Спектрофотометр Spectronic 20: Принцип работы и применение.
Spectronic 20
Спектрофотометр Spectronic 20: доступный, надежный прибор для количественного анализа поглощения в видимом спектре (340-950 нм). Широко использовался в лабораториях.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Спектрофотометр с одинарным лучом
Single beam spectrophotometer
Spectronic 20 – это марка спектрофотометра с одинарным лучом, предназначенная для работы в видимом спектре в диапазоне длин волн от 340 до 950 нм, с полосой пропускания 20 нм. Он предназначен для количественного измерения поглощения на отдельных длинах волн. Иногда его называют колориметром. Название прибора является товарным знаком производителя. Благодаря низкой стоимости, долговечности и простоте использования он быстро стал отраслевым стандартом. За почти 60 лет производства было продано около 600 000 единиц. Это был самый широко используемый спектрофотометр в мире, но Spectronic 20 до сих пор широко применяется. Как показано на схематической оптической диаграмме (см. слева), полихроматический свет от источника в системе проходит через линзы, которые отражаются и диспергируются дифракционной решеткой для ограничения диапазона длин волн. Затем этот ограниченный диапазон длин волн пропускается через измеряемый образец. Интенсивность прошедшего света определяется фотоэлектронным умножителем. Механическое перемещение дифракционной решетки с помощью кулачка, прикрепленного к регулятору длины волны, позволяет пользователю выбирать различные длины волн. Это "ручка λ", где λ обозначает длину волны света, используемого для измерения. Таким образом, Spectronic 20 обычно используется для количественного определения концентрации интересующего вещества. Spectronic 20 измеряет поглощение света при заранее определенной концентрации, а концентрация рассчитывается по закону Бугера-Ламберта-Бера. На этом графике наклон линии равен произведению ε x l. Измеряя ряд стандартов и строя градуировочную кривую, можно количественно определить количество или концентрацию вещества в образце, определяя поглощение на Spectronic 20 и находя соответствующую концентрацию на калибровочной кривой. В качестве альтернативы можно построить график логарифма процентной пропускаемости в зависимости от концентрации для создания градуировочной кривой, используя ту же процедуру. Поглощение, измеренное Spectronic 20, является суммой поглощения каждого компонента раствора. Поэтому Spectronic 20 можно использовать для анализа более сложных растворов. Например, если раствор образца содержит два светопоглощающих соединения, пользователь выполняет измерения на двух разных длинах волн и строит градуировочные кривые для каждого соединения. Затем концентрацию каждого соединения можно рассчитать алгебраически. Spectronic 20 можно использовать для турбидиметрических измерений. В микробиологических исследованиях мутность жидкой культуры бактериальных клеток связана с количеством клеток, и измерения OD600 можно проводить для этой цели с помощью Spectronic 20. Аналогично, мутность водных суспензий глины и других частиц, подходящих для рассеяния света, можно количественно определить с помощью Spectronic 20. В прошлом Spectronic 20 использовался для клинической диагностики.
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.
Использование
Перед тестированием образца, прибор Spectronic 20 калибруется с использованием "холостой" пробы – чистого растворителя, используемого в экспериментальном образце. Обычно это вода или органический растворитель. В процессе калибровки пропускание устанавливается на 100% с помощью калибровочной ручки прибора (ручки управления усилителем, показанной на рисунке справа). Прибор также может быть опционально откалиброван с использованием стандартного раствора образца с известной концентрацией, дающей поглощение 2, или стандартов, поставляемых производителем, с помощью ручки регулировки светопоглощения на схеме справа, для отображения показаний пропускания в диапазоне от 100%T до 1%T (верхняя шкала).
Before testing a sample, the Spectronic 20 is calibrated using a blank solution, which is the pure solvent that is used in the experimental sample. It is typically water or an organic solvent. In this calibration, the transmittance is set at 100% using the calibration knob of the instrument (the amplifier control knob in the figure at right). The instrument can also optionally be calibrated with a stock solution of a sample at a concentration known to have an absorbance of 2 or else vendor supplied standards, using the light absorption knob in the diagram shown at right. for readout of transmission from 100%T to 1%T (top scale),
В 2011 году прибор Spectronic 20 был заменен на Spectronic 200 в линейке спектрофотометров Thermo Scientific. В отличие от SPEC 20D+, который предлагал только одноточечную калибровку.
The Spectronic 20 was replaced by the Spectronic 200 in the Thermo Scientific spectrophotometer product line in 2011. in contrast to the SPEC 20D+ which offered only single point calibration.
История линейки продукции
Первоначально представленная компанией Bausch & Lomb в 1953 году, линейка продуктов была продана компании Milton Roy в 1985 году. В 1995 году компания Milton Roy продала свою группу приборов компании Life Sciences International, которая была переименована в Spectronic Instruments, Inc. Компания Spectronic Instruments была приобретена компанией Thermo Optek в 1997 году, переименована в Spectronic Unicam в 2001 году и Thermo Spectronic в 2002 году. В 2003 году производство было перенесено в Мэдисон, штат Висконсин, и бренд был переименован в Thermo Electron. В результате слияния Thermo Electron и Fisher Scientific в 2006 году бренд изменился на Thermo Scientific и оставался таким до окончания срока производства. Приборы Spectronic 20, которые можно найти в лабораториях сегодня, могут быть выпущены под любым из брендов Bausch and Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron или Thermo Scientific.
Originally introduced by Bausch & Lomb in 1953, the product line was sold to Milton Roy in 1985. Milton Roy sold its instrument group to Life Sciences International, renamed Spectronic Instruments, Inc. in 1995. Spectronics Instruments was purchased by Thermo Optek in 1997, renamed Spectronic Unicam in 2001 and Thermo Spectronic in 2002. In 2003 the product line was moved to Madison, WI and the brand renamed to Thermo Electron. With the merger of Thermo Electron and Fisher Scientific in 2006 the brand changed to Thermo Scientific, and remained such until the end of the production run. Spectronic 20 instruments found in labs today may bear any of the Bausch and Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron or Thermo Scientific brand names.