دستگاه اسپکتروفتومتر چیست ؟
اسپکتروفتومتر ابزاری است که میزان نور جذب شده توسط یک نمونه را اندازه گیری می کند. این دستگاه میزان نور جذب شده توسط محلول نمونه را به عنوان تابعی از طول موج اندازه گیری می کند. این روش اندازه گیری مقدار نور جذب شده از طریق محلول نمونه به عنوان اسپکتروفتومتری شناخته می شود . موارد استفاده از اسپکتروفتومتر شامل تجزیه و تحلیل کمی ترکیبات مختلف شناخته شده در یک مخلوط است. این ابزار در زمینه های مختلفی مانند شیمی، بیوشیمی، مهندسی شیمی و غیره استفاده می شود و توسط دانشمندان نیز برای اهداف مختلف استفاده می شود. اسپکتروفتومتر توسط آرنولد جی بکمن در سال ۱۹۴۰ اختراع شد.
کاربرد های دستگاه اسپکتروفتومتر
برخی از کاربردهای عمده اسپکتروفتومتر ها عبارتند از:
- تشخیص غلظت مواد
- تشخیص ناخالصی ها
- بررسی محتوای اکسیژن محلول در آب شیرین و اکوسیستم های دریایی .
- در بررسی کیفیت آب استفاده می شود .
- خون توسط اسپکتروفتومتر آنالیز می شود .
- در تشخیص بیماری ها استفاده می شود.
- در تشخیص ناخالصی های موجود در ترکیبات آلی استفاده می شود .
- خصوصیات پروتئین ها
- تشخیص گروه های عملکردی
- تجزیه و تحلیل گازهای تنفسی در بیمارستان ها
- تعیین وزن مولکولی ترکیبات
- ما می توانیم رشد میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها را با اسپکتروفتومتر اندازه گیری کنیم .
- اسپکتروفتومتر UV در صنعت داروسازی برای تعیین ترکیب داروها استفاده می شود .
انواع مختلف اسپکتروفتومتر چیست؟
- اسپکتروفتومتر نور مرئی : این نوع اسپکتروفتومتر از نور مرئی لامپ تنگستن استفاده می کند. معمولاً برای کارهای معمول آزمایشگاهی، اسپکتروفتومتر قابل حمل و رومیزی استفاده می شود.
- اسپکتروفتومتر UV/Visible : یک اسپکتروفتومتر نور مرئی با کمک لامپ دوم به واحد مرئی UV تبدیل می شود و می تواند تا طول موج ۱۱۰۰ نانومتر را اندازه گیری کند.
- اسپکتروفتومتر مادون قرمز : عملکرد آن مانند اسپکتروفتومتر UV است، اما تفاوت آن در این است که پاسخ نمونه را هنگام قرار گرفتن در معرض نور مادون قرمز اندازه گیری می کند. اسپکتروفتومتر مادون قرمز برای نظارت بر مواد جامد با جذب بالا مفید است. همچنین اطلاعات ضروری مانند چربی، پروتئین، فیبر و محتوای نشاسته را ارائه می دهد.
- اسپکتروفتومتر جذب اتمی : آب نمونه را تبخیر می کند و باعث تجزیه آن به یون می شود. تفکیک منجر به تغییراتی در شدت نور می شود که توسط آشکارساز مشاهده می شود. از این رو، در یافتن غلظت نمونه کمک کنید. تجزیه و تحلیل دقیق اسپکتروفتومتر جذب اتمی در سم شناسی، آزمایش های محیطی و آزمایشگاه های کنترل کیفیت مفید است.
- اسپکتروفتومتر/آنالایزر جیوه : فورا مقدار کمی از جیوه را در آب اندازه گیری می کند.
- فلوئورومتر : فلورسانس رها شده را هنگامی که جسم مورد مطالعه در معرض یک طول موج نور قرار می گیرد اندازه گیری می کند.
قسمت های مختلف دستگاه اسپکتروفتومتر
- منبع نورانی(لامپ) : شامل یک نور تنگستن برای فراهم کردن دسته نور می باشد. در اسپکتروفتومتر معمولاً از سه منبع مختلف نور برای تولید نور با طول موج های مختلف استفاده می شود. رایج ترین منبع نور مورد استفاده در اسپکتروفتومتر برای طیف مرئی، لامپ تنگستن است. برای تشعشعات فرابنفش، منابع رایج مورد استفاده لامپ هیدروژن و لامپ دوتریوم هستند.
- منشور یا مونوکروماتور (Monochromator) : شامل فیلتر های مختلف، شکاف ها و آینه ها برای تجزیه نور سفید و ایجاد نور تک رنگ با طول موج مورد نظر می باشد.
- اتاقک نمونه: که کووت یا سل حاوی محلول در آن قرار می گیرد . کووت (Cuvette)محتوی محلول مورد بررسی در این ناحیه قرار می گیرد.
- شناساگر (دتکتور): قسمتی از دستگاه است که انرژی نورانی را به الکتریکی (فوتون به الکترون) تبدیل می کند.
- آشکارساز یا ثبت کننده (گالوانومتر): برای نشان دادن جذب به صورت دیجیتال یا توسط عقربه بکار می رود.
نحوه عملکرد دستگاه اسپکتروفتومتر
اساس کار دستگاه به این صورت است که نور حاصل از لامپ توسط مونوکروماتور به تک طول موج تبدیل شده و سپس به کووت حاوی نمونه ذرات حل شونده برخورد می کند. مقداری از پرتو های نوری جذب نمونه شده و مقداری دیگر از آن عبور می کنند. نور عبور یافته سپس به بخشی از دستگاه بنام شناساگر می رسد که در واقع این بخش دارای سلول های فوتوالکتریک بوده و مانند یک مبدل عمل می کند و پرتو های نوری را به جریان الکتریکی تبدیل می نماید. سپس جریان الکتریکی به بخش آشکارساز دستگاه رسیده و توسط آن مشخص می گردد. آشکار ساز توسط عقربه یا اعداد دیجیتال به ما نشان می دهد که میزان جذب یا عبور نور چقدر است. بدین ترتیب نور عبور یافته یا جذب شده توسط محلول را می توان تعیین کرد.
در اسپکتروفتومتر های پرتو دوتایی، تقسیم‌کننده های پرتویی وجود دارند که نور تک رنگ را به دو پرتو تقسیم می کنند که یکی برای محلول استاندارد و دیگری برای محلول آزمایشی است. در این مورد می توان میزان جذب استاندارد و محلول تست را به طور همزمان اندازه گیری کرد.
