Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Lựa chọn máy quang phổ UV-VIS

BioMedia

Máy đo quang phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS, đo cường độ ánh sáng được hấp thụ (hoặc phản chiếu), hoặc truyền qua, một chất có bước sóng đặc hiệu từ 190 đến 900 nm – từ phổ ánh sáng cực tím đến phổ ánh sáng nhìn thấy. Cấu trúc máy UV-VIS rất đơn giản, bao gồm một nguồn sáng, một đường để phân tách ánh sáng ra khỏi phổ của nó (giống như một lăng kính), và một đường để phát hiện ánh sáng sau khi nó đi qua (hoặc phản xạ trở lại) mẫu đo.

Đối với hầu hết các phòng thí nghiệm, máy đo UV-VIS là một chiếc máy thông dụng, bạn sử dụng nó liên tục để đo các chất trong phòng thí nghiệm.

uv-vis

Ứng dụng của máy đo quang phổ UV-VIS

Máy UV-VIS được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp cho một sự phân loại ứng dụng, với sự đảm bảo và điều chỉnh chất lượng, chịu trách nhiệm cho phân khúc thị trường lớn nhất. “Chủ yếu bạn sẽ phải làm định lượng, ứng dụng sinh học, phân tích màu, phân tích độ dày của phim, phân tích sự tạo lớp vỏ…,” theo Mark Talbott của Shimadzu Scientific Instruments . Ví dụ như, ứng dụng công nghiệp quang điện cho các tấm pin mặt trời, cũng như trong công nghiệp bán dẫn, cho việc phân tích tấm silicon mỏng và bất cứ loại sản xuất thấu kính nào.

Khoảng 70% những gì mọi người làm với chiếc máy này là nhìn vào các chất lỏng, theo Tabott. Hầu hết việc này là đo độ hấp thụ ánh sáng (cũng được biết đến như là mật độ quang học), và – bởi vì lượng ánh sáng chặn bởi một chất tỉ lệ nghịch với lượng nó cho phép đi qua – nên đo cả độ truyền sáng nữa.

“Sau đó bạn chuyển sang một ứng dụng hoàn toàn khác, không hề nổi tiếng trừ khi bạn trong ngành công nghiệp, đó là khả năng phân tích các bề mặt phản xạ, cho phép đánh giá một cách chính xác màu sắc, độ dày của lớp vỏ, và các thông số khác,” ông nói. Những sự phản xạ hoàn toàn giống như từ 1 tấm gương là tương đối dễ dàng để thu thập trực tiếp và đo đạc bằng việc sử dụng một phụ kiện đơn giản. Tán xạ, như là đi khỏi vải vóc, ngược lại, cần được tập hợp lại từ tất cả các hướng với những thiết bị chuyên dụng hơn như là các khối cầu đồng nhất

Phân tích nồng độ và chất lượng của DNA, RNA và protein đã chuyển sang những máy đo quang phổ nhỏ, tùy biến hơn mà có thể đo nhanh được những nồng độ cao của những thể tích cực nhỏ, mà không cần đến cuvette (trường hợp của Picodrop, mẫu có thể được đo trong khi còn nằm trong một đầu micropipet, cho phép lấy lại đầy đủ mẫu), và không cần thiết phải tạo ra một đường đồ thị kích thước. Những đo đạc như thế có thể được thực hiện bằng một máy UV-VIS chuẩn với một tế bào quang điện có pathlength ngắn, nhưng “không quá dễ và nhanh chóng như vậy”, Tabott nói.

Trang bị dụng cụ

Bain chia máy UV-VIS ra thành bộ đơn sắc chuẩn (xuôi) và hệ thống máy quang phổ (ngược). “Cách sắp đặt quang học của hai thứ này sẽ khác nhau nhưng chúng đều đạt đến cùng một mục đích”, ông nói. Cái đầu tiên, ánh sáng nguồn di chuyển qua một bộ đơn sắc, cho phép nó bị phân tách ra thành phổ của nó. Một phần hẹp của phổ này – chọn lọc bằng việc xoay con cách ở trong bộ đơn sắc – sau đó được truyền đến mẫu. Ánh sáng không được hấp thụ được truyền tới một máy dò, đếm số photon đập vào nó.

Trong một quang hệ ngược, ánh sáng “trắng” toàn thể đập vào mẫu. Ánh sáng không được hấp thụ thì sẽ được truyền qua một khe hở đến nơi khuếch tán, từ nơi cầu vồng được định hướng đến một mảng pixel 1 chiều. “Bởi vì không có gì chuyển động, bạn có thể kiểm tra kích thước của nó”, Bain giải thích, “và tính toán số pixel nào tương ứng với bước sóng nào”.

Các máy UV-VIS điển hình sẽ sử dụng có thể là một bóng đèn tungsten để tạo ra một ánh sáng nhìn thấy kết hợp với một bóng đèn deuterium cho UV, hoặc một bóng đèn flash xenon để bao phủ cả 2 quang phổ. Bóng đèn Tungsten và Dcần thời gian để làm ấm, và có thời gian sống tương đối ngắn, yêu cầu thay thế một hoặc hai lần mỗi năm (việc này có thể được làm bởi người sử dụng). Bóng đèn xenon, ngược lại , là loại dùng được ngay và dùng được qua nhiều năm, nhưng thiết bị này cần được chuyển lại cho nhà máy để chỉnh lại cho chuẩn khi chúng được thay thế.

Một dụng cụ tia đơn hay đôi sử dụng một con đường thứ hai cho ánh sáng di chuyển – đi qua mẫu – cho phép dụng cụ theo dõi và sửa chữa một thay đổi cường độ ánh sáng đèn qua thời gian. Trong một thiết lập tia đôi, một chiếc cuvette với ma trận mẫu sẽ được thay thế. Thay đổi về độ hấp thụ của ma trận này cũng có thể được theo dõi và sửa chữa.

Bởi vì cường độ đèn xenon thay đổi theo tia, nhất thiếtcần phải dùng nó với một tia sáng tham chiếu để thu được sự ổn định và kiểm soát tốt ánh sáng bị phân tán, Bain nói.

Hầu hết các dụng cụ này sử dụng một ống photomultiplier (PMT) hoặc một máy dò mảng photodiode. PMT thương đắt hơn nhưng nhạy cảm hơn rất nhiều với những mức cực thấp, những gì sẽ được phát hiện khi làm với những mẫu có độ hấp thụ cao. PDA thì ngược lại, sẽ bắt cả một quang phổ một lúc, và có thể mở rộng tầm xa của dụng cụ đến 1100 nm. Các máy dò khác, ví dụ như indium gallium arsenide và chì sulfide, thỉnh thoảng cũng được dùng bởi máy UV-VIS để phát hiện thêm về NIR.

Không thể tốt hơn, các máy dò này còn có thể lưu giữ được toàn bộ quang phổ (hoặc những phần được chọn) bằng cách cho phép máy đơn sắc quét từng bước, ghi lại cường độ sản phẩm của mỗi bước sóng.

Cân nhắc khi mua

Thiết bị kiểu tia đôi hay tia đơn

Một dụng cụ nghiên cứu có đầu cao (high-end) có khả năng sẽ là một tia đôi, với hai bộ đơn sắc (trong đó cái thứ hai giúp để giảm tiếp ánh sáng thất thoát); có một hoặc nhiều PMT; rộng hơn một met (khoảng cách dài giữa các thành phần quang học cũng giúp kiểm soát ánh sáng thất thoát); và chi phí nhiều hơn 30,000 dollars. Nó có thể có khả năng đo được lên đến 8 hoặc 10 AU (đơn vịa độ hấp thụ – có nghĩa là 1/108 đến 1/1010 của lượng ánh sáng đi qua). Nhưng “không có nhiều người hoặc các ứng dụng đòi hỏi một hiệu suất cao như vậy,” Bain nói.

Ở đầu bên kia, một dụng cụ dành cho người nhập môn, loại  không quét và đơn sắc, có thể có một dấu chân nhỏ và chi phí dưới 3000 dollar, Bain lưu ý. Nhưng ông cảnh báo rằng các công cụ ở đầu rất thấp có thể không có phạm vi trắc quang đủ lớn để đo chính xác hơn khoảng 1.5 AU, và điều đó là không thích hợp cho một phòng thí nghiệm phân tích điển hình. Phạm vi trắc quang có thể được liệt kê trong thông số kỹ thuật của thiết bị là “tuyến tính trắc quang”, “dải hấp thụ,” hoặc tương tự.

Băng thông quang phổ

Băng thông quang phổ là một biện pháp đo xem bước sóng đã chọn đang được đo hẹp như thế nào. Ví dụ, thiết lập một bộ đơn sắc với mộtkhe băng thông 2 nm đến 450 nm sẽ cho phép ánh sáng có bước sóng từ 449 đến 451 nm qua. Một băng thông hẹp hơn cho phép đỉnh gần hoặc chồng lên nhau để có thể xử lí tốt hơn. Bù lại, sẽ có ít năng lượng hơn lọt qua được khe nhỏ hơn, do đó làm giảm tỷ lệ tín hiệu so với tiếng ồn và tăng hiệu quả của tiếng ồn, Derek Hodgemanchỉ ra, Quản lý sản xuất tại Buck Scientific. Dụng cụ có đầu cao hơn có thể bù đắp bằng cách sử dụng các nguồn ánh sáng năng lượng cao hơn và thiết bị dò nhạy cảm hơn. Một số nhà sản xuất cung cấp khe hoán đổi cho nhau, hoặc một bánh xe với nhiều kích cỡ khe.

Thiết bị cố định cuvette

Một máy UV-VIS điển hình sẽ đi với một thiết bị cố định cuvette đơn. Một máy chuyển cuvette tự động, tiêu chuẩn trên Thermo Fisher GENESYS ™ 10S, thường là có sẵn như là một sự lựa chọn. Tương tự như vậy, sản lượng có thể được tăng lên với một phụ kiện sipper cho phép người dùng dành ít thời gian hơn trong việc làm đầy và rửa cuvette.

Giao diện người dùng

Giao diện người dùng cũng là một yếu tố nữa. Hầu hết các máy này đi kèm với một chuột cảm ứng, với phần mềm để chạy các công cụ được xây dựng trong đó. Các thao tác tinh vi hơn và các ứng dụng thông thường có thể được chạy từ một PC. “Một số nhà cung cấp bao gồm phần mềm với các dụng cụ, và một số bán nó như là một sự lựa chọn,” Bain cảnh báo. “Mức độ của sự tinh tế của những gì bạn có thể làm trên một sự điều khiển địa phương cũng thay đổi.”

Các ứng dụng và các phụ kiện

Tất nhiên, có những ứng dụng khác nhau mà một máy UV-VIS sẽ được sử dụng, và một loạt các phụ kiện có sẵn để phục vụ cho chúng, tùy thuộc vào các dụng cụ. Chúng bao gồm máy khuấy, máy sưởi, và máy làm mát, cũng như các công cụ đo lường cụ thể như phụ kiệngương phản xạ khác nhau đối với các mức độ khác nhau của ánh sáng tới.

Vì vậy, hãy suy xét kĩ về những gì bạn sẽ cần từ một máy quang phổ UV-VIS, cả bây giờ và trong tương lai gần:

  • Những gì bạn sẽ đo, và những gì bạn sẽ cần để đo được nó?
  • Bạn cần chính xác và chuẩn xác đến mức độ nào và trong khoảng phạm vi bước sóng và độ hấp thụ bao nhiêu?
  • Bạn sẽ được xử lý chỉ là một số ít hay nhiều mẫu tại một lần?
  • Bao nhiêu không gian ghế băng bạn có sẵn sàng để dành ra?
  • Ngân sách của bạn thế nào?

Sau đó, bạn có thể xác định máy quang phổ nào có thể đáp ứng tốt nhất những nhu cầu đó.

Dịch và tổng hợp BioMedia VN

Các bài viết cùng chủ đề

Lựa chọn máy quang phổ UV-VIS

Máy đo quang phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS, đo cường độ ánh sáng được hấp thụ (hoặc phản chiếu), hoặc truyền qua, một chất...