Спектрофотометры для лабораторий

Принцип работы и основные характеристики

Спектрофотометр состоит из источника света (дейтериевая лампа для УФ-области 190-400 нм, галогенная или вольфрамовая лампа для видимой области 400-800 нм), монохроматора или системы светофильтров для выделения монохроматического света заданной длины волны, кюветного отделения для размещения образца в кювете с известной длиной оптического пути (обычно 10 мм), детектора (фотодиод, фотоумножитель) для регистрации интенсивности прошедшего света, электронной системы обработки сигнала и отображения результатов.

Прибор измеряет оптическую плотность (абсорбцию, поглощение) A = -lg(I/I₀), где I — интенсивность света, прошедшего через образец, I₀ — интенсивность света, прошедшего через эталон (чистый растворитель или воздух). Оптическая плотность безразмерная величина, обычно в диапазоне 0-3 A (соответствует пропусканию 100-0,1%). Концентрация определяемого вещества рассчитывается по калибровочной кривой (зависимость оптической плотности от концентрации серии стандартных растворов) или по удельному коэффициенту поглощения согласно справочным данным или фармакопеям.

Типы спектрофотометров

Однолучевые спектрофотометры — базовые приборы для рутинных измерений при фиксированной длине волны или ручном сканировании спектра. Измерение проводится последовательно: сначала холостая проба (эталон) для установки 100% пропускания или 0 оптической плотности, затем образцы. Преимущества — простота конструкции, доступная цена, компактность. Недостаток — необходимость частой перекалибровки при колебаниях интенсивности источника света, температуры. Примеры: портативные спектрофотометры Экрос ПЭ-5300ВИ, ПЭ-5400УФ для полевых измерений и экспресс-анализа.

Двухлучевые спектрофотометры — профессиональные приборы для точных лабораторных измерений. Световой поток расщепляется на два луча: один проходит через образец, другой через эталон (эталонная кювета с растворителем). Детектор попеременно регистрирует оба луча и автоматически вычисляет отношение, исключая влияние колебаний интенсивности источника. Преимущества — высокая точность, стабильность, отсутствие дрейфа базовой линии при длительных измерениях или сканировании спектров. Примеры: УФ-спектрофотометры Солар СП-2000, METTLER TOLEDO TOLEDO Spectrophotometer Easy для фармацевтических и химических лабораторий.

УФ-спектрофотометры работают в ультрафиолетовой (190-400 нм) и видимой (400-800 нм) областях спектра. Диапазон УФ необходим для анализа органических соединений с ароматическими кольцами, сопряжёнными двойными связями, карбонильными группами (большинство лекарственных субстанций, белки, нуклеиновые кислоты). Кюветы из кварцевого стекла (кварц прозрачен в УФ, обычное стекло поглощает УФ-свет). Примеры: METTLER TOLEDO UV7, UV5, ОКБ Спектр СФ-56.

ВИС-спектрофотометры (фотоколориметры) работают только в видимой области 400-800 нм для анализа окрашенных растворов (продукты цветных реакций, красители, ионы металлов после комплексообразования с хромогенными реагентами). Кюветы из оптического стекла. Более доступная цена по сравнению с УФ-моделями. Примеры: Экрос ПЭ-5300ВИ, фотоколориметры для рутинного анализа.

Микрообъёмные спектрофотометры (нанофотометры) для анализа микролитровых проб (0,5-2 мкл) без кювет — образец удерживается поверхностным натяжением между двумя оптическими волокнами. Применяются в молекулярной биологии для количественного определения концентрации и чистоты ДНК, РНК, белков в малых объёмах дорогостоящих или редких образцов.

Области применения

Спектрофотометры применяются в фармацевтических лабораториях для количественного определения содержания действующих веществ в субстанциях и лекарственных формах согласно методикам фармакопей (большинство количественных определений в ГФ основано на УФ-спектрофотометрии), испытания на подлинность по УФ-спектру (форма, положение максимумов и минимумов характерны для каждого вещества), определения примесей и продуктов разложения, контроля растворения таблеток и капсул (dissolution test).

В биохимических и клинических лабораториях спектрофотометры используются для определения концентрации белка (методы Лоури, Брэдфорд, биуретовый метод — измерение оптической плотности окрашенных комплексов при 280, 595, 540 нм), нуклеиновых кислот (ДНК и РНК поглощают при 260 нм, отношение A₂₆₀/A₂₈₀ характеризует чистоту), ферментативной активности (мониторинг изменения оптической плотности субстрата или продукта реакции во времени), клинических показателей (билирубин, глюкоза, холестерин, мочевина после цветных реакций).

В химических лабораториях спектрофотометры применяются для количественного определения концентрации ионов металлов после комплексообразования с органическими реагентами (фотометрические методы определения железа, меди, никеля, кобальта, хрома), анализа органических соединений (ароматические углеводороды, фенолы, альдегиды, кетоны), контроля чистоты растворителей, мониторинга химических реакций. В экологических лабораториях — для определения загрязняющих веществ в воде, почве, воздухе (нефтепродукты, фенолы, нитраты, фосфаты, тяжёлые металлы).

В пищевой промышленности спектрофотометры используются для определения витаминов, красителей, антиоксидантов, контроля качества напитков (цветность пива, прозрачность соков), анализа жиров и масел. В научных исследованиях — для изучения структуры молекул, кинетики химических и биохимических реакций, равновесий в растворах, взаимодействий между молекулами.

Купить спектрофотометры в LABSPACE

LABSPACE предлагает спектрофотометры METTLER TOLEDO, ОКБ Спектр, Экрос с официальной гарантией производителя, доставкой по России, пуско-наладкой, обучением персонала и комплексным сервисным обслуживанием. Консультации по выбору оптимальной модели под задачи и бюджет вашей лаборатории. Для заказа звоните **8 (800) 600 59 64**. LABSPACE — точный спектральный анализ для профессиональных лабораторий.