فرمت » دستگاه UV-Vis

دستگاه UV-Vis

دستگاه UV-Vis که گاهی یو وی هم نامیده می شود، دستگاهی برای اندازه گیری مقدار یک ماده بر اساس میزان جذب الکترومغناطیسی آن ماده می باشد.

تعداد مدل های موجود:

دستگاه UV-Vis که گاهی یو وی هم نامیده می شود، دستگاهی برای اندازه گیری مقدار یک ماده بر اساس میزان جذب الکترومغناطیسی آن ماده می باشد. اغلب ماده مورد آنالیز در اسپکت به صورت مایع می باشند. تابش نور در دستگاه UV-Vis با استفاده از لامپ تنگستن و در دستگاه UV با لامپ دوتریم انجام می گیرد. دستگاه UV-Vis برای اندازه گیری کیفی و کمی رنج وسیعی از مواد در زمینه های مختلف علمی و تحقیقاتی مانند شیمی، بیوشیمی، داروسازی، مواد و محیط زیست بکار می رود.

اساس کار دستگاه UV-Vis

به طور کلی میزان نور جذب شده در یک ماده در حالت مایع بستگی مستقیم با غلظت آن ماده در مایع دارد. در صورتی که نمونه آنالیز جامد باشد ابتدا باید در یک حلال شفاف حل شود تا قابل اندازه گیری باشد. حلال نمونه (معروف به شاهد) معمولاً بدون جذب در نظر گرفته می شود و یا در عمل جذب جزئی آن از جذب کلی (نمونه همراه با حلال) کم می شود. نمونه به همراه حلال معمولاً در یک ظرف شفاف شیشه ای و یا در یک ظرف از جنس کوارتز ریخته شده و در مقابل نور عبوری دستگاه UV-Vis قرار می گیرد سپس نور از منبع نور تابیده شده و از مونوکروماتور عبور کرده و به طول موج های جداگانه تقسیم می شود و به سل اسپکتروفتومتر (Cell و یا کوت Quvette) برخورد کرده و نوری که از نمونه عبور کرده وارد دتکتور شده و آنالیز می شود و در انتها نتیجه به صورت قابل فهم برای کاربر نمایش داده می شود. لازم به ذکر است که با استفاده از افزونه هائی بر روی دستگاه UV-Vis می توان نمونه های جامد و یا گاز را هم آنالیز نمود.

دستگاه UV-Vis

دستگاه UV-Vis و یا اسپکتروفتومتر UV-VIS به دو نوع تک پرتوئی Single beam و دو پرتوئی Double Beam تقسیم می شوند، در دستگاه UV-Vis های تک پرتویی در ابتدا شاهد و سپس نمونه قرار داده می شود و هر کدام جداگانه آنالیز می شوند از محاسن این سیستم می توان به سادگی، کوچکی و ارزانی و از معایب آن خطای جزئی به دلیل عدم ثبات محیط اندازه گیری اشاره کرد. اما در اسپکتروفتومتر های 2 پرتویی شاهد و نمونه به طور هم زمان داخل دستگاه قرار می گیرند و نور به 2 قسمت تقسیم شده و به صورت همزمان به هر 2 تابیده می شود، یکی به سمت آشکار ساز می رود و دیگری از داخل نمونه می گذرد و اختلاف بین این دو محاسبه می گردد.

از محاسن این سیستم سرعت و دقت بالاتر در مقایسه با سیستم تک پرتوئی است زیرا شاهد و نمونه در یک شرایط و به صورت همزمان آنالیز می شوند و از معایب آن پیچیده بودن و قیمت گرانتر است. از بهترین دستگاه UV-Vis های 2 پرتویی که دارای تکنولوژی بالایی است می توان به مدل UV-1900i و از مشهور ترین دستگاه UV-Vis تک پرتویی می توان به UV-1280 از کمپانی شیمادزو ژاپن اشاره کرد.

اجزاء طیف سنج ماورا بنفش و مرئی

دستگاه UV-Vis دارای اجزای مختلفی هستند که به کمک یکدیگر آنالیز نمونه را انجام می دهند، در ادامه مطلب به اختصار به بررسی اجزای مهم به کار رفته در دستگاه UV-Vis می پرداریم.

دستگاه UV-Vis

منبع نور دستگاه UV-Vis

منبع نور یا لامپ دستگاه UV-Vis نقش مهم و اصلی را در دستگاه ایفا می کند که طول موجی را به صورت گسترده و ممتد از خود ساطع می کند که این طول موج برای اندازه گیری در مناطق مختلف الکترومغناطیس مورد استفاده قرار می گیرد. در دستگاه UV-Vis یا طیف سنج از لامپ تنگستن برای تولید نور مرئی و از لامپ دوتریم برای تولید نور ماوراء بنفش یا UV استفاده می شود. بازه طول موجی قابل اندازه گیری بصورت معمول در این دستگاه از 1100 نانومتر تا 190 نانومتر می باشد. برای اندازه گیری نواحی خارج این بازه معمولاً از دستگاه های مجهزتری استفاده می شود. با توجه به این که مولکول خاص ممکن است در ناحیه کاملاً مشخصی از بازه طول موجی، نور را جذب نماید لذا نور تولید شده باید به طول موج های تشکیل دهنده تفکیک شده و قابل تنظیم در ناحیه مشخصی باشد. جهت تکفام نمودن نور در دستگاه اسپکتروفتومتر از منشور یا آینه گریتینگ Grating Mirror استفاده می شود.

مونوکروماتور دستگاه UV-Vis

این بخش از دستگاه UV-Vis به کمک منشور یا سیستم های گریتینگ (Grating) نور ساطع شده از لامپ ها را به پرتو های تک رنگ تبدیل می کند. به عبارتی دیگر در ابتدا فیلتر ها بخش وسیعی از پرتو نور سفید را به خود جذب کرده و سپس موج هایی با طول موج های مختلف از خود عبور می دهد.

دستگاه UV-Vis

سل دستگاه UV-Vis

ظرفی را که حاوی نمونه مورد آنالیز است سل اسپکتروفتومتر می نامند. در تمامی اسپکتروفتومتر ها نور از نمونه ای که داخل کووت یا همان سل اسپکتروفتومتر ریخته شده است عبور می کند و در نهایت ماده را آنالیز میکند و همچنین در برخی موارد نمونه های جامد داخل بافر که نوعی حلال است ریخته می شود و در مقابل نور قرار داده می شود. لازم به ذکر است که آگاهی از شرایط نمونه مورد آنالیز در طیف سنجی UV-VIS بسیار مهم و تاثیرگذار است، به عنوان مثال: اکثر کووت های پلاستیکی برای آنالیز هایی که توسط UV صورت می گیرد نامناسب هستند زیرا پلاستیک ها عموما نور UV را جذب می کنند در صورتی که شیشه شفاف است و به صورت فیلتر عمل می کند.

آشکارساز دستگاه UV-Vis

در دستگاه UV-Vis و ماوراء بنفش، بعد از عبور نور از داخل محلول نمونه نور باقیمانده داخل یک آشکار ساز از نوع Photomultiplier و یا Photodiode شده و پس از پردازش کامپیوتری بصورت یک عدد از صد با عنوان درصد عبور نور و یا لگاریتم آن با عنوان عدد جذب نور در نمایشگر ظاهر می شود. محاسبات جذب یا عبور نور از قانون لامبرت بیر پیروی می کند. از نظر ریاضی مقدار نور I0 از محیطی با طول X و غلظت C می گذرد، شدت نور باقیمانده I پس از گذشت از محیط عبارتست از :

I=I0e-KCX

در این رابطه K ثابت نسبی (ضریب جذب) خواهد بود. لذا جذب محیط یا همان A اینگونه حاصل می شود:

A=log (I0/I) =KCX

پردازشگر اسپکتروفتومتر UV-Vis

پس از تولید جریان الکترونیکی از آشکارساز ها سیگنال شناسایی شده به کامپبوتر ارسال شده و در صفحه نمایش نمایان می شود. اطلاعات طیف سنجی UV-VIS که در نمودار های طیف جذبی نمایان می شوند اغلب به صورت نمودار جذب در محور عمودی Y، طول موج در محور افقی X و چگالی نور ارائه می شود.