در مطلب قبلی در مورد real time PCR و کاربردها و مزایای آن صحبت کردیم. در این مطلب از دایا اکسیر که می توانید به راحتی خرید آنلاین مواد شیمیایی آزمایشگاهی را انجام دهید، می خواهیم درباره اسپکتروفوتومتری (spectrophotometry) صحبت کنیم. پس اگر شما هم خواستار و عاشق دانستنی های علمی هستید، در ادامه همراه ما باشید.
فهرست مطالبی که در ادامه به آنها پرداخته شده است:
اسپکتروفوتومتری چیست؟
آیا می دانید مواد مختلف در برابر امواج الکترومغناطیسی رفتار متفاوت دارند؟ باید بدانید که مواد شیمیایی در طول موج های مختلف انرژی الکترومغناطیسی، میزان جذب متفاوتی دارند و این یعنی هر ماده در یک طول موج خاص وقتی در برابر امواج الکترومفناطیسی قرار می گیرد، حداقل عبور و حداکثر جذب را خواهند داشت که روش اسپکتروفوتومتری برپایه همین تفاوت جذب مواد در برابر جذب امواج الکترومغناطیسی می باشد.
به زبان ساده اسپکتروفوتومتری، روشی است برای اندازه گیری میزان جذب یک ماده شیمیایی با اندازه گیری شدت نور هنگام عبور یک پرتو نور از محلول نمونه و چون غلظت مواد در جذب طول موج تاثیر بالایی دارند، از این پدیده در تعیین غلظت و برخی از خواص دیگر استفاده می کنند. اینکارتوسط دستگاه های اسپکتروفوتومتری انجام می شود که در ادامه با اجزاء تشکیل دهنده آنها
آشنا می شویم.
اجزاء تشکیل دهنده یک دستگاه اسپکتروفوتومتری
-
لامپ یا منبع نور
در دستگاه اسپکتروفوتومتری این دستگاه ها دارای دومنبع تولید نور به نام لامپ های تنگستن یا هالوژن و لامپ دوتریوم برای تولید انرژی تشعشع هستند. از لامپ های هالوژن، بیشتر در تولید نور مرئی و مادون قرمز با طول موج ۳۲۰ تا ۱۱۰۰ نانومتر و از لامپ دوتریوم برای تولید امواج فرابنفش با طول موج ۱۹۰ تا ۳۲۰ نانومتر استفاده می شود.
این نکته هم در نظر بگیرید که حتما تنظیم ولتاژ دقیق باشد تا طیف نوری تغییر نکند چراکه با تغییر دما، طیف خارج شده از منبع ممکن است تغییر کند.
-
سیستم کنترل ولتاژ
یکی دیگر از اجزاء تشکیل دهنده اسپکتروفوتومتری، سیستم کنترل ولتاژ است، چراکه باید شدت نور خارج شده از منبع نور ثابت باشد تا شدت نور لامپ نوسان پیدا نکند. امروزه با پیشرفت این دستگاه ها، خطاهای ناشی از تغییرات ولتاژ، با کمک اسپکتروفتومتر دو شعاعی از بین می رود.
-
مونوکروماتور
مونوکروماتور، یکی دیگر از اجزاء تشکیل دهنده اسپکتروفوتومتری است که نور تولیدی توسط لامپ را به پرتوهای تک رنگ تبدیل کرده که اینکار توسط سیستم های گریتینگ اجرا می شود. این بخش از جنس شیشه های رنگی می باشد که تنها طول موج محدودی را از خود عبور می دهد چراکه بخش وسیعی از پرتوها را جذب می کنند.
-
سیستم گریتینگ
یکی دیگر از بخش هایی که در سیستم مونوکروماتور وجود دارد، سیستم گریتینگ می باشد که از صفحه ای صیقل داده شده با شکاف هایی موازی در فواصل نزدیک به یکدیگر ساخته شده و در هنگام فرود نور به این سیستم ها طیف هایی موازی یا خطی به ازاء هر یک از خطوط سیستم تشکیل می شود. جالب است بدانید که برای انتخاب طول موج دلخواه، این سیستم ها تحت چرخش قرار گرفته تا طول موج مناسب از شکاف به خارج هدایت شود.
-
سیستم منشوری
منشورهای اسپکتروفتومتری یکی دیگر از اجزاء تشکیل دهنده اسپکتروفوتومتری است که از جنس شیشه هایی با لبه های تیز و به شکل هرمی هستند، نور را براساس تفاوت در ضریب شکست تجزیه می کنند؛ پس نورهایی که طول موج کمتری دارند دارای شکست نوری بیشتری هستند.
-
آشکار ساز
وظیفه این بخش، تبدیل انرژی نوری به الکتریکی است که توسط شدت نور وارد شده به سطح آن صورت می گیرد. این بخش که از فتوسول های حساس به نور تشکیل شده، برای فعال کردن آنها نیازی به منبع ولتاژ نیست. علاوه بر اینها، از انواع فوتوتیوب ها نیز استفاده می شود که برای فعال کردن آنها نیاز به یک منبع ولتاژ خارجی است.
-
مفسر دستگاه اسپکتروفتومتر
وظیفه این قسمت از دستگاه اسپکتروفوتومتری، تفسیر انرژی الکتریکی از آشکارساز و نمایش داده های آنها به شکل نموداری و قابل تفسیری برای کاربران است که شدت نور را برحسب میزان جذب نور نمایش میدهد. البته برخی از دستگاه ها وجود دارند که برحسب واحد غلظت کار می کنند.
معرفی جزئیاتی درباره نمونه های آزمون طیف سنجی
بعد از معرفی اجزاء تشکیل دهنده اسپکتروفوتومتری لازم است تا مواردی را درباره نمونه سازی اسپکتروفتومتری بدایند. مثلا می خواهیم خواص نوری طلا را آنالیز کنیم؛ در ابتدا باید این عنصر به صورت یکنواخت در یک محلول مثل اتانول پخش باشد. همچنین مایع استفاده کننده به عنوان زمینه کلوئید، باید نور را در طول موج مشخصی که قصد عبور داریم، داشته باشد.
حال با دستگاه اسپکتروفتومتر به آنالیز دو بخش مرجع (هرچیزی به غیر از عنصور مورد نظر جهت آنالیز در دستگاه) که در اینجا اتانول است و نمونه (ماده به همراه زمینه) که در این مثال حاوی طلا، اتانول و ظرف نمونه می باشد، می پردازیم. در نهایت دستگاه با تقسیم طول موج های مختلف نسبت به شدت نوری گذشته از نمونه به شدت نور رفرنس که به آن نسبت گفته میشود، طیف نهایی را با متصل کردن این نسبت ها به یکدیگر به دست می آرود.
سخن پایانی
اسپکتروفوتومتری چیست و اجزا تشکیل دهنده آن چه می باشد. باتوجه به مطالب گفته شده میتوان نتیجه گرفت که از این روش در کارهایی مثل اندازه گیری کیفی و کمّی انواع ترکیبات آلی، معدنی و یونهای فلزی، تعیین غلظت مواد، اندازه گیری فعالیت آنزیم های مختلف مانند کلسترول، تری گلیسیرید و ترکیبات مشابه، انواع آنالیت های بالینی و تحقیقاتی، انواع داروها و همه یونهای فلزی، تجزیه عناصر مولکول های RNA و در زمینه هایی چون تجزیه مواد در رشته های شیمی ، کشاورزی، پزشکی و غیره کاربرد دارد.
