امروزه، با پیشرفت تکنولوژی در حوزه های مختلف، دستگاه های آنالیز بسیاری تولید شده اند و توانسته اند سرعت آنالیز و دقت نتایج آزمایشگاهی را تا حد بسیاری تقویت کنند. یکی از این دستگاه های شگفت انگیز و بسیار کاربردی اپتیکی، که احتمالاً نام آن را نیز شنیده باشید، اسپکتروفتومتر است.
به زبان ساده، اسپکتروفتومتر دستگاهی علمی است که کار آن آنالیز و شناسایی مواد ناشناخته بر اساس امواج نور است و در طیف وسیعی از حوزه های صنعتی و آزمایشگاهی، مانند شیمی، بیولوژی، صنایع نفت و گاز، آب و فاضلاب، صنعت غذا و دارو، محیط زیست و ... به کار می رود.
امروز با ما همراه باشید تا ماهیت عملکردی و حوزه های کاربردی این دستگاه کاربردی و همه کاره را به شما معرفی کنیم. به همین منظور، ابتدا تعریف دقیقی از اسپکتروفتومتر خواهیم داشت تا چرایی اهمیت و نقش آن در صنعت مشخص شود.
علم اپتیک، که شاخه ای از فیزیک است، به امواج نور و خواص آن می پردازد و بر این اساس، دستگاه های مختلفی در این حوزه ساخته شده اند که در حوزه آنالیز و آزمایشگاه های تحلیلی فعالیت دارند.
یکی از این دستگاه های ارزشمند، اسپکتروفتومتر است و بر این اساس عمل می کند که با عبور دادن امواج نوری از مواد ناشناخته، ویژگی های آن ماده را بدست می آورند. شاید برایتان سوال باشد که چرا مستقیماً خود آن ماده سنجیده نمی شود؟
برای پاسخ به این سوال باید بگوییم که برای اینکه بتوانیم به طور مستقیم بسیاری از خصوصیات ماده را بدانیم، لازمه آن این است که بتوانیم ابعاد کوانتومی داخل آن را ببینیم. اما از آنجا که این امکان وجود ندارد، لذا دانشمندان از روش های غیر مستقیم استفاده می کنند که اسپکتروفتومتری یکی از این روش هاست.
در اسپکتروفتومتر ها، نور با طول موج خاص (مرئی، فرابنفش، فروسرخ و ...) با ماده برخورد می کند، برهمکنشی بین آنها اتفاق می افتد و پس از آن، نور برهمکنش کننده مورد آنالیز طیفی قرار می گیرد و درنهایت، مشخصاتی از ماده (مانند غلظت ترکیبات مختلف) اندازه گیری می شود. بریم ببینیم برهمکنش نور با ماده به چه شکل هست.
پیش از اینکه به دستگاه بپردازیم، ببینیم که نور و ماده چگونه با یکدیگر برهمکنش دارند. از آنجایی که نور یا امواج الکترومغناطیسی، طول موج های مختلفی دارند (انرژی های مختلف دارند) و مواد نیز ممکن است جامد، مایع یا گاز باشند و آرایش الکترونی متفاوتی داشته باشند، برخورد نور به ماده به پدیده های مختلفی منجر می شود.
بطور کلی برهمکنش های رایج بین نور و ماده، در سه حالت جذب، عبور و بازتاب آن از سطح است. بسیاری از مواد، مانند محلول ها می توانند نور با طول موج های خاصی را جذب کنند و مواد شفاف نیز قابلیت عبور دادن نور از خود را دارند (البته این فرایند معمولاً همزمان می توانند وجود داشته باشند). اما نور در تابش به اجسام کدر معمولاً از سطح آن بازتاب می شود.
بر اساس این رفتارهاست که اسپکتروفتومتر عمل می کنند. به طور اختصاصی در مورد اسپکتروفتومتر های نوع جذبی-عبوری، نمونه مجهول در حالت محلول یا یک لایه بسیار نازک شفاف، در معرض تابش نور قرار می گیرد. بخشی از نور توسط نمونه جذب می شود و مابقی آن از ماده عبور می کند.
اصل اساسی پشت اسپکتروفتومتر جذبی، قانون بیر-لامبرت است که بیان می کند که میزان جذب و عبور نور توسط یک نمونه، با غلظت گونه های جذب کننده و طول مسیر نور در نمونه نسبت مستقیم دارد. بنابراین، با آنالیز این نور عبور کرده، می توان ترکیبات محلول و غلظت آنها را شناسایی کرد.
مراحل آنالیز در یک اسپکتروفتومتر به این شکل است که نور عبوری از نمونه مجهول، توسط قطعات اپتیکی مانند منشور یا توری پراش، به اجزای کوچک تر تفکیک می شود (مانند نور رنگین کمانی پس از باران). سپس توسط سیستم های آشکارسازی حساس به نور، شدت آنها ثبت و اندازه گیری می شود. دانشمندان با تحلیل طیف ارائه شده، داده های مفیدی را در مورد ماده استخراج می کنند.
اسپکتروفتومتر، سرعت آنالیز و دقت بسیار بالایی دارند و از این رو جایگاه ویژه ای را بخش های آزمایشگاهی زمینه های مختلف علمی و صنعتی دارند. در ادامه به برخی از کاربردهای این دستگاه شگفت انگیز می پردازیم.
اسپکتروفتومتر ها به طور گسترده در آزمایشگاه های شیمیایی و بیوشیمیایی برای تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مواد (مواد شیمیایی، DNA، پروتئین ها و ...) استفاده می شوند.
از اسپکتروفتومتر در تحقیق و توسعه دارویی برای آنالیز خلوص و غلظت داروها و اطمینان از کنترل کیفیت آنها استفاده می شود. در آزمایشگاه های پزشکی نیز می توانند غلظت ترکیبات خاص در مایعات بدن مانند خون، ادرار و بزاق را اندازه گیری کنند و به تشخیص بیماری های مختلف کمک کنند.
در پایش محیطی برای ارزیابی کیفیت آب، آلودگی هوا و آلودگی خاک نیز از اسپکتروفتومتر به طور گسترده استفاده می شود زیرا می توانند آلاینده هایی مانند فلزات سنگین، ترکیبات آلی و مواد مغذی را شناسایی و کمی سازی کنند.
در تولید مواد غذایی و نوشیدنی ها، معمولاً برای تعیین و کنترل رنگ، کیفیت و قوام محصولات از اسپکتروفتومتر استفاده می شود.
اینها تنها چند نمونه از نحوه ادغام اسپکتروفتومتر ها در زندگی ما هستند. تطبیق پذیری و دقت این دستگاه ها، آنها را به ابزاری ضروری در زمینه های مختلف علمی، صنعتی و تحقیقاتی تبدیل می کند.
خرید اسپکتروفتومتر متناسب با کاربرد، یکی از ضروریات هر آزمایشگاه تحلیلی است که باید به طور جدی به آن پرداخته شود. با توجه به استفاده گسترده این دستگاه در آزمایشگاه های کشور، برندهای مختلف داخلی و خارجی مورد استفاده قرار می گیرند که هرکدام ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند و معمولاً برای نمایش نتایج خروجی، باید به یک کامپیوتر مجزا متصل شوند.
یکی از شرکت های پیشرو در حوزه تولید انواع اسپکتروفتومتر ایرانی و دیگر دستگاه های آنالیزی و طیف سنجی، شرکت دانش بنیان بلورآزما سنجش نور است. طراحی اسپکتروفتومتر های شرکت بلورآزما به گونه ای است که عملکرد بسیار بالایی برای آنالیز دارند و از نظر کیفیت و قیمت، قابل مقایسه با برندهای معتبر خارجی از جمله HACH و Shimadzu می باشند.
انواع اسپکتروفتومتر ایرانی این شرکت، تمام اتوماتیک بوده و امکان اندازه گیری چند نمونه به طور همزمان را برای شما فراهم می کنند. بعلاوه، دستگاه ها مجهز به مانیتور هستند که نیاز به سیستم کامپیوتری اضافه را نیز حذف می کند و از این رو مقرون به صرفه تر از نمونه های دیگر است.
دستگاه ها از نظر نرم افزاری، عملکردهای متنوعی را کنترل می کنند و از این رو هم امکان آنالیز کمی وجود دارد و هم آنالیز کیفی امکان پذیر است. تمامی محصولات نیز دارای حداقل دو سال گارانتی و 15 سال خدمات پس از فروش هستند.
جهت دریافت مشاوره رایگان یا خرید اسپکتروفتومتر، با کارشناسان تیم بلورآزما حاصل فرمایید تا راهنمایی های لازم را ارائه دهند. ضمناً برای مراکز دولتی، تسهیلات ویژه ای اهدا می شود.
