Спектрофотометр бір сәулелі: Spectronic 20 сипаттамасы

Кіріспе

Бір сәулелі спектрофотометр

Spectronic 20 – бір сәулелі спектрофотометрдің таңбасы, ол 340 нм-ден 950 нм-ге дейінгі толқын ұзындығы диапазонында, 20 нм спектрлік енімен көрінетін спектрде жұмыс істеуге арналған. Ол белгілі бір толқын ұзындығында сандық сіңіруді өлшеуге құрылған. Оны кейде колориметр деп те атайды. Аспаптың атауы – өндірушінің тауарлық белгісі. Төмен құны, беріктігі және пайдаланудың қарапайымдығы арқасында ол өнеркәсіп стандарты болып тез қабылданды. Шамамен 600 000 данасы 60 жылға жуық өндіріс кезеңінде сатылды. Бұл әлемдегі ең көп қолданылатын спектрофотометр. Бірақ Spectronic 20 әлі де кеңінен қолданылады. Схемалық оптикалық диаграммада көрсетілгендей (сол жақта қараңыз), жүйедегі жарық көзінен шыққан полихроматикалық жарық, жарық толқын ұзындығының диапазонын шектеу үшін дифракциялық тор арқылы шағылысып, таратылатын линзалардан өтеді. Бұл шектелген толқын ұзындығы диапазоны өлшенетін үлгі арқылы өтеді. Таратылған жарықтың қарқындылығы фотодетектормен анықталады. Толқын ұзындығын басқару құралына бекітілген эксцентрик арқылы дифракциялық тордың механикалық қозғалысы пайдаланушыға әртүрлі толқын ұзындығын таңдауға мүмкіндік береді. Бұл – «λ тұтқасы», мұнда λ – өлшеу үшін қолданылатын жарықтың толқын ұзындығын білдіреді. Осылайша, Spectronic 20 қызығушылық тудыратын заттың концентрациясын сандық анықтау үшін жиі қолданылады. Spectronic 20 алдын ала белгіленген концентрациядағы жарық сіңіруін өлшейді, ал концентрация Beer–Lambert заңы бойынша есептеледі. Бұл графиктегі түзудің еңісі ε x l көбейтіндісіне тең. Бірнеше стандарттарды өлшеп, стандартты қисық құру арқылы Spec 20-да сіңіруді анықтап, калибрлеу қисығында сәйкес концентрацияны тауып, үлгідегі заттың мөлшерін немесе концентрациясын сандық түрде анықтауға болады. Сонымен қатар, стандартты қисық құру үшін бірдей процедураны қолдана отырып, өткізгіштіктің логарифмін концентрацияға қарсы сызуға болады. Spectronic 20 өлшеген сіңіру – ерітіндідегі әрбір компоненттің сіңіруінің қосындысы. Сондықтан Spectronic 20 күрделі ерітінділерді талдау үшін қолданылуы мүмкін. Мысалы, егер үлгі ерітіндісінде екі жарық сіңіретін қоспа болса, онда пайдаланушы екі түрлі толқын ұзындығында өлшеу жүргізеді және әрбір қоспа үшін стандартты қисықтарды құрастырады. Содан кейін әрбір қоспаның концентрациясын алгебралық түрде есептеуге болады. Spectronic 20 турбидиметриялық өлшеулер үшін де қолданылуы мүмкін. Микробиологиялық жұмыста бактериялық жасушалардың сұйық ортадағы тұмандылығы жасушалар санына байланысты, сондықтан осы мақсатта Spectronic 20 арқылы OD600 өлшеулерін жүргізуге болады. Сол сияқты, балшықтар мен жарық шашырауына қолайлы өлшемдегі басқа да бөлшектердің судағы суспензиясының тұмандылығын да Spectronic 20 арқылы сандық түрде анықтауға болады. Бұрын Spectronic 20 клиникалық диагностикалық мақсаттарда қолданылған.

The Spectronic 20 is a brand of single beam spectrophotometer, designed to operate in the visible spectrum across a wavelength range of 340 nm to 950 nm, with a spectral bandpass of 20 nm. It is designed for quantitative absorption measurement at single wavelengths. it is sometimes referred to as a colorimeter. The name of the instrument is a trademark of the manufacturer. It rapidly became an industry standard due to its low cost, durability and ease of use, Approximately 600,000 units were sold over its nearly 60 year production run. It has been the most widely used spectrophotometer worldwide. but the Spectronic 20 is still in common use. As shown in the schematic optical diagram (see left), polychromatic light from a source in the system passes through lenses which are reflected and dispersed by the diffraction grating to restrict the range of light wavelengths. This restricted range of wavelengths is then passed through the sample to be measured. The intensity of the transmitted light is determined by a phototube detector. Mechanical movement of the diffraction grating by means of the cam attached to the wavelength control enables the user to select for various wavelengths. This is the "λ knob", wherein λ refers to wavelength of light used for the measurement. The Spectronic 20 is thereby commonly used for quantitative determination of the concentration of a substance of interest. The Spectronic 20 measures the absorbance of light at a pre determined concentration, and the concentration is calculated from the Beer–Lambert relationship. In this plot, the slope of the line is the product ε x l. By measuring a series of standards and creating the standard curve, it is possible to quantify the amount or concentration of a substance within a sample by determining the absorbance on the Spec 20 and finding the corresponding concentration on the calibration curve. Alternatively, the logarithm of percent transmittance can be plotted versus concentration to create a standard curve using the same procedure. The absorbance measured by the Spectronic 20 is the sum of the absorbance of each of the constituents of the solution. Therefore, the Spectronic 20 can be used to analyze more complex solutions. For example, if a sample solution has two light absorbing compounds in it, then the user performs measurements at two different wavelengths and constructs standard curves for each compound. Then the concentration of each compound can be calculated algebraically. The Spectronic 20 can be used for turbidimetric measurements. In microbiological work, the turbidity of a liquid culture of bacterial cells relates to the cell count, and OD600 measurements can be conducted for this purpose using the Spectronic 20. Likewise the turbidity of water suspensions of clays and other particles of size suitable for light scattering can be quantitatively determined by means of a Spectronic 20. In the past, the Spectronic 20 was used for clinical diagnostic purposes.

Қолдану

Сынаманы сынау алдында Spectronic 20, сынақ үлгісінде қолданылатын таза еріткіштің бос ерітіндісімен калибрленеді. Бұл әдетте су немесе органикалық еріткіш болады. Осы калибрлеу кезінде, аспаптың калибрлеу тұтқасы (оң жақтағы суреттегі күшейткішті басқару тұтқасы) арқылы өткізгіштік 100%-ға орнатылады. Құралды, сондай-ақ, оң жақтағы схемада көрсетілген жарық сіңіру тұтқасын пайдалана отырып, 2 абсорбциялы немесе сатушымен берілген стандарттық концентрациядағы үлгінің қорымен калибрлеуге болады. 100%T-дан 1%T-ға дейінгі берілуді көрсету үшін.

Spectronic 20, 2011 жылы Thermo Scientific спектрофотометр өнімдерінің қатарында Spectronic 200-ге алмастырылды. Ал SPEC 20D+ тек бір нүктелік калибрлеу мүмкіндігін ұсынды.

Өнім желісінің тарихы

Бастапқыда 1953 жылы Bausch & Lomb компаниясы ұсынған өнімдер желісі 1985 жылы Milton Roy компаниясына сатылды. Milton Roy компаниясы 1995 жылы өзінің құралдар тобын Life Sciences International компаниясына сатты, ол Spectronic Instruments, Inc. деп аталды. Spectronics Instruments компаниясы 1997 жылы Thermo Optek компаниясымен сатып алынды, 2001 жылы Spectronic Unicam және 2002 жылы Thermo Spectronic деп қайта аталды. 2003 жылы өнімдер желісі Мэдисон, Висконсин штатына көшірілді және бренд Thermo Electron деп өзгертілді. 2006 жылы Thermo Electron және Fisher Scientific компаниялары біріккеннен кейін бренд Thermo Scientific болып өзгерді және өндіріс тоқтағанға дейін солай қалды. Бүгінгі таңда зертханаларда кездесетін Spectronic 20 құралдары Bausch and Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron немесе Thermo Scientific брендтерінің кез келгенімен таңбаланған болуы мүмкін.