يخدم التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / Vis أغراضا علمية وصناعية متعددة ، بما في ذلك:
تدعم هذه القدرات التطبيقات في مراقبة جودة المستحضرات الصيدلانية والمنتجات الغذائية ، بالإضافة إلى البحث في مجالات مثل الكيمياء وعلم الأحياء وعلوم المواد. هذا يساعد في دراسة خصائص المواد وفهم كيفية تفاعل الضوء مع المواد المختلفة.
عندما يتفاعل ضوء الأشعة فوق البنفسجية / البصرية مع عينة ، يمكن امتصاصها أو نقلها. يقيس الامتصاص كمية الضوء التي تمتصها العينة بطول موجي معين ، مما يشير إلى مقدار الضوء الذي يتم الاحتفاظ به. تمثل النفاذية (T = I / I₀) جزء الضوء الذي يمر عبر العينة. يعد فهم هذه الخصائص أمرا أساسيا لتحليل تفاعل المادة مع الضوء.
الامتصاص (A) هو كمية بلا أبعاد يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع في وحدات الامتصاص (AU) من أجل الوضوح. يرتبط رياضيا بالنفاذية من خلال المعادلة: A = -log₁₀ (T).
يتم عرض نتائج التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية في طيف الأشعة فوق البنفسجية / المرئية ، وهو رسم بياني يرسم عادة الامتصاص أو النفاذية مقابل الطول الموجي (190-780 نانومتر). يكشف هذا الطيف عن الأطوال الموجية التي تم امتصاصها وإلى أي مدى.
تشير القمم في هذا الطيف إلى الأطوال الموجية للامتصاص الأقصى (λmax) ، والتي تكون خاصة ببنية الجزيء وتعمل بمثابة "بصمة" فريدة للمادة التي يتم تحليلها. ترتبط شدة هذه القمم (أو شدة الامتصاص) ارتباطا مباشرا بتركيز الأنواع الممتصة ، كما هو موضح في قانون بير لامبرت.
تتضمن هذه التقنية الأساسية تمرير ضوء الأشعة فوق البنفسجية / المرئية عبر عينة وقياس الضوء المنقول. يمكننا تحديد خصائص امتصاص العينة عبر نطاق الأشعة فوق البنفسجية / المرئية من خلال مقارنة شدة الضوء الأولية بشدة الضوء المرسلة.
قانون بير لامبرت (A = εdc) ضروري للتحليل الكمي. تنص على أن الامتصاص يتناسب طرديا مع تركيز (ج) المادة الماصة وطول المسار (د) لشعاع الضوء عبر العينة. معامل الامتصاص المولي (ε) هو ثابت خاص بالمادة. يسمح هذا القانون بالتحديد الدقيق لتركيزات المواد التحليلية.
منحنى المعايرة هو أداة رسومية تستخدم للتأكد من تركيز مادة داخل العينة. فيما يلي نظرة عامة خطوة بخطوة على العملية:
لتحديد تركيز عينة غير معروفة:
تعد منحنيات المعايرة حيوية لتحويل قياسات الامتصاص إلى قيم تركيز دقيقة ، وبالتالي تسهيل التحليل الكمي الدقيق.
يمكن أن يوفر التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئيات أيضا رؤى حول الخصائص الإلكترونية للمواد ، مثل أشباه الموصلات. من خلال تحليل حافة الامتصاص في الطيف ، يمكن تقدير طاقة فجوة النطاق باستخدام تقنيات مثل مخطط Tauc. يساعد هذا التحليل في توصيف الطاقة المطلوبة لإثارة الإلكترونات داخل المادة.
هل تشعر بالفضول بشأن الأعمال الداخلية لمقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية؟ يوضح هذا الفيديو كيفية عمل هذه الأجهزة، ويعرض تقنية FastTrack من METTLER TOLEDO للحصول على نتائج سريعة ودقيقة وموثوقة.
قم بإذابة العينة في مذيب مناسب وضعها في وعاء شفاف خاص (كوفيت). أيضا ، قم بإعداد كوفيت مرجعي (يسمى فارغ) بمذيب نقي.
تضيء الآلة شعاعا من الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي من خلال كل من العينة والمرجع.
يعمل جزء من الماكينة (أحادي اللون) كمرشح ، حيث يختار لونا محددا (الطول الموجي) للضوء في كل مرة لتمريره عبر العينة. ثم يكرر هذا لجميع الأطوال الموجية في نطاق الأشعة فوق البنفسجية / المرئية.
يقيس الكاشف مقدار الضوء الذي يمر عبر العينة ومقدار المرور عبر المرجع عند كل طول موجي.
يقارن الجهاز كمية الضوء التي تمر عبر العينة بالكمية التي مرت عبر المرجع. يخبرنا هذا بمقدار الضوء الذي تمتصه العينة عند كل طول موجي.
تقوم الآلة بعد ذلك بإنشاء رسم بياني (طيف الأشعة فوق البنفسجية / المرئية) يوضح مقدار الضوء الذي تمتصه العينة عند كل طول موجي مختلف. هذا يساعد في تحديد المواد الموجودة في العينة وتحديدها
يتكون مقياس الطيف الضوئي النموذجي للأشعة فوق البنفسجية / Vis من عدة مكونات رئيسية:
الكاشف هو عنصر حاسم مسؤول عن تحويل الطاقة الضوئية التي مرت عبر العينة والمرجع إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس. تتناسب شدة الضوء المرسلة عكسيا مع امتصاص العينة عند طول موجي معين. يقيس الكاشف هذه الشدة لحساب قيم الامتصاص للطيف UV / Vis ، وتؤثر حساسيته ونطاق طوله الموجي على أداء مقياس الطيف الضوئي وقابليته للتطبيق.
تقيس هذه الأدوات نفاذية الضوء بطول موجي واحد في كل مرة. تفصل شبكة الحيود الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة له ، ويقيس كاشف واحد الضوء الذي يمر عبر العينة عند كل طول موجي محدد. تتكرر هذه العملية عبر النطاق المطلوب لبناء الطيف الكامل.
تضيء هذه الأدوات العينة مع الطيف الكامل لضوء الأشعة فوق البنفسجية / البصرية في وقت واحد. تمتص العينة أطوال موجية مختلفة في نفس الوقت ، ويتم حيرد الضوء المرسل بواسطة شبكة على مجموعة من أجهزة الكشف المتعددة (مثل الثنائيات الضوئية). يقيس كل كاشف في المصفوفة شدة نطاق ضيق محدد من الأطوال الموجية في وقت واحد. يسمح هذا التصميم بالحصول على طيف الأشعة فوق البنفسجية / المرئيات الكامل بشكل أسرع مقارنة بأدوات المسح.
الكوفيت هو مكون رئيسي لمقياس الطيف الضوئي ، حيث يحمل العينة السائلة في مسار الضوء. يجب أن تكون مصنوعة من مادة شفافة للأطوال الموجية المستخدمة ، مما يضمن قياسات دقيقة. يعد طول المسار ، أو ضوء المسافة التي ينتقل عبر العينة ، مهما أيضا ، حيث يبلغ طول مسار الكوفيتات القياسية عادة 10 مم ، على الرغم من أنه يمكن أن يتراوح من 1 مم إلى 50 مم حسب التطبيق.
هذه هي النوع الأكثر شيوعا وهي مناسبة لمعظم العينات. وعادة ما تكون أبعادها الخارجية 12.5 مم × 12.5 مم وارتفاعها 45 مم ، بأبعاد داخلية تبلغ 10 مم × 10 مم ، مما ينتج عنه طول مسار قياسي يبلغ 10 مم.
يبلغ طول مسار هذه الكوفيت أكثر من 10 مم وتستخدم عندما تكون العينة مخففة للغاية ، مما يتطلب طول مسار أطول لزيادة إشارة الامتصاص وتحسين الحساسية. كما أنها مفيدة عندما تتبخر العينة أو تخضع لتغيير كيميائي أثناء القياس ، حيث يسمح المسار الأطول بمزيد من التفاعل مع شعاع الضوء.
يتم استخدام الكوفيت بطول مسار أقل من 10 مم عندما يكون امتصاص العينة مرتفعا جدا ويكون التخفيف إما صعبا أو غير مرغوب فيه. يساعد طول المسار الأقصر في الحفاظ على الامتصاص ضمن نطاق الجهاز القابل للقياس (الخطي).
تم تصميم هذه الكوفيت خصيصا لتحليل أحجام عينات صغيرة جدا. على سبيل المثال ، تتميز بعض الكوفيتات الصغيرة بطول مسار بصري يبلغ 10 ملم وهي مصنوعة من زجاج الكوارتز المنصهر. إنها مناسبة للقياسات في النطاق فوق البنفسجي والمرئي ، وتغطي الأطوال الموجية بين 200 نانومتر - 2500 نانومتر ، ويمكنها التعامل مع أحجام العينات حوالي 700 ميكرولتر.
إنها مناسبة للقياسات في النطاق فوق البنفسجي والمرئي ، وتغطي الأطوال الموجية بين 170 نانومتر - 2700 نانومتر ، وتتطلب حجم عينة صغير يبلغ 440 ميكرولتر. هذه الخلايا موثوقة وقابلة لإعادة الاستخدام.
للحصول على قياسات دقيقة وموثوقة للأشعة فوق البنفسجية / البصريات ، لا سيما في مراقبة الجودة السريرية والصيدلانية والصناعية ، يجب أن يعمل مقياس الطيف الضوئي ضمن حدود الأداء المحددة. وبالتالي ، يعد التحقق المنتظم من الأداء أمرا ضروريا ، ويجب توثيق جميع نتائج المعايرة وتخزينها بدقة.
تتضمن المعايرة فحص وضبط دقة الجهاز في المجالات التالية. يتم إجراء هذه الفحوصات بانتظام ، ويتم إجراء التعديلات إذا كانت القراءات تقع خارج الحدود المقبولة ، مما يجعل من الضروري الاحتفاظ بسجلات لهذه المعايرة.
التأكد من صحة لون الضوء المحدد باستخدام المواد المرجعية القياسية.
التأكد من أن الجهاز يقيس بدقة كمية الضوء الممتصة أو المنقولة من خلال المحاليل القياسية.
التحقق من وجود أي ضوء غير مرغوب فيه قد يؤدي إلى أخطاء في القياس.
التحقق من قدرة الأداة على التمييز بين ألوان الضوء المتقاربة.
ضمان قراءة صفرية مستقرة ودقيقة.
اختبار الأداء | المواد المرجعية المعتمدة (CRM) | معلمة اختبار الصك | معايير القبول | |
يو إس بي 42 NF 37 | دكتوراه 10 يورو | |||
دقة الطول الموجي & التكرار | Ho (ClO4) 3: 4٪ Ho2O3 في 10٪ V / V HClO4 فارغ: هواء | 14 أطوال موجية (240 نانومتر - 650 نانومتر) Xe: 2 أطوال موجية (260.6 ، 528.6 نانومتر) | الأشعة فوق البنفسجية (200 - 400 نانومتر): ± 1 نانومتر Vis (400 - 780 نانومتر): ± 2 نانومتر (S.D.) < 0.5 نانومتر | الأشعة فوق البنفسجية (< 400 نانومتر): ± 1 نانومتر Vis (> 400 نانومتر): ± 3 نانومتر |
القياس الضوئي الدقة & التكرار ** | ك2كرم2س7 في 0.001 م حمض الهيدروكلوريك4 فارغة: 0.001 م HClO4 | 60 ملغم/لتر 0 أ - 2 أ ، 235 ، 257 ، 313 ، 350 نانومتر | للامتصاص ≤ 1A الدقة: ± 0.010A التكرار: ≤ 0.005 أمبير للامتصاص > 1A الدقة: ± 1٪ التكرار: ≤ 0.5 ٪ | الدقة: ± 0.010 أمبير أو ± 1٪ ، أيهما أكبر |
حمض النيكوتينيك في 0.1 م حمض الهيدروكلوريك فارغ: 0.1 م حمض الهيدروكلوريك | 12 ملغم/لتر 0.26 أمبير - 1.6 أمبير 213 ، 261 نانومتر | |||
الخطية الضوئية | ك2كرم2س7 في 0.001 م حمض الهيدروكلوريك4 فارغة: 0.001 م HClO4 | 6 – 200 ملغم/لتر, حتى 3.0 أ, 235 ، 257 ، 313 ، 350 نانومتر | تفي جميع المرشحات المقاسة بمعايير قبول الدقة الضوئية | 2> 0.999 ريال |
حمض النيكوتينيك في 0.1 م حمض الهيدروكلوريك فارغ: 0.1 م حمض الهيدروكلوريك | 6 - 60 مجم / لتر ، حتى 2.5 أمبير 213 ، 261 نانومتر | |||
ضوء شارد وفقا للإجراء أ (SFRM) | 1.2 ٪ ث / ف KCl / H2O; طول المسار 10 مم فارغة: 1.2٪ وزن / حجم KCl / H2O ، طول مسار 5 مم | بحد أقصى عند 198 نانومتر | ≥ 0.7 أمبير | (NA) |
الضوء الشارد وفقا للإجراء B (SWM) | 1.2 ٪ ث / ف KCl / H2O; طول المسار 10 مم فارغة: H2O ، طول المسار 10 مم | بحد أقصى عند 198 نانومتر | ≥ 2.0 أمبير | ≥ 2.0 أمبير |
دقة | 0.02٪ فولت / فولت تولوين في N-hexane فارغة: ن-هكسان / ن-هيبتان (دكتوراه 10 يورو) | أ كحد أقصى ، 269 / أمبيركحد أدنى ، 267 | >1.3 | يتم ذكر المستويات في الدراسة المعنية |
** لا توجد مواصفات للتكرار الضوئي (الدقة) في درجة الدكتوراه. SD - الانحراف المعياري | ||||
يضمن سلامة المستهلك من خلال تقييم جودة الطعام وتكوينه ، مع التركيز على سمات مثل اللون والنكهة والرائحة. كما يستخدم تقنيات تحليلية لتحديد الملوثات والمواد الزانية.
يعد التحليل الدقيق أمرا حيويا للتحقق من نقاء الأدوية وتركيزها وهويتها. تعد مراقبة استقرار الأدوية أمرا ضروريا أيضا لضمان فعاليتها بمرور الوقت في ظل ظروف بيئية مختلفة.
يقيم سلامة المنتج وفعاليته من خلال تحليل الثبات الضوئي لمرشحات الأشعة فوق البنفسجية وتوصيف الجسيمات وقياس مؤشرات الألوان. كما أنه يكتشف الغش ويحدد الأصباغ ومضادات الأكسدة لتلبية توقعات المستهلكين.
يميز النفط الخام ، ويحسب كسور الأسفلتين ، ويصوغ مؤشرات المحتوى العطري ، ويحدد محتوى الكبريت ، ويحسب عوامل الذوبان.
يحدد الخواص الكيميائية ، ويقيم جودة المنتج النهائي ، ويدرس تكوين البوليمر ، ويؤهل الماء ، ويحدد النقاء وكفاءة الصباغة ، ويحلل التحلل الضوئي وبقايا المبيدات.
يحدد تركيز ونقاء الأحماض النووية والبروتينات ، ويراقب مزارع الخلايا الميكروبية ، ويدرس تمسخ البروتين وحركية البروتين ، ويحلل العينات البيولوجية مثل بلازما الدم والمصل.
يستخدم التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية في عدد لا يحصى من التطبيقات التي تمتد عبر صناعات متنوعة ، من المستحضرات الصيدلانية إلى المراقبة البيئية.
توفر مجموعة دعم السوق من METTLER TOLEDO مكتبة من تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية/Vis القابلة للتنزيل. تتضمن هذه التطبيقات التي أثبتت جدواها واختبارها ملاحظات وطرق يمكن استيرادها مباشرة إلى أدواتك.
سواء كنت تعمل في مجال البحث والتطوير أو مراقبة الجودة أو التصنيع ، فإن صفحة الويب الخاصة بنا هي المورد المفضل لجميع احتياجات قياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية. تصفح مجموعتنا اليوم واكتشف أحدث المعايير والبروتوكولات لضمان أعلى مستوى من الدقة والدقة في قياساتك.
تسهل مقاييس الطيف الضوئي ذات الحجم الصغير تحليل أحجام العينات الصغيرة للغاية ، والتي تصل إلى 1 ميكرولتر ، وهو أمر ضروري في مجالات مثل التحليل الجزيئي الحيوي. تستخدم هذه الأدوات تقنية الألياف الضوئية لتوجيه الضوء من خلال قطرة عينة صغيرة موضوعة على قاعدة التمثال. يتيح طول المسار القصير قياسات دقيقة للعينات المركزة دون الحاجة إلى التخفيف.
على وجه التحديد ، يقيس القياس الطيفي الضوئي الصغير نقاء الحمض النووي وتركيزه بدقة من خلال تقييم الامتصاص عند 260 نانومتر وحساب نسبة A260 / A280 ، مما يشير إلى تلوث البروتين. كما أنه يدعم القياس الكمي للبروتين عن طريق الامتصاص عند 280 نانومتر ، مما يتيح مراقبة الجودة الموثوقة في سير عمل البيولوجيا الجزيئية مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل والتسلسل.
مزايا | مساوئ |
سهل التشغيل والتجارب سريعة. | معلومات هيكلية مفصلة محدودة. |
تكلفة منخفضة نسبيا للأجهزة والتحليل. | يمكن أن تفتقر إلى الخصوصية في الخلائط المعقدة بسبب النطاقات المتداخلة. |
ينطبق على مجموعة واسعة من التحليلات والمجالات. | قد تكون الحساسية غير كافية لبعض التحليلات. |
مفيد للتحليل الكمي مع منحنيات المعايرة. | عرضة لتأثيرات المصفوفة. |
يمكن أن توفر بعض المعلومات النوعية (λmax) | يمكن أن تحدث انحرافات عن قانون بير لامبرت. |
غالبا ما تكون غير مدمرة للعينة. | يوفر معلومات محدودة عن البيئة الجزيئية. |
حساسية جيدة لامتصاص التحليلات بقوة. | لا تمتص جميع المواد بقوة في منطقة الأشعة فوق البنفسجية / المرئية. |
يسمح بتكامل العملية على سبيل المثال ، في التحليل متعدد المعلمات. | يعمل فقط مع العينات الشفافة غير العكرة. |
تكلفة منخفضة لكل عينة / تحليل | |
بصمة صغيرة |
يتطلب تحقيق دقة ودقة جيدة في قياسات الأشعة فوق البنفسجية / المرئيات اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب الأخطاء. فيما يلي بعض مصادر الخطأ النموذجية التي يجب مراعاتها:
قم بتحسين قياسات القياس الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية من خلال تحديد المشكلات المحتملة. قم بإجراء فحص سريع لمخاطر الأشعة فوق البنفسجية / Vis لتقييم ممارساتك الحالية وتلقي توصيات مخصصة للتحسين.
حقق نتائج أكثر موثوقية باستخدام GUVP™ عن طريق تقليل الأخطاء المحتملة. تعرف على كيفية ذلك في كتيب "النتائج الجديرة بالثقة للتحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / فوق البنفسجية".
Type of Spectroscopy | Type of Radiation | Interactions | Wavelength |
ϒ-ray spectroscopy | Y-rays | Atomic nuclei | < 0.1 nm |
X-ray fluorescence spectroscopy | X-rays | Inner shell electrons | 0.01 – 2.0 nm |
Vacuum UV spectroscopy | Ultraviolet (UV) | Ionization | 2.0 – 200 nm |
UV/Vis spectroscopy | UV/Vis | Valance electrons | 200 – 800 nm |
Infrared & Raman spectroscopy | Infrared | Molecular vibrations | 0.8 – 300 mm |
Microwave spectroscopy | Microwaves | Molecular rotations | 1 mm – 30 cm |
Electron spin resonance spectroscopy | Electron spin | ||
Nuclear magnetic resonance spectroscopy | Radio waves | Nuclear spin | 0.6 – 10 |
The different spectroscopic techniques are mainly differentiated by the radiation they use, the interaction between the energy and the material, and the type of material and applications they are used for. The spectroscopic techniques commonly used for chemical analysis are atomic spectroscopy, ultraviolet and visible spectroscopy (UV Vis spectroscopy), infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and nuclear magnetic resonance.
لقراءة طيف الأشعة فوق البنفسجية / المرئية ، يمكنك تحليل مخطط الامتصاص (أو النفاذية في بعض الأحيان) مقابل الطول الموجي. تشمل النقاط الرئيسية التي يجب التركيز عليها ما يلي:
من خلال تفسير هذه الميزات ، يمكنك تحديد المركبات وتحديد التركيز ودراسة الخصائص الجزيئية.
يغطي التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / Vis عادة نطاق الطول الموجي من 190 نانومتر إلى 780 نانومتر.
وبشكل أكثر تحديدا:
تمتد مقاييس الطيف الضوئي UV/VIS Excellence من METTLER TOLEDO إلى منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة، لتصل إلى 1100 نانومتر.
يعد التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / Vis مهما لأنه يتيح التحليل النوعي والكمي للمواد عن طريق قياس امتصاصها للأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي.
تساعد هذه الطريقة في تحديد تركيز التحليلات ، ودراسة الحركية الكيميائية ، وتقييم النقاء ، وإجراء قياسات موضوعية للألوان ، وتحليل الهياكل الجزيئية. تغطي تطبيقاته مجموعة واسعة من المجالات ، بما في ذلك الكيمياء وعلم الأحياء والعلوم البيئية وعلوم المواد ، مما يجعلها أداة متعددة الاستخدامات وأساسية للتحليل.
يقيس التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية الضوء الذي تمتصه العينة لتحديد تركيزها وتحديد المركبات. تتضمن هذه العملية إزالة الضوء.
في المقابل ، يقيس التحليل الطيفي الفلوري الضوء المنبعث من العينة بعد امتصاصها للضوء ، عادة بطول موجي أطول. تركز هذه التقنية على إعادة انبعاث الضوء ، مما يوفر حساسية أعلى بكثير لجزيئات فلورسنت معينة.
لتحضير عينة للتحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية ، ستحتاج إلى التعامل مع الكوفيت والحلول بعناية:
لتحديد تركيز محلول غير معروف باستخدام التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / البصرية ، اتبع الخطوات التالية:
تعتمد هذه الطريقة على قانون بير لامبرت ، الذي ينص على أن الامتصاص A = εbc ، حيث ε هو الامتصاصية المولية ، و b هو طول المسار ، و c هو التركيز.
ينتج عن امتصاص الأشعة فوق البنفسجية انتقالات إلكترونية من مستويات طاقة منخفضة إلى مستويات طاقة أعلى. يقتصر امتصاص الأشعة فوق البنفسجية في الجزيئات العضوية على مجموعات وظيفية معينة (الكروموفورات) التي تحتوي على إلكترونات تكافؤ ذات طاقة إثارة منخفضة. التحولات / التفاعلات الجزيئية التي تحدث بسبب امتصاص الأشعة فوق البنفسجية هي:
تحتاج هذه التحولات إلى مجموعة غير مشبعة في الجزيء لتوفير الإلكترونات π.
تتطلب انتقالات σ (الترابط) إلى σ * (المضادة للترابط) طاقة أعلى وبالتالي لا يمكن اكتشافها باستخدام التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية.
ضع في اعتبارك مجموعة وظيفية تحتوي على ذرات بها زوج واحد أو أكثر من الإلكترونات التي لا تمتص الأشعة فوق البنفسجية / المرئية. ومع ذلك ، عندما ترتبط هذه المجموعة الوظيفية بالكروموفور ، فإنها تغير شدة الامتصاص وطوله الموجي. تسمى هذه الظاهرة auxochrome أو مجموعة معززة للألوان.
يؤدي وجود أكسوكروم إلى تحول موضع الذروة أو الإشارة إلى طول موجي أطول ، وهو ما يسمى الانزياح الأحمر. المجموعات الوظيفية التي تساهم في مجموعات الروب الحلقي هي بدائل مثل الميثيل والهيدروكسيل والألكوكسي والهالوجين والمجموعات الأمينية.
يسمى auxochrome الذي يتسبب في تحول موضع الذروة أو الإشارة إلى الطول الموجي الأقصر بالتحول المغناطيسي أو الأزرق. في الواقع ، يتصرف الجمع بين الكروموفور والأوكسوكروم مثل كروموفور جديد له حد أقصى لامتصاص مختلف (λكحد أقصى). على سبيل المثال ، يظهر البنزين λكحد أقصى عند 256 نانومتر ، بينما يظهر الأنيلين λكحد أقصى عند 280 نانومتر. ومن ثم ، فإن مجموعة NH2 تعمل كأكسوكروم وتتسبب في تحول λmax إلى قيمة أكبر.
| Instrumen | Spectral resolution | Equivalent SBW (nm) |
| UV5 | > 1.5 | < 2.0 |
| UV5Bio | > 1.5 | < 2.0 |
| UV5Nano | > 1.7 | < 1.5 |
| UV7 | > 1.9 | ≤ 1.0 |
The table shows the resolution of METTLER TOLEDO's UV/VIS Excellence spectrophotometers, which is measured using toluene in hexane, and the equivalent SBW.
The spectral bandwidth (SBW) of a spectrophotometer is related to the physical slit-width and optical dispersion of the monochromator system. Resolution is the ability of an instrument to separate light into finite, distinct wavelength regions and to distinguish each finite region. Spectral bandwidth is typically used for scanning instruments, whereas resolution is typically used for array instruments.
For most pharmacopeia quantitative purposes, a spectral bandwidth of less than 2 nm is sufficient and the acceptance criteria for the ratio is 1.3. Spectral resolution can be used for comparison with spectral bandwidth.
| Light Source | Wavelength Range (nm) | Region | Lifetime |
| Tungsten filament lamp | 350 – 2500 | Vis + IR | 3,000 hr |
| Deuterium arc lamp | 190 – 400 | UV | 1,000 hr |
| Hydrogen lamp | 190 – 400 | UV | 1,000 hr |
| Xenon flash lamp | 190 – 1100 | UV + Vis + NIR | 5,500 hr* |
* Corresponds to 50 Hz flashes at constant operation
The best light source would be one that provides good intensity with low noise across all ultraviolet and visible wavelengths and offers stability over a long period. There is a range of light sources which are commonly employed as mentioned above.
تعتبر حواجز شبكية الحيود بشكل عام أفضل من المناشير لتقسيم الأطوال الموجية المختلفة للأسباب التالية:
دقة طيفية أعلى: يمكن أن توفر الشبكات دقة طيفية أعلى بكثير نظرا لقدرتها على إنتاج أوامر حيود حادة متعددة ، مما يسمح بفصل أدق للأطوال الموجية المتقاربة.
التشتت الخطي: يرتبط الفصل الزاوي بين الأطوال الموجية في الشبكة بشكل خطي بالطول الموجي ، مما يسهل تحليل الأطياف ومعايرتها مقارنة بالتشتت غير الخطي للمنشورات.
لا توجد قيود على تشتت المواد: تعتمد المنشورات على تشتت المواد (اختلاف معامل الانكسار مع الطول الموجي) ، والذي يمكن أن يحد من الأداء ، خاصة في نطاقات أطوال موجية معينة. تستخدم الشبكات تأثيرات التداخل ، والتي لا تقتصر على خصائص المواد.
نطاق الطول الموجي الواسع: يمكن أن تعمل الشبكات بكفاءة على نطاق أوسع من الأطوال الموجية ، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، في حين أن المنشورات لها قيود على الامتصاص والتشتت.
بشكل عام ، توفر حواجز شبكية للحيود فصلا أكثر دقة وتنوعا للطول الموجي من المنشورات ، وهذا هو سبب استخدامها بشكل شائع في مقاييس الطيف والأدوات البصرية.
يمكن تحليل الجزيئات باستخدام التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية إذا كانت تمتلك أي مجموعة وظيفية أو اقتران ، أو إذا كانت تنتج مركبا لونيا. نظرا لأن المركبات غير العضوية لا تحتوي على أي مجموعة وظيفية أو اقتران ، فإن الطريقة الشائعة لتحليلها هي التفاعل مع مركب مناسب. ينتج عن هذا مركب لوني يمكن قياس امتصاصه ضوئيا في المنطقة المرئية وربطه بتركيزه الفعلي. على سبيل المثال ، يتم تحليل الحديد بشكل شائع عن طريق تفاعل مع 1 ، 10-phenthroline لإنتاج مركب اللون الأحمر. يتم قياس امتصاص المركب عند 570 نانومتر لتقدير تركيز الحديد.
يتبع الاختلاف الرئيسي بين مقياس الطيف الضوئي الفردي والشعاع المزدوج.
يتم تحقيق تقسيم الشعاع في مقياس الطيف الضوئي مزدوج الحزمة بطريقتين:
يتم إجراء تحليل العينة الصلبة بشكل أساسي عن طريق تقدير امتصاصها ونفاذيتها وانعكاسها. تشمل المعلمات الشائعة المحددة للبوليمرات الصلبة النسبة المئوية للنفاذية والطول الموجي المقطوع ومؤشر الاصفرار. يتم تركيب العينة على حامل مصمم خصيصا للعينات الصلبة ويتم أخذ القراءات بنفس الطريقة التي تؤخذ بها للعينات السائلة. يتيح حامل العينة الصلب قياس العينات الصلبة مثل الأفلام أو الزجاج.
تؤثر درجة الحرارة على قيم الامتصاص. تخضع المذيبات المختلفة لتفاعلات مختلفة في درجات حرارة مختلفة. معلمات الحل التي تتغير بسبب التغيرات في درجات الحرارة هي:
لا تتأثر معلمات الأداء البصري مثل الضوضاء الضوئية ودقة الطول الموجي / قابلية التكرار والتكرار الضوئي والضوء الشارد بدرجة الحرارة في نطاق 10-40 درجة مئوية.
في حين أن المعلمات البصرية مثل الدقة الضوئية (نسبة التولوين / الهكسان) والأطوال الموجية للدقة الضوئية (K2Cr2O7 في HClO4) تظهر اعتمادا على درجة الحرارة تتراوح من 0.014 إلى -0.034 / وحدة في حدود 10 - 40 درجة مئوية.
يعرف الضوء الشارد بأنه الضوء الذي يصل إلى الكاشف الذي ليس من مصدر ضوء الجهاز ولا يتبع المسار البصري ، مما يتسبب في انحراف في الطول الموجي المقابل. لذلك ، فإن شدة الضوء التي يقيسها الكاشف أعلى مما ينبغي أن تكون عليه في الواقع. على العكس من ذلك ، هذا يعني أيضا أن الامتصاص المقاس أقل من الامتصاص الحقيقي لأنه يتم تقليله بمساهمة الضوء الشارد. يكون هذا التأثير أكثر بروزا عند قيم الامتصاص الأعلى (تركيزات العينة العالية).
قم بتنزيل المستند التقني لمعرفة المزيد حول أصل الضوء الشارد وقياسه بدقة:
حجرة العينة في مقاييس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية / المرئية مفتوحة نظرا لحقيقة أن أدوات المصفوفة تستخدم البصريات العكسية والكشف المتزامن عن جميع الأطوال الموجية للطيف.
Anika Adams is Senior Product Manager for UV/Vis Spectrophotometers at METTLER TOLEDO, where she focuses on driving innovation and optimizing customer workflows. With a degree in business administration and experience spanning software development, mechanical engineering, and production, Anika brings a multidisciplinary perspective to the laboratory business. Her expertise lies in automating and enhancing customer processes, ensuring both product excellence and customer satisfaction.
