انتخاب بهترین تنظیمات برای اندازه‌گیری درست در دستگاه UV-Vis

folder_openSpectrophotometer
commentبدون دیدگاه

برای این که فرایند آنالیز با دستگاه UV-Vis درست طی شود، مواردی از جمله محفظه‌ی نمونه، حلال و پارامترهای دستگاه باید به درستی انتخاب شوند. در این مطلب قصد داریم به بررسی هر کدام از این موارد می‌پردازیم و ببینیم هر کدام از آن‌ها می‌توانند چه تاثیراتی بر اندازه‌گیری ما بگذارند. با ما همراه باشید.

عناوینی که در این مقاله مطالعه می‌کنید:

انتخاب سل نوری مناسب

نمونه‌های مایع معمولا در کووت قرار می‌گیرد. نام دیگر کووت، سل نوری یا به طور مختصر همان سل است. کووت‌ها انواع مختلفی دارند و برای کاربردهای متفاوتی نیز استفاده می‌شوند.

  • سل استاندارد با طول مسیر 10 mm (با توجه به تصویر شماره‌ی ده در مقاله‌ی دستگاه اسپکتروفوتومتر چگونه کار می‌کند؟). حدود 3.5 mL محلول را در بر می‌گیرد. این سل دارای دو پنجره‌ی نوری موازی با هم است. دو وجه دیگر سل نیز یا مات است یا شیار دار. علت آن هم تشخیص آسان است. وجه نوری باید تا جای ممکن تمیز باشد و هیچ وقت با دست گرفته نشود. در نظر داشته باشید که روی وجه‌های نوری نباید خراشیده شود.
    سل‌هایی با محدودیت در کارایی نیز وجود دارند که از پلی استایرن یا پلی متیل متاکریلات (PMMA) ساخته شده‌اند و در دماهای بالا استفاده نمی‌شود. پلی استایرن نور UV را انتقال نمی‌دهد. در نتیجه برای اندازه‌گیری بین طول موج‌های 340 – 800 nm استفاده می‌شود. سل‌های PMMA نیز برای طول موج زیر 300 nm استفاده می‌شوند.
  • برای حجم های کوچک (تا حدود 0.5 mL)، از سل نیمه‌میکرو (semi-micro cell) استفاده می‌شود. ابعاد این سل مانند سل استاندارد است. اما تفاوتش این است که دارای یک کانال باریک در وسط سل است تا مقدار حجم مورد نیاز از نمونه را کاهش دهد. همچنین سل‌های فوق میکرو (Ultra-micro cell) نیز وجود دارند که 0.5 mL از ماده را نگه می‌دارند. همانطور که در تصاویر شماره‌ی یک و دو مشاهده می‌کنید، دو وجه نوری سیاه هستند تا از بازتاب‌های درون سل جلوگیری کنند. در دستگاه UV-Vis باید دقت شود که سل درست در سر جایش قرار بگیرد تا بیشترین تابش را دریافت کند. ارتفاع z نیز باید دقیقا جلوی پرتو قرار بگیرد. سل‌های نیمه‌میکرو و فوق میکرو برای زمانی مناسب هستند که حجم کمی از نمونه داریم.
تصویر شماره‌ی یک
در کووت سیاه مطمئن شوید که پرتوی نور از نمونه عبور می‌کند. همچنین مطمئن شوید که ارتفاع z با دستگاه شما سازگار است.
تصویر شماره‌ی دو
سل نیمه‌میکرو با حجم ۱.۴ mL و طول مسیر ۱۰ mm

برای اندازه‌گیری نمونه‌های متعدد، می‌توان از ایجاد جریان در سل استفاده کرد. این سل‌ها به پمپ پریستالتیک (peristaltic pump) متصل هستند و می‌توانند به نمونه‌گیری خودکار نیز متصل باشند. عملکرد آن‌ها به این صورت است که پمپ، نمونه را وارد تیوب متصل به سل می‌کند و سل را برای اندازه‌گیری پر می‌کند. سپس یک محلول شست‌و‌شو برای تمیز کردن سل وارد سل می‌شود و در نهایت نمونه‌ی بعدی به داخل سل ارسال می‌شود.

تصویر شماره‌ی سه
سل جریان‌دار (flow cell) با ۴ سوراخ مستطیلی به ابعاد 4 x 11 mm و طول مسیر 10 mm، که با کانکتورها و تیوب‌هاش نمایش داده شده است.

بیشتر سل‌های نوری با یک درپوش ساخته می‌شود که کاربرد آن کاهش تخریب تصادفی یا تبخیر نمونه است. استفاده از این درپوش هنگام اندازه‌گیری نمونه‌های خطرناک یا فرار به شدت توصیه می‌شود.

طول مسیر سل

طول مسیر، مسافتی است که نور در نمونه طی می‌کند. انواع مختلفی از کووت‌ها با طول مسیر متفاوت وجود دارند. طول مسیر فاکتوری است که متناسب با جذب هر نمونه انتخاب می‌شود.

  • نمونه‌های غلیظ با جذب بالا (>3 Abs) به طول مسیر کوتاه نیاز دارند (کمتر یا مساوی 5 mm) یا لازم است تا رقیق شوند. طول مسیرهای کم را می‌توان با حلال‌های با جذب بالا جبران کرد.
  • نمونه‌های رقیق با جذب کم (<0.2 Abs) به طول مسیرهای بلند (بالای 100 mm) نیاز دارند که باعث افزایش شدت و همین‌طور جلوگیری از خطاهای احتمالی می‌شود.

بیشتر دستگاه‌های اسپکتروفوتومتر UV-Vis با کووت‌های استاندارد هماهنگ هستند و کووت‌های با طول بیشتر، نیازمند محفظه‌ی نمونه‌ی مناسب خود هستند.

کووت‌ها با طول مسیر کوتاه‌تر در جای کووت‌های استاندارد قرار می‌گیرند و البته اسپیسرهایی هم هستند که این کووت‌ها را با ایمنی در جای خود قرار می‌دهند.

مواد استفاده‌شده در کووت‌ها

یکی از مورادی که در اندازه‌گیری‌ها باید در نظر گرفته شود، خواص نوری مواد استفاده‌شده در کووت‌هاست. به طور کل برای گستره‌ی طول موجی پهن‌تر، کوارتز بهتر است. البته این ماده به شدت گران است. شیشه یا پلاستیک (polystyrene) برای طول موج‌های زیر 350 nm و 340 nm استفاده نمی‌شود. سل‌های پلاستیکی برای دماهای بالا مناسب نیستند و البته باید توجه کنیم که نمونه به سل آسیب نرساند. این مدل سل به راحتی قابل خراش دادن است. در نتیجه به صورت یک‌بار‌مصرف استفاده می‌شود.

مادهطول موج مناسب
Quartz170–2700
Infrasil quartz (NIR)220–3800
Optical glass334–2500
Polystyrene (disposable)340–800
تصویر شماره‌ی چهار
شفافیت مواد سل نوری متداول

تطبیق کووت

بعضی کووت‌ها به عنوان جفت‌های تطبیق‌پذیر فروخته می‌شود و در تمام طیف نوری UV-Vis و آنالیزهای روتین UV-Vis-NIR استفاده می‌شود. با استفاده از این سل‌ها می‌توان مطمئن بود انتقال سل خالی و پر شده با آب شدت جذب یکسانی دارد.

تمیز کردن

چربی باقی‌مانده از انگشت مهم‌ترین جذب‌کننده‌ی انواع طول‌موج‌هاست. این اثر انگشت می‌تواند خطای زیادی در نتایج ایجاد کند. بنابراین قبل از استفاده از کووت، باید ان را کاملا با استفاده از یک دستمال نرم تمیز کنیم. البته باید از تمیز بودن پارچه نیز اطمینان حاصل کنیم. دستمال‌های تمیزکننده‌ی لنز‌ها، معمولا حاوی مواد شوینده یا نرم‌کننده‌ای هستند که می‌تواند اندازه‌گیری را تحت تاثیر قرار دهد.

در نظر داشته باشید که نباید از دستگاه اولتراسونیک برای تمیز کردن کووت‌های شیشه‌ای یا کوارتزی استفاده کرد. هر حمام اولتراسونیک، موج‌های اولتراسونیکی با فرکانس‌های مختلف ایجاد می‌کند که اگر تشدید شوند، امکان شکستن سل وجود دارد.

اسید‌های فلوئور دار مانند هیدروفلوئوریک اسید (HF) در هر غلظتی که باشند، کوارتز و شیشه را از بین می‌برند. بنابراین نباید استفاده شوند. محلول‌های بازی قوی (pH ۹ به بالا) هم معمولا شیشه‌ی سل را کدر و عمر سل را نیز کوتاه می‌کند.

نکته‌ی دیگر این که بعد از اندازه‌گیری سل خالی، شیشه‌ها را تمیز نکنید و اگر لازم بود که تمیز شود، حتما به صورت مجدد اندازه‌گیری سل خالی را انجام دهید.

سایر نکات استفاده از کووت

چند نکته‌ی ساده برای افزایش طول عمر کووت‌ها

  • بعد از استفاده، به سرعت باید کووت خالی شود. این عمل باعث می‌شود نمونه پس از خشک شدن به سل نچسبد. مراقب پروتئین‌ها و رنگ‌های قوی باشید؛ زیرا به سطح داخلی کووت می‌چسبند. بعد از استفاده‌ی از کووت، پیش از نمونه‌ی بعدی کووت را خیلی سریع با محلول تمیز کنید.
  • اگر یک نمونه را باید در مدت‌زمان طولانی اندازه‌گیری کنید، حتما نمونه در کووت در بسته باشد و در دمای مناسب نگهداری شود تا از تبخیر آن جلوگیری شود. بعضی نمونه‌ها ممکن است نیاز به هم خوردن مداوم نیز داشته باشند.
  • همه‌ی کووت‌ها در پایان روز تمیز شوند و همچنین:
    • پس از خشک‌شدن در محفظه‌ی مناسب نگهداری شوند.
    • کووت‌های خیس در محلول‌های اسید خفیف ( نیتریک اسید ۱ ٪ یا هیدروکلریک اسید) در ظرف مقاوم نسبت به اسیدها نگهداری شوند و پیش از استفاده حتما با آب فراوان شسته شوند.

مطلب پیشنهادی: برای مشاهده‌ی آخرین تعمیرات دستگاه UV-Vis اینجا کلیک کنید!

توجه به دمای نمونه

بسیاری از نمونه‌ها را می‌توان در دمای اتاق اندازه‌گیری کرد؛ اما تعداد محدودی نمونه نیز وجود دارد که نیاز به شرایطی مانند گرم شدن یا سرد شدن دارد. این موارد شامل حالت‌های زیرمی‌شود:

  • خنک‌سازی نمونه‌های فرار برای کاهش تبخیر
  • حرارت دادن نمونه‌های با ویسکوزیته‌ی بالا برای عملکرد بهتر یا همگن کردن نمونه
  • نمونه‌هایی که به حرارت حساس هستند و دچار تغییرات شیمیایی می‌شوند.
  • مشاهده‌ی تغییرات در نمونه هنگام سرد‌شدن یا گرم‌شدن

در کنار دستگاه‌های اسپکتروفتومتر  UV-Visمی‌توان از لوازم جانبی برای کنترل دمای نمونه‌ها استفاده کرد. ساده‌ترین سیستم کنترل دما برای اندازه‌گیری در یک دمای ثابت مناسب است. معمولا این سیستم‌ها از آبی که سیرکوله می‌شود استفاده می‌کنند و کووت در جریان آب قرار می‌گیرد و در نهایت آب سیرکوله شده باعث می‌شود دمای نمونه تغییر نکند.

برای کنترل دمای دقیق‌تر یک المان سردکننده به نام پلتیر (Peltier) در منیفولد جریان آب قرار گرفته است. Peltier امکان کنترل دما را فراهم می‌کند و همچنین جلوی افزایش دما را می‌گیرد. در نظر داشته باشید که یک سیستم پلتیر خنک‌کننده‌ی مبتنی بر هوا نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به سیستم پلتیر خنک‌کننده‌ی مبتنی بر آب یا سیستم گردش آب دارد. سیستم با گردش آب نیاز به نگهداری دوره‌ای دارد که این نگهداری شامل موارد زیر می‌شود:

  • بررسی آب شلنگ برای عدم نشت
  • پر کردن محلول خنک کننده

فایده‌ی دیگر سیستم Peltier (خنک‌کننده) عملکرد بی صدای آن است. زیرا پمپاژی برای محلول خنک‌کننده انجام نمی‌شود.

هنگام استفاده از هر یک از گزینه‌های کنترل دما برای سیستم، حتما باید دما به صورت مرتب چک شود و حداقل دمای قسمت منیفولد باید گزارش شود. این امر به ویژه برای سیستم گرمایش آب خارجی مهم است. زیرا امکان دارد دما بین منیفولد و حمام آب (که در جریان است) کم شود. در سیستم های پلتیر مرتبا دما چک می‌شود تا دما ثابت نگه داشته شود.

هنگامی که کنترل دما ضروری است، اندازه‌گیری نمونه باید مستقیما انجام شود تا صحت بیشتری ایجاد شود. پراب‌های دمایی کوچکی هستند که داخل کووت قرار می‌گیرند و این پراب‌ها به گونه‌ای قرار می‌گیرند که در مسیر جریان نور نباشند. نرم‌افزار کنترل UV-Vis در هنگام اندازه‌گیری مستقیم، این امکان را می‌دهد تا دمای هر کووت حین اندازه‌گیری ذخیره شود.

هم‌زدن نمونه برای حفظ دما

هم‌زدن نمونه‌ای که دمای آن باید در وضعیت ثابتی بماند، موضوع مهمی است و تضمین می‌کند که همگنی محلول و دما حفظ شود. هم‌زدن به ویژه برای نمونه‌های چسبناک یا برای اطمینان از مخلوط شدن محلول‌ها نیز هنگام مطالعه‌ی یک واکنش شیمیایی در داخل کووت بسیار مهم است.

کارایی هم‌زدن برای دستیابی به یکدستی حرارتی (و شیمیایی) بستگی زیادی به نمونه، حلال و ویسکوزیته‌ی محلول دارد. توجه به این نکته مهم است که ویسکوزیته با دما تغییر می‌کند و این ممکن است بر راندمان هم‌زدن و اندازه‌گیری‌ها تأثیر بگذارد، خصوصا زمانی که دما در طول زمان افزایش می‌یابد.

برای هم‌زدن محلول‌ها، یک مگنت یا ستاره‌ی همزن مغناطیسی در قسمت پایینی کووت قرار می‌گیرد. برای این منظور، کووت‌های ویژه‌ای با پایه‌های فرورفته طراحی شده و در دسترس هستند. مگنت همزن در این فرورفتگی دایره‌ای‌شکل، قرار دارد و این موضوع راندمان هم زدن را افزایش می‌دهد.

هنگام توسعه‌ی روش تحلیلی باید مطمئن شد که سرعت همزدن برای محلول‌ها مناسب باشد. اگر سرعت هم‌زدن خیلی پایین باشد، ممکن است نمونه به درستی مخلوط نشود. از طرفی اگر سرعت بیش از حد بالا هم باشد، حباب‌های هوای ایجادشده در نمونه می‌تواند باعث بروز نتایج اشتباه شود.

توصیه می‌شود که برای پیدا کردن بهترین سرعت هم‌زدن نمونه، به صورت تستی آزمایشات مختلف انجام شود. در این صورت سرعت بهینه مشخص می‌شود.

اگر بخواهیم به یک استاندارد اولیه برسیم، باید به این صورت عمل کنیم که برای اندازه‌گیری مایع با ویسکوزیته‌ی مشابه با آب، سرعت هم‌زدن 800 تا 900 دور در دقیقه بهترین یکنواختی دما را در کووت‌های استاندارد ایجاد می‌کند. حال برای نمونه‌های با ویسکوزیته‌ی بالاتر، باید سرعت هم‌زدن را کاهش دهیم و به همین ترتیب برای نمونه‌های با ویسکوزیته‌ی کمتر، سرعت را افزایش می‌دهیم.

اندازه‌گیری در دماهای پایین

هنگام اندازه‌گیری نمونه‌ها در دمای پایین‌تر از محیط، امکان دارد تراکم در قسمت بیرونی کووت‌ها ایجاد شود. این موضوع می‌تواند در اندازه‌گیری ما اختلال ایجاد کند. بنابراین برای رفع این، می‌توان به وسیله‌ی تمیزکردن محفظه‌ی نمونه‌ی اسپکتروفتومتر UV-Vis با گاز خشک، از تراکم جلوگیری کرد. برخی سیستم‌ها دارای پورت‌های تصفیه تخصصی هستند تا اجازه‌ی ورود گاز را به محفظه‌ی نمونه بدون وارد کردن نور بدهد.

یک جایگزین برای اندازه‌گیری نمونه‌های سرد، استفاده از پراب شیب‌دار فیبر نوری (fiber optic dip probe) است. یک جفت‌کننده‌ی فیبر نوری به محفظه‌ی نمونه وارد می‌شود و نور سیستم را از طریق یک کابل فیبر نوری، توسط پراب فیبر نوری که مستقیماً در نمونه قرار داده شده است، هدایت می کند. (در تصویر شماره‌ی پنج نشان داده شده است) سپس نور از طریق کابل فیبر نوری برگشتی به آشکارساز هدایت می‌شود.

این روش زمانی مناسب است  که برای نمونه‌برداری‌های با توان بالا، چندین نمونه در دمای ثابت اندازه‌گیری شوند.

شفافیت حلال

یکی در زمان اندازه‌گیری نمونه‌های مایع و دیگری هنگام حل کردن نمونه‌های جامد برای آنالیز UV، شفافیت حلال باید در نظر گرفته شود.

اصولا حلال‌ها بر اساس میزان حلالیت نمونه، پایداری، نیازهای pH و طول موج برش UV-Vis انتخاب می‌شوند. برای ترکیبات محلول در آب، خود آب یک انتخاب عالی است؛ زیرا امکان اندازه‌گیری طول موج UV را فراهم می‌کند. در نظر داشته باشید که استفاده از حلال‌های آلی، محدوده‌ی طول موج قابل استفاده‌ی UV را محدود می‌کند.

هنگام انتخاب یک حلال، هم حلالیت نمونه خود در حلال و هم شفافیت حلال در محدوده‌ی طول موج را در نظر بگیرید. (همانطور که در جدول زیر نمایش داده شده است).

حلالمحدوده شفافیت حلال (nm)
استون370 – 330
تتراکلراتیلن370 – 295
M-Xylene370 – 290
تولوئن370 – 287
بنزن370 – 275
N.N-دی متیل فرمامید370 – 275
اتیل پروپیونات370 – 272
تتراکلرید کربن370 – 272
فرمت اتیل370 – 270
بوتیل استات370 – 270
اتیل استات370 – 265
متیل فرمت370 – 265
کلروفرم370 – 255
1.2-دی کلرومتان370 – 235
دی کلرومتان370 – 234
گلیسرول370 – 233
دی اکسان370 – 220
هگزان370 – 220
ایزو اکتان370 – 220
2.2.4-تری متیل پنتان370 – 220
استونیتریل370 – 210
سیکلوهگزان370 – 210
متانول370 – 210
اتانول370 – 210
متیل سیکلوهگزان370 – 210
ایزوپروپیل الکل370 – 210
آب370 – 190

پهنای باند طیفی بهینه

هنگام اندازه‌گیری یک نمونه باید به میزان وضوح اندازه‌گیری مورد نیاز توجه شود. اکثر نمونه‌های جامد یا مایع که با طیف‌سنجی UV-Vis آنالیز می‌شوند، دارای پیک‌های طبیعی به ترتیب ۲۰ نانومتر یا بیشتر از سمتی به سمت دیگر هستند.

استفاده از دستگاهی با پهنای باند طیفی (SBW) که تقریباً یک‌دهم پهنای باند طبیعی آنالیت را تنظیم می‌کند، گزینه‌ی خوبی است. دستگاه SBW توسط پهنای باند نور در یک‌دوم پیک ماکزیمم تعریف می‌شود (همانطور که در تصویر شماره‌ی پنج نشان داده شده است)، و گاهی اوقات به عنوان عرض کامل در نصف پیک ماکزیمم (FWHM) نامیده می شود. SBW اسپکتروفتومتر UV-Vis مربوط به عرض شکاف فیزیکی طرح تک پرتویی است.

تصویر شماره‌ی پنج
طیف A حداکثر پیک نزدیک به 345 نانومتر را نشان می‌دهد. پهنای باند طیفی نشان داده شده است. پهنای شکاف طیفی اسپکتروفتومتر UV-Vis همیشه باریک‌تر از پهنای باند طیفی مورد نیاز خواهد بود.

بسته به طراحی اسپکتروفتومتر، شکاف فیزیکی می تواند یک پهنای ثابت یا متغیر باشد. برای اکثر طیف‌سنج‌های متوسط ​​UV-Vis، یک پهنای باند طیفی ثابت 1.5 نانومتر رایج است و این مقدار برای تفکیک پیک‌های بیشتر نمونه‌های مایع و جامد کافی است. استفاده از یک SBW بزرگتر اجازه می‌دهد تا نور بیشتری از نمونه عبور کند و می‌تواند داده‌های با کیفیت بهتر و نویز کمتری ارائه دهد، اما پیک‌های نمونه‌ی باریک یا نزدیک به هم را برطرف نمی‌کند.

استفاده از یک SBW کوچکتر نیز قدرت تفکیک بهتری را ارائه می‌کند، اما می‌تواند منجر به افزایش زمان جمع‌آوری داده‌ها برای دست‌یابی به همان کیفیت داده‌ها به دلیل رسیدن نور کمتر به نمونه شود.

سیستم‌های اسپکتروفتومتر با کارایی بالا اغلب به گونه‌ای طراحی می‌شوند که به کاربر اجازه می‌دهند تا عرض شکاف را انتخاب کند و در نتیجه وضوح سیستم را تنظیم کند. این موضوع در هنگام اندازه‌گیری نمونه‌های چالش‌برانگیز مفید است. عرض شکاف را می‌توان به حداکثر رساند تا در نمونه‌های بسیار جاذب، جایی که وضوح بالای پیک لازم نیست، توان عبور نور بیشتر شود.

عبور نور بیشتر به آشکارساز امکان تکرار روش، دقت و نتایج را بهتر می‌دهد. هنگامی که وضوح بالا مورد نیاز است، عرض شکاف را می‌توان کاهش داد (همانطور که در تصویرهای 6 و 7 نشان داده شده است).

تصویر شماره‌ی شش
اسکن‌های روی هم آمده، هر کدام با استفاده از پهنای شکاف متفاوت اندازه‌گیری می‌شوند. با بزرگ‌شدن شکاف، نسبت سیگنال به نویز بهبود، اما وضوح کاهش می‌یابد.

به عنوان یک راهنما، SBW باید در یک‌دهم پهنای باند مولکولی نمونه تنظیم شود (نمونه‌هایی در جدول 2).

ترکیب مرجعپیک (nm)پهنای باند (nm)بهینه‌سازی (SBW) nm
آمینو اسید تریپتوفان279454.5
تیروزین195,27510,404.0,1.0
فنیل آلانین2582.20.2
نوکلئوتیدها آدنوزین260282.8
تیمین265303.0
پروتوئین‌ها سیتوکروم c، اکسید شده410252.5
رودوپسین278,50090,25~9.0,2.5
ریبونوکلئاز278202.0
رنگدانه‌ها و رنگ‌ها ß-کاروتن480353.5
کلروفیل660202.0
کوآنزیم‌ها نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید260353.5
NADH260,34025,502.5,5.0
مواد ارگانیک ساده بنزن بخار2530.1>>0.01>>
بنزن محلول25320.2
آنتراسن37530.3

هنگام بهینه‌سازی تفکیک‌پذیری طیف، فاصله‌ی داده‌های مجموعه نیز باید در نظر گرفته شود. حداقل سه نقطه داده در سراسر پیک باید جمع‌آوری شود. در حالی که یک بازه داده کوچکتر می‌تواند تفکیک بهتری را ارائه دهد، بین مدت زمان جمع‌آوری داده‌ها و فاصله‌ی زمانی داده‌ها یک مبادله وجود دارد.

تصویر شماره‌ی هفت
این دو اسکن اثر تغییر SBW را نسبت به وضوح نشان می‌دهد. در نمودار بالایی، جزئیات ساختاری کمی در طیف مشاهده می‌شود. در نمودار پایین‌تر، پیک‌ها بسیار بیشتر تعریف می‌شوند.

انحراف نور

انحراف یا انرژی تابشی سرگردان (SRE) به عنوان درصد تابش به آشکارساز که طول موج آن خارج از باند طیفی انتخاب شده است، تعریف می‌شود. این به دلیل طراحی ضعیف دستگاه (نشت نور از چراغ‌های آزمایشگاهی – نور روز از طریق پنجره‌ها به داخل دستگاه – عدم تفکیک نور به خوبی توسط تک پرتویی) یا آسیب به دستگاه ایجاد می‌شود. اکثر سیستم‌ها به این صورت هستند که عملکرد دستگاه را بررسی می‌کنند تا مشکلات انحراف نور را شناسایی کنند. این کار با استفاده از محلول آزمایشی انجام می‌شود. محلول‌هایی که برای آزمایش سطوح نور سرگردان استفاده می‌شوند، در طول موج‌های نشان‌داده‌شده عبور نمی‌کنند (آن‌ها در طول موج‌های دیگر عبور می‌کنند)، بنابراین عبور مشاهده‌شده فقط به دلیل انحراف نور است.

انحراف نور باعث کاهش قرائت جذب و تغییر شکل پیک مشاهده‌شده می‌شود (همانطور که در تصویر 7 نشان داده شده است). در نتیجه، انحراف نور باعث انحراف از قانون بیر لامبرت می‌شود (همانطور که در تصویر 8 نشان داده شده است) و اندازه‌گیری غلظت را غیر قابل اعتماد می‌کند.

نکته‌ی آخر این که حداکثر جذبی را که دستگاه می تواند اندازه‌گیری کند، عملکرد انحراف نور یک دستگاه UV-Vis تعیین می‌کند.

تصویر شماره‌ی هشت
حداکثر جذب پیک‌ها کمتر خواهد بود و با افزایش انحراف نور در دستگاه، منحنی صاف می‌شود.
تصویر شماره‌ی نه
یک سیستم UV-Vis با عملکرد ضعیف انحراف نور، انحرافات را از قانون بیر لامبر نشان می‌دهد. این باعث می‌شود محاسبات غلظت غیر قابل اعتماد باشد.

محدوده‌ی خطی دستگاه UV-Vis

هم طراحی دستگاه و هم پارامترهای اندازه‌گیری مورد استفاده، تعیین‌کننده‌ی حداکثر جذبی است که یک دستگاه می‌تواند در طول موج خاصی اندازه‌گیری کند. در جذب بالا، نور بسیار کمی به آشکارساز می‌رسد که نسبت سیگنال به نویز را کاهش می‌دهد (به مشخصه‌ی “حاشیه” در طیف در تصویر 9 مراجعه کنید). درک محدودیت‌های سیستم به شما این امکان را می‌دهد که از اندازه‌گیری نمونه‌ها یا انجام کالیبراسیون‌هایی که خارج از قابلیت‌های دستگاه شما هستند، اجتناب کنید.

برای نمونه‌های مایع، رقیق کردن نمونه راهی برای رساندن اندازه‌گیری به محدوده‌ی خطی دستگاه است. از طرف دیگر، می‌توانید از یک کووت کوتاه نیز در طول مسیر استفاده کنید.

تصویر شماره‌ی ده
با افزایش تدریجی جذب نمونه، نور کمتری به آشکارساز می رسد. این باعث افزایش نویز در نتایج می‌شود و یک سیگنال واضح در حالت اسکن مشاهده می شود.

اطلاعات مفید دیگر

جذب (A یا Abs) اغلب در طیف‌سنجی UV-Vis به دلیل رابطه‌ی خطی بین غلظت و جذب اندازه‌گیری می‌شود که توسط قانون Beer-Lambert توصیف شده است. اما برای کاربردهای دیگر، درصد نور منتقل‌شده یا جذب‌شده ممکن است معنادارتر باشد. برای مثال، هنگام مقایسه‌ی خواص نوری یک ماده، مقایسه‌ی درصد انتقال یا اختلاف جذب مفیدتر است.

اکثر سیستم‌های اسپکتروفتومتر UV-Vis شما را قادر می‌سازد تا داده‌های جمع‌آوری‌شده‌ی خود را بین پارامترهای رایج تبدیل کنید. رابطه‌ی بین این پارامترها در جدول 3 نشان داده شده است.

T%TAbsA%LogA
1001000
500.50.350-0.52
100.11900
10.012990.3
0.10.001399.90.48
0.010.0001499.990.60
0.0010.00001599.9990.70
0.00010.000001699.99990.78
0.000010.0000001799.999990.85

طول موج (cm-1)

بیشتر اندازه‌گیری‌های UV-Vis در برابر طول موج‌های اندازه‌گیری‌شده در نانومتر گزارش شده است. اما در برخی متون قدیمی‌تر از طول متقابل یا عدد موج (cm-1) استفاده می‌شده است. عدد موج اغلب در اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی مادون قرمز (IR) استفاده می‌شود. استفاده از مقیاس عدد موجی مفید است، زیرا اطلاعات تغییر در سطوح انرژی تابش فرودی را منتقل می‌کند. طول موج کمتر تعداد موج بزرگتر و انرژی بالاتری می‌دهد (همانطور که در جدول زیر نشان داده شده است).

همچنین استفاده از عدد موج برای طیف‌سنجی مادون قرمز، امکان تجسم آسان‌تر و تفاوت‌های طیفی را فراهم می‌کند. زیرا طول موج به تدریج کوتاه‌تر می‌شود.

برای طیف‌سنجی UV-Vis، طول موج به طور کلی به عنوان روشی مناسب برای نشان دادن طیف نمایش‌داده‌شده در یک محدوده‌ی طیفی ترجیح داده می‌شود.

اکثر سیستم‌های اسپکتروفتومتر UV-Vis شما را قادر می‌سازند تا طیفی را در طول موج یا عدد موج جمع‌آوری کنید.

λmcm-1
33003030
30003300
25004000
20005000
15006666
100010000
80012500
60016667
40025000
20050000
17557143

پست‌های مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
You need to agree with the terms to proceed

تجهیزات آزمایشگاهی

صدراپژوهش با نزدیک دو دهه سابقه در زمینه‌ی تجهیزات آزمایشگاهی، آماده‌ی خدمات‌رسانی به شما عزیزان در سراسر ایران است.

keyboard_arrow_up

    دانلود فایل pdf

    برای دریافت فایل PDF بهینه‌سازی اطلاعات زیر را وارد نمایید. بعد از آن فایل برای شما ارسال می‌شود.




    This will close in 0 seconds

      فرم مشاوره‌ی تجهیزات آزمایشگاهی

      در صورتی که نیاز به مشاوره در زمینه‌ی خرید قطعات یا تجهیزات آزمایشگاهی دارید، فرم زیر را پر کنید تا کارشناسان ما در اسرع وقت با شما تماس بگیرند.

      This will close in 0 seconds

        دانلود فایل pdf

        برای دانلود فایل بهینه‌سازی آزمایشگاه معدن، فرم زیر را پر کنید تا فایل برای شما ارسال شود





        This will close in 0 seconds

          دانلود فایل pdf

          برای دانلود فایل بهینه‌سازی آزمایشگاه داروسازی، فرم زیر را پر کنید تا فایل برای شما ارسال شود





          This will close in 0 seconds

            دانلود فایل pdf

            برای دانلود فایل بهینه‌سازی آزمایشگاه محیط زیست، فرم زیر را پر کنید تا فایل برای شما ارسال شود





            This will close in 0 seconds

              دانلود فایل pdf

              برای دانلود فایل بهینه‌سازی آزمایشگاه پتروشیمی، فرم زیر را پر کنید تا فایل برای شما ارسال شود





              This will close in 0 seconds