریق می‌شود؛ جایی که بعد از آن با استفاده از یک سری برنامه‌های دمایی (Temperature Program) در گام‌های مختلف، حلال آن خشک شده و سپس ماتریس اصلی ترکیب جدا می‌شود. در نهایت اتم‌های آزاد آنالیت در حالت گازی درون تیوب گرافیتی با نیروی قوی جریان الکتریکی به سرعت گرم شده (دمای بین 1500 تا 3000 درجه‌ی سانتیگراد) و تقریباً تمامی آنالیت مورد نظر به اتم تبدیل می‌گردد. در تمام مدت تابش نور از داخل تیوب عبور می‌کند. در همین زمان، اتم‌های آزاد در داخل تیوب تشکیل می شوند و برای مدت 0.2 تا 0.5 ثانیه در تیوب باقی می‌مانند. دقت جواب‌دهی تکنیک کوره‌ی گرافیتی جذب اتمی بسیار وابسته به ثبات دمائی تیوب دارد. نتیجه این که حساسیت و حد تشخیص به طور ملموسی افزایش یافته و اثر تداخلی ماتریس و اثر باقی‌مانده‌ها بسیار کاهش می‌یابد. پس از آنالیز عنصر، بخار آنالیت به کمک گاز هلیم و یا آرگون از تیوپ خارج می‌شود و مقدار جذب با استفاده از سیستم‌های ثبت‌کننده‌ی خروجی ثبت می‌گردد.

جمع‌بندی

در این مطلب به صورت کامل تفاوت بین انواع مدل‌های جذب اتمی PinAAcle را بیان کردیم. چهار مدل مختلف از این دستگاه وجود دارد. هر کدام از این مدل‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. بنابراین، بهتر است که در صورت تمایل به تهیه‌ی این دستگاه، ابتدا نیازهای خاص مجموعه‌ی خود را بررسی کرده و بعد از آن اقدام به خرید نمایید.

در پایان، باعث خوشحالی ماست که نظرات و سوالات شما را در پایین همین صفحه مشاهده کنیم. کارشناسان فنی صدراپژوهش در اسرع وقت پاسخ تمامی کامنت‌ها را می‌دهند.