دستگاه طیف سنج یا اسپکتروفتومتری از جمله وسایل آنالیتیکال آزمایشگاهی است که از برهمکنش بین نور و ماده جهت بررسی و مشخص کردن ویژگی های مختلف مواد استفاده می کند. طیف سنج آزمایشگاهی با منتشر کردن نور در طول موج های متفاوت و آنالیز تأثیر کنش ماده در جذب و انتشار این نور به اندازه گیری دقیق مقدار ماده آنالیت می پردازد. در واقع در طیف سنج، نور از شکاف وارد اسپکترومتر می شود و پس از عبور از المان های اپتیکی و عناصر پاشنده، با برخورد به طول موج های مختلف، تجزیه می شود. در دستگاه فتومتر ابزاری جهت تولید طیف وجود ندارد و فقط در طول موج مشخصی کار می کنند و از طریق شدت نور جذب شده توسط ماده، آنالیز صورت خواهد گرفت. فتومتر می تواند از فیلتر نوری بهره ببرد، اما در اسپکتروفتومتر امکان شکل گیری طیف و اندازه گیری جذب در طول موج های متفاوت وجود دارد.
طیف سنج های جذب اتمی جهت آنالیز فلزات سنگین، طیف سنج ICP، دستگاه ایکس ری، اسپکتروفتومتر مرئی – فرابنفش از پر مصرفت ترین دستگاه های طیف سنج در محیط آزمایشگاه هستند. طیف سنج در زمینه جذب، عبور و بازتاب نور کاربردهای بسیاری دارد. گرچه کار با طیف سنج یا اسپکتروفتومتر بسیار ساده است، اما به دلیل اهمیت نحوه بکارگیری این دستگاه آزمایشگاهی، در ادامه بیشتر با کاربرد و اجزای این دستگاه خواهیم پرداخت. پس تا انتهای این مطلب با ما باشید.
کارکرد اسپكتروفتومتر
اسپكتروفتومتر یا همان طیف سنج، دستگاهی است که برای اندازه گیری شدت نور به صورت تابعی از طول موج استفاده می شود. کارکرد این دستگاه به این شکل می باشد می تواند از طریق تابش الکترومغناطیسی باعث جذب مواد شود و از روی شدت جذب مواد، میزان غلظت ماده تعیین خواهد شد. علاوه بر این طیف سنج می تواند غلظت های بسیار کوچک را نیز شناسایی نماید. به همین است که در تجزیه و تحلیل عناصر مولکولی چون DNA و RNA نیز از آن بیشترین استفاده را می کنند. در واقع کاربرد اصلی طیف سنج در آزمایشگاه های بیوشیمی است.
در مجموع میزان نور جذب شده یک ماده به صورت مایع به میزان غلظت آن در مایع بستگی دارد. چنانچه ماده جامد باشد، ایتدا باید در یک حلال شفاف حل شود تا بتوان آن را به راحتی اندازه گیری کرد. در این شرایط نمونه به همراه حلال در یک ظرف شیشه ای و یا ظرف کوارتز ریخته می شود و در برابر نوری که از دستگاه اسپکتروفتومتر ساطع می شود، قرار می گیرد. دقت داشته باشید که با استفاده از ابزارهای جانبی که بر روی طیف سنج نصب می شود، این امکان وجود دارد تا نمونه های جامد و گاز را نیز اندازه گیری کنید. در ارتباط با این قابلیت طیف سنج در مقالات بعدی بیشتر توضیح خواهیم داد. اما در ادامه لازم است با اجزای طیف سنج آزمایشگاهی و انواع آن آشنا شوید تا هنگام خرید اسپکتروفتومتر، اطلاعات کافی از قابلیت های آن داشته باشید.
برای آشنایی با دستگاه ژرمیناتور آزمایشگاهی بر روی لینک کلیک کنید.
اجزای اسپکتروفتومتر آزمایشگاهی
دستگاه طیف سنج یا اسپکتروفتومتر دارای اجزای مختلفی است که هرکدام کارکرد خاصی دارند و این اجزا شامل موارد زیر می باشند:
لامپ اسپکتروفتومتر
منبع نور طیف سنج، وظیفه تولید انرژی تشعشعی را دارد. لامپ های تنگستنی باعث انتشار طول موج گسترده ای از محدوده خود می شوند که این طول موج ها جهت اندازه گیری در مناطق مختلف الکترومغناطیس بالاخص منطقه فرابنفش و مرئی عمل می کنند.
سیستم کنترل ولتاژ طیف سنج
یکی از اجزای مهم اسپکتروفتومتر، سیستم کنترل ولتاژ است که میزان برق ورودی به دستگاه را تعیین می کند. در این شرایط، شدت نور خروجی از لامپ باید ثابت باشد و اگر ولتاژ برق ورودی به دستگاه تغییر کند، شدت نور لامپ نوسان خواهد داشت و ضرورت دارد که تنظیم کننده ولتاژ در دستگاه نصب گردد.
سیستم گریتینگ اسپکتروفتومتر
این قسمت از دستگاه، قابلیت تولید طیف موازی یا خطی را دارد و از شکاف های موازی نزدیک به یکدیگر یا صفحات صیقل داده شده، شکل گرفته است. با فرود نور به سیستم grating، طیف های بسیار ظریفی به ازاء هر کدام از خطوط grating ایجاد میشود.
مونوکروماتور
این قسمت از طیف سنج، نور ایجاد شده توسط لامپ را به پرتوهای تک رنگ تبدیل می کند. از عمل از طریق منشور یا سیستم گریتینگ انجام می شود. فیلترهای مونوکروماتور، در واقع شیشه های رنگی هستند که طیف گسترده ای از پرتوها را جذب می کند و تنها طول موج های محدودی را عبور خواهند داد.
صفحه نمایشگر طیف سنج
اسپکتروفتومترها دارای صفحه نمایشگری هستند که خروجی را به صورت مختلف نمایش می دهند. برای این کار می توانید دستگاه را به کامپیوتر وصل کنید و جهت آنالیز و بررسی داده ها از نرم افزار بهره ببرید. این بخش نتایج را به شکل نموداری از مقدار عبور یا جذب بر حسب طول موج نمایش می دهد.
انواع دستگاه اسپکتروفتومتر
اسپکتروفتومترها از نظر ساختار به دو نوع قابل تقسیم هستند:
اسپکتروفتومتر تک پرتویی
این دستگاه به گونه ای طراحی شده است که تمام نور را از یک نمونه عبور می دهد. برای این کار باید جذب یک نمونه جاذب با جذب نمونه بلانک مقایسه شود. قبل از شروع کار، با استفاده از سل حاوی حلال، پراکنش Transmittance به 100% یا جذب Absorbance به روی صفر تنظیم می شود و در مرحله بعد، آن را با سل حاوی نمونه جایگزین می کنند. در نهایت جذب نمونه (آنالیت) را ثبت کرده و یا به شکل دستی این دو را از هم کم می کنند.
اسپکتروفتومتر دو پرتویی
این نوع سیستم، نور مونوکروماتور را به دو پرتو با استفاده از آینه ها مثل یک آینه چرخشی و یک آینه نیمه شفاف تقسیم می کند تا در این فرایند دو پرتو شامل پرتو نمونه و پرتو شاهد را بسازد. در سیستم دو پرتویی فرایند حذف جذب شاهد بصورت خودکار انجام می شود و کار مقایسه بین نمونه و شاهد در هر ثانیه جند بار به دفعات صورت می گیرد.
نتیجه گیری
اسپکتروفتومتر یا طیف سنج آزمایشگاهی، یکی از دستگاه های پرکاربرد در مجیط آزمایشگاه می باشد که برای آنالیز و مشخص کردن ویژگی های مختلف مواد از طریق برهمکنشی نور و ماده استفاده می شود. در واقع دستگاه طیف سنجی وسیله ای است که با انتشار نور در طول موج های مختلف و بررسی تأثیر رفتار ماده در جذب و انتشار این نور، مقدار ماده آنالیت را اندازه گیری میکند. در دستگاه طیف سنجی، ابتدا نور از شکاف وارد اسپکترومتر خواهد شد و بعد از عبور از عناصر پاشنده و اپتیکی، با برخورد به طول موج های متفاوت، تجزیه می شود.
از آنجا که این دستگاه در محیط آزمایشگاه کاربرد بسیاری دارد، توصیه می کنیم قبل از خرید آن حتما با کارکرد، اجزاء و انواع آن که در این مقاله نیز به این موارد اشاره کردیم، آشنا شوید. دقت داشته باشید کار با هرکدام از تجیزات آزمایشگاهی نیازمند دقت و رعایت یکسری نکات می باشد تا کارایی مناسب خود را حفظ کند. اما چنانچه اقلام آزمایشگاهی شما دچار مشکل و نقص داشته باشند یا بعضی از قطعات آن باید تعویض شوند، تنها کافی است با تماس بگیرید و کار تعمیر تجهیزات آزمایشگاهی خود را به ما بسپارید تا سرویس کاران ما در اسرع وقت، کار عیب یابی و تعمیر دستگاه های شما را انجام دهند و دستگاه شما را پس از تعمیر یا تعویض قطعات، در کوتاه ترین زمان ممکن به شما تحویل دهند.
