اسپکتروفتومتر چیست؟ | معرفی انواع، کاربردها و قیمت

اسپکتروفتومترها از جمله دستگاه های دقیق و پیشرفته ای هستند که نقش بسیار مهمی در تحلیل مواد و اندازه گیری جذب نور در طول موج های مختلف ایفا می کنند.

این دستگاه ها به دلیل دقت بالا، حساسیت مناسب و توانایی انجام اندازه گیری های کمی و کیفی، به یکی از تجهیزات اصلی در آزمایشگاه های شیمی، بیوشیمی، پزشکی، محیط زیست و بسیاری از صنایع تبدیل شده اند.

استفاده گسترده از اسپکتروفتومتر در فرآیندهای تحقیقاتی و صنعتی، اهمیت آشنایی با نحوه عملکرد، کاربردها و اصول نگهداری صحیح آن را دوچندان کرده است. هرگونه خطا در استفاده یا نگهداری نادرست می تواند دقت نتایج را کاهش داده و عمر مفید دستگاه را تحت تاثیر قرار دهد. به همین دلیل، شناخت علمی و عملی این دستگاه برای کاربران اهمیت زیادی دارد.

در این مقاله تلاش شده است علاوه بر معرفی کامل اسپکتروفتومتر، به بررسی کاربردهای متنوع، انواع مختلف، نحوه عملکرد و نکات مهم تعمیر و نگهداری آن پرداخته شود.

همچنین شرکت آرکا راد تجارت ARTECO به عنوان یکی از مجموعه های فعال در حوزه تامین، پشتیبانی و مشاوره تخصصی تجهیزات آزمایشگاهی معرفی می شود تا کاربران بتوانند با آگاهی بیشتری از این تجهیزات استفاده کنند.

تعریف اسپکتروفتومتر

برای پاسخ به این پرسش که اسپکتروفتومتر چیست، می توان گفت این دستگاه ابزاری است که میزان جذب یا عبور نور توسط یک نمونه را در طول موج های مشخص اندازه گیری می کند. اساس کار اسپکتروفتومتر بر تعامل نور با ماده استوار است.

زمانی که نور از یک نمونه عبور می کند، بخشی از آن جذب و بخشی عبور داده می شود. میزان جذب نور در طول موج های مختلف می تواند اطلاعات ارزشمندی درباره ساختار شیمیایی، غلظت و ویژگی های فیزیکی نمونه ارائه دهد. این اطلاعات در بسیاری از حوزه های علمی و صنعتی برای تحلیل مواد، کنترل کیفیت و تحقیقات کاربردی مورد استفاده قرار می گیرد.

اسپکتروفتومترها در آزمایشگاه های شیمی برای تعیین غلظت محلول ها و بررسی ترکیبات آلی و معدنی کاربرد دارند. در حوزه بیوشیمی و پزشکی، این دستگاه برای اندازه گیری غلظت پروتئین ها، آنزیم ها، اسیدهای نوکلئیک و سایر آنالیت های زیستی به کار می رود. در صنایع دارویی، غذایی و محیط زیست نیز اسپکتروفتومتر نقش مهمی در بررسی کیفیت مواد اولیه، محصولات نهایی و آلاینده ها ایفا می کند.

مزایای استفاده از اسپکتروفتومتر

بعد از بررسی سوال اسپکترومتر چیست؟ در این قسمت به بیان فواید استفاده از این دستگاه میپردازیم. مزایای استفاده از اسپکتروفتومتر شامل موارد زیر است:

1. دقت بالا: اسپکتروفتومتر قادر است تا با دقت زیادی میزان جذب نور در طول موج‌های مختلف را اندازه‌گیری کرده و اطلاعات دقیقی در مورد ویژگی‌های مواد ارائه دهد.
2. اندازه‌گیری سریع: این دستگاه توانایی انجام آزمایش‌ها و تحلیل‌ها به صورت سریع و با زمان پاسخ کوتاه را دارد.
3. تحلیل غیرمخرب: اسپکتروفتومتر بدون نیاز به تغییر یا تخریب نمونه‌ها، اطلاعات ارزشمندی از آن‌ها به دست می‌دهد.
4. پوشش طیف وسیع: این دستگاه قادر است تا در گستره وسیعی از طول موج‌ها، از فرابنفش تا فروسرخ، تجزیه و تحلیل انجام دهد.
5. حساسیت بالا: اسپکتروفتومتر به طور خاص در اندازه‌گیری غلظت‌های پایین مواد شیمیایی بسیار حساس است.
6. امکان تجزیه و تحلیل ترکیبات پیچیده: با استفاده از این دستگاه می‌توان ترکیبات شیمیایی پیچیده را شناسایی و تحلیل کرد.
7. استفاده در بسیاری از حوزه‌ها: اسپکتروفتومتر در زمینه‌های مختلف علمی مانند شیمی، بیوشیمی، پزشکی، محیط‌زیست و صنایع مختلف کاربرد دارد.

کاربردهای اسپکتروفتومتر

اسپکتروفتومترها در انواع مختلفی طراحی و تولید می شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. اسپکتروفتومتر نور مرئی یکی از رایج ترین انواع این دستگاه است که از نور مرئی برای اندازه گیری جذب استفاده می کند و بیشتر در آزمایشگاه های آموزشی و کاربردهای عمومی مورد استفاده قرار می گیرد. اسپکتروفتومتر UV-Visible با پوشش محدوده فرابنفش و نور مرئی، قابلیت های گسترده تری دارد و در بسیاری از آزمایشگاه های تحقیقاتی و صنعتی به کار می رود.

اسپکتروفتومتر مادون قرمز نزدیک یا NIR برای تحلیل مواد جامد و بررسی ترکیباتی مانند چربی، پروتئین و فیبر استفاده می شود و نیاز به آماده سازی پیچیده نمونه ندارد. طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای یا NMR ابزار پیشرفته تری است که برای تعیین ساختار مولکولی ترکیبات آلی کاربرد دارد. اسپکتروفتومتر جذب اتمی برای اندازه گیری غلظت عناصر فلزی در نمونه ها استفاده می شود و در آزمایش های محیطی و کنترل کیفیت اهمیت زیادی دارد. دستگاه های آنالیز جیوه و فلورومتر نیز برای کاربردهای تخصصی طراحی شده اند و در حوزه های خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

در جدول زیر مقایسه ای کلی میان برخی انواع رایج اسپکتروفتومتر ارائه شده است:

نحوه کارکرد اسپکتروفتومتر

عملکرد اسپکتروفتومتر شامل مراحل مشخصی است که رعایت صحیح آن ها تاثیر مستقیمی بر دقت نتایج دارد. ابتدا دستگاه روشن می شود و زمان کافی برای پایدار شدن سیستم نوری در نظر گرفته می شود. سپس کالیبراسیون دستگاه با استفاده از نمونه مرجع یا بلانک انجام می گیرد تا خطاهای احتمالی کاهش یابد. آماده سازی نمونه باید با دقت بالا انجام شود و از تمیزی سل و عدم وجود حباب هوا اطمینان حاصل گردد.
پس از قرار دادن نمونه در سل، طول موج مناسب انتخاب می شود و فرآیند اندازه گیری آغاز می گردد. دستگاه با اسکن نمونه، میزان جذب نور را در طول موج های مختلف ثبت می کند و نتایج به صورت نمودار یا داده های عددی نمایش داده می شوند. تحلیل صحیح این داده ها نیازمند دانش تخصصی و آشنایی با اصول طیف سنجی است.

تعمیر و نگهداری اسپکتروفتومتر

تعمیر و نگهداری اسپکتروفتومتر برای حفظ کارایی و طول عمر دستگاه ضروری است. برخی نکات کلیدی و روش‌های بهینه برای نگهداری صحیح از اسپکتروفتومتر عبارتند از:

1. عدم استفاده مجدد از سل‌های یکبار مصرف: استفاده مجدد از سل‌های یکبار مصرف ممکن است باعث آلودگی و خطا در نتایج شود. بنابراین باید سل‌ها را پس از هر بار استفاده تعویض کرد.
2. کالیبراسیون پس از هر آنالیز: برای اطمینان از دقت اندازه‌گیری‌ها، اسپکتروفتومتر باید پس از هر بار آنالیز نمونه کالیبره شود.
3. استفاده از میز کار محکم و استریل: اسپکتروفتومتر باید بر روی میز کار ثابت و بدون لرزش قرار گیرد تا از هرگونه آسیب به دستگاه جلوگیری شود. میز باید قابلیت استریل شدن داشته باشد.
4. عدم استفاده از کووت پلاستیکی در حلال‌های آلی: برای آنالیز حلال‌های آلی باید از کووت‌های شیشه‌ای یا کوآرتز استفاده کرد، زیرا کووت‌های پلاستیکی در این شرایط می‌توانند آسیب ببینند.
5. استفاده از سل‌های کوآرتز برای طول موج‌های پایین‌تر از 310 نانومتر: سل‌های کوآرتز برای اندازه‌گیری در محدوده UV ضروری هستند تا دقت اندازه‌گیری حفظ شود.
6. اطمینان از عدم گاز زدایی نمونه در سل: قبل از قرار دادن نمونه در سل، باید از گاز زدایی آن اطمینان حاصل کنید تا نتایج دقیق به دست آید.
7. قرار دادن دستگاه در فاصله مناسب از دیوار: اسپکتروفتومتر باید حداقل 20-30 سانتی‌متر از دیوار فاصله داشته باشد تا امکان تخلیه گرما وجود داشته باشد و دستگاه گرم نشود.
8. پوشاندن دستگاه با روکش مناسب: برای جلوگیری از ورود گرد و غبار به دستگاه، باید از روکش پلاستیکی یا پارچه‌ای استفاده شود.
9. استفاده از پریزهای متصل به زمین: دستگاه باید به پریزهایی متصل باشد که به زمین متصل شده‌اند تا از نوسانات برق جلوگیری شود.
10. تمیز کردن کووت‌ها بعد از هر استفاده: پس از هر بار استفاده، باید کووت‌های اسپکتروفتومتر تمیز شوند و از استفاده از سل‌هایی که خراش دارند پرهیز شود.
11. عدم قرار دادن دستگاه در معرض نور مستقیم خورشید: برای جلوگیری از آسیب دیدن دستگاه، اسپکتروفتومتر نباید در معرض نور مستقیم خورشید یا کابل‌های فشار قوی برق قرار گیرد.
12. دقت در ریختن نمونه به داخل سل: هنگام ریختن نمونه، دقت کنید تا از انتشار غیرعمدی نمونه روی روکش سیاه جلوگیری شود که می‌تواند باعث خوانش اشتباه دستگاه شود.
13. استفاده از حلال‌های با کیفیت بالا: حلال‌ها باید عاری از ناخالصی باشند تا از ایجاد مشکلات در اندازه‌گیری‌ها جلوگیری شود.
14. اتصال دستگاه به سیستم UPS: در صورت قطع برق مکرر، اسپکتروفتومتر باید به سیستم برق بی‌وقفه (UPS) متصل باشد تا از خرابی دستگاه در صورت قطع ناگهانی برق جلوگیری شود.
15. خاموش کردن لامپ UV در زمان عدم استفاده: لامپ UV که معمولاً عمر محدودی دارد (حدود 2000 ساعت)، باید در زمان عدم استفاده خاموش شود تا عمر مفید آن افزایش یابد.

این روش‌های نگهداری صحیح از اسپکتروفتومتر باعث افزایش طول عمر دستگاه و دقت نتایج اندازه‌گیری‌ها خواهد شد.

جمع بندی اسپکتروفتومتر

نگهداری صحیح از اسپکتروفتومتر برای حفظ دقت و کارایی دستگاه بسیار مهم است. رعایت نکاتی چون کالیبراسیون منظم، استفاده از سل‌های مناسب، تمیز کردن دستگاه پس از هر بار استفاده و اجتناب از نوسانات برق می‌تواند عمر مفید دستگاه را افزایش دهد و از بروز مشکلات در نتایج اندازه‌گیری جلوگیری کند.
علاوه بر این، توجه به استفاده از مواد با کیفیت، جلوگیری از قرار گرفتن دستگاه در معرض نور مستقیم خورشید و خاموش کردن لامپ UV در زمان عدم استفاده، از عوامل مؤثر در عملکرد بهینه دستگاه است. شرکت آرکا راد تجارت ARTECO، به عنوان وارد کننده و تامین کننده انواع اسپکتروفتومتر و با ارائه خدمات مشاوره‌ای و پشتیبانی فنی، می‌تواند به کاربران در خرید ، نگهداری و استفاده صحیح از اسپکتروفتومترها کمک کند تا عملکرد دستگاه‌ها در بالاترین سطح باقی بماند.

سوالات متداول درباره اسپکتروفتومتر