راهنمای جامع خرید اسپکتروفتومتر
تفاوت تکنولوژی های مرئی، UV-Vis و مادون قرمز چیست؟
اگر مسئول خرید تجهیزات آزمایشگاهی باشید یا قصد راه اندازی یک آزمایشگاه کنترل کیفیت را داشته باشید، احتمالا هنگام مواجهه با لیست قیمت انواع اسپکتروفتومتر دچار سرگیجه شده اید.
در یک سمت، دستگاه هایی با قیمت چند ده میلیون تومان می بینید و در سمت دیگر، سیستم هایی که قیمتشان به چند میلیارد تومان می رسد. فروشندگان از اصطلاحاتی مانند “UV-Vis” ،”Single Beam” ،”FT-IR” و “آرایه ای” استفاده می کنند. اما تفاوت واقعی این دستگاه ها در چیست؟ آیا یک دستگاه ارزان قیمت ویزیبل (Visible) نمی تواند کار یک دستگاه گران قیمت مادون قرمز (IR) را انجام دهد؟
پاسخ کوتاه است: “خیر”
هر کدام از این دستگاه ها به زبان متفاوتی با مولکول ها صحبت می کنند و اطلاعات کاملا متفاوتی را استخراج می نمایند. انتخاب اشتباه در این مرحله، می تواند به معنای هدر رفتن کامل بودجه یا ناتوانی در انجام آزمایش های حیاتی باشد.
در این مقاله تخصصی از آراتجهیز، ما لایه های بازاریابی را کنار می زنیم و به عمق فنی و کاربردی تفاوت های سه تکنولوژی اصلی اسپکتروفتومتری (مرئی، فرابنفش-مرئی و مادون قرمز) می پردازیم.
اصل اول: نور به عنوان ابزار اندازه گیری
برای درک تفاوت این دستگاه ها، باید بدانیم که نور فقط چیزی نیست که با چشم می بینیم. نور یک طیف انرژی الکترومغناطیسی است. مولکول های مختلف، بسته به ساختار شیمیایی شان، به بخش های متفاوتی از این انرژی واکنش نشان می دهند.
- نور مرئی و فرابنفش (UV-Vis) معمولا باعث جهش الکترون ها به لایه های بالاتر انرژی می شود.
- نور مادون قرمز (IR) انرژی کمتری دارد و نمی تواند الکترون ها را جابجا کند، اما باعث لرزش و ارتعاش پیوندها می شود.
همین تفاوت بنیادین در نحوه تعامل نور با ماده، تعیین می کند که هر دستگاه برای چه کاری ساخته شده است.
۱. اسپکتروفتومتر ویزیبل (Visible): ساده، رنگی و اقتصادی
این دسته از دستگاه ها، دروازه ورود به دنیای اسپکتروسکوپی هستند. همانطور که از نامشان پیداست، این دستگاهها فقط در ناحیه نور مرئی (طول موج حدود ۳۲۰ تا ۱۱۰۰ نانومتر) کار میکنند.
-
ساختار فنی
قلب تپنده این دستگاه ها معمولا یک لامپ ساده تنگستن یا هالوژن است (شبیه لامپ های خودرو). آشکارساز آن ها نیز معمولا فتودیودهای سیلیکونی ساده است. از آنجایی که نیاز به عبور نور فرابنفش نیست، تمام قطعات اپتیکی و حتی کووت های (ظرف نمونه) مورد استفاده می توانند از جنس شیشه معمولی یا پلاستیک باشند که قیمت را به شدت کاهش می دهد.
-
کاربرد اصلی
قانون کلی این است: “اگر محلول شما رنگی است (یا با معرف رنگی می شود)، احتمالا با این دستگاه قابل سنجش است.”
-
- تصفیه آب و فاضلاب: اندازه گیری کدورت، کلر، فسفات و نیترات (با استفاده از معرف های رنگزا)
- صنایع غذایی: سنجش رنگ نوشیدنی ها، قندهای احیاکننده
- آموزش: آزمایشگاه های شیمی مدارس و دانشگاه ها برای آموزش قانون بیر-لامبرت
-
محدودیت بزرگ
شما با این دستگاه کور هستید نسبت به هر چیزی که رنگ ندارد! اکثر داروهای شیمیایی، DNA ،RNA و پروتئین ها محلول های شفاف و بی رنگ هستند و این دستگاه قادر به دیدن و اندازه گیری آن ها نیست.
۲. اسپکتروفتومتر UV-Vis (فرابنفش-مرئی): استاندارد طلایی آزمایشگاه
این دستگاه، آچار فرانسه آزمایشگاه های مدرن است! واژه UV مخفف UltraViolet (فرابنفش) است و به این معنی است که دستگاه علاوه بر ناحیه مرئی، ناحیه ۱۹۰ تا ۳۲۰ نانومتر را نیز پوشش می دهد.
-
تفاوت فنی با مدل Visible
برای تولید نور UV، لامپ تنگستن کافی نیست؛ بنابراین یک لامپ گران قیمت دوم به نام لامپ دوتریوم (Deuterium) به دستگاه اضافه می شود. همچنین، چون شیشه و پلاستیک نور UV را جذب می کنند (مانند عینک آفتابی)، تمام عدسی ها، آینه ها و کووت های مورد استفاده باید از جنس کوارتز خالص باشند. همین موضوع دلیل اصلی قیمت بالاتر این دستگاه هاست.
-
کاربرد اصلی
- زیست شناسی مولکولی: اسیدهای نوکلئیک (DNA/RNA) در طول موج ۲۶۰ نانومتر و پروتئین ها در ۲۸۰ نانومتر جذب دارند. بدون دستگاه UV-Vis، کار در آزمایشگاه ژنتیک عملا غیرممکن است.
- داروسازی: تقریبا تمام آنالیزهای کنترل کیفیت داروها (Assay و Dissolution) طبق فارماکوپه نیاز به خوانش در ناحیه UV دارند (مثلا ایبوپروفن، استامینوفن و آنتی بیوتیک ها)
- شیمی آلی: بررسی ترکیبات دارای پیوندهای دوگانه و حلقه های آروماتیک
-
نکته خرید
اگر بودجه شما اجازه می دهد، همیشه خرید یک دستگاه UV-Vis حتی برای کارهای ساده توصیه می شود. چرا؟ چون یک دستگاه UV-Vis می تواند کار دستگاه Visible را انجام دهد، اما برعکس آن ممکن نیست. این خرید دست شما را برای توسعه آزمایش های آینده باز می گذارد.
۳. اسپکتروفتومتر مادون قرمز (IR / FT-IR): کارآگاه شناسایی مواد
اگر دو دستگاه قبلی به ما می گویند چقدر از یک ماده داریم (غلظت)، دستگاه IR به ما میگوید این ماده چیست (شناسایی ماهیت)
-
ساختار فنی
در مدل های مدرن که FT-IR (تبدیل فوریه) نامیده می شوند، از تکنولوژی تداخل سنجی لیزری استفاده می شود. منبع نور معمولا یک میله سرامیکی داغ (Globar) است. برخلاف دو مدل قبل که نمونه معمولا مایع است، در FT-IR نمونه ها اغلب جامد، پودر یا فیلم نازک هستند.
-
اصل عملکرد (اثر انگشت مولکولی)
هر پیوند شیمیایی (مثلاً C-H، O-H، C=O) فرکانس لرزش خاص خود را دارد. طیف خروجی این دستگاه، قله هایی را نشان می دهد که دقیقا مشخص می کند چه گروه های عاملی در نمونه وجود دارد. ناحیه ای از طیف به نام “Fingerprint Region” وجود دارد که برای هر مولکول منحصربه فرد است.
-
کاربرد اصلی
- مهندسی معکوس و شناسایی: تشخیص اینکه یک پودر سفید ناشناخته، کوکائین است یا آرد؟ پلیمر بدنه یک قطعه از جنس پلیاتیلن است یا پلیپروپیلن؟
- کنترل ورودی مواد اولیه: اطمینان از اینکه بشکه ماده اولیه خریداری شده دقیقا همان چیزی است که ادعا شده
- پزشکی قانونی: شناسایی الیاف، رنگ ها و مواد منفجره در صحنه جرم
- سنتز شیمیایی: اطمینان از اینکه واکنش شیمیایی کامل شده و ماده اولیه به محصول تبدیل شده است.
جدول راهنمای سریع انتخاب محصول
برای جمع بندی، می توانید از راهنمای زیر برای تصمیم گیری نهایی استفاده کنید:
| ویژگی | اسپکتروفتومتر Visible | اسپکتروفتومتر UV-Vis | اسپکتروفتومتر FT-IR (مادون قرمز) |
| محدوده طول موج | ۳۲۰ تا ۱۱۰۰ نانومتر | ۱۹۰ تا ۱۱۰۰ نانومتر | ۲۵۰۰ تا ۲۵۰۰۰ نانومتر (تکنیکال: ۴۰۰۰-۴۰۰ cm⁻¹) |
| سوال اصلی؟ | چقدر غلیظ است؟ (رنگی) | چقدر غلیظ است؟ (رنگی و بی رنگ) | این ماده چیست؟ (ساختار مولکولی) |
| جنس ظرف نمونه | شیشه، پلاستیک | کوارتز | کریستال های نمکی (KBr, ZnSe) یا الماس (ATR) |
| لامپ | تنگستن / هالوژن | دوتریوم + هالوژن (یا زنون) | منبع مادون قرمز (Globar) |
| مشتری اصلی | تصفیه آب، مدارس، صنایع غذایی | داروسازی، ژنتیک، تحقیقاتی | پلیمر، پتروشیمی، تشخیص هویت، شیمی آلی |
” جهت استعلام خرید دستگاه اسپکتروفتومتر با مشاورین واحد فروش شرکت آراتجهیز فارمد ۸۸۴۰۱۷۰۰-۰۲۱ در ارتباط باشید. “
جمع بندی نهایی
انتخاب دستگاه مناسب، مرز باریکی بین “صرفه جویی هوشمندانه” و “خسارت عملیاتی” است. خرید یک دستگاه Visible ارزان برای آزمایشگاه داروسازی اشتباه است، همانطور که خرید یک FT-IR گران قیمت برای سنجش کلر آب استخر، هدر دادن پول است!
ما در شرکت آراتجهیزفارمد با تکیه بر دانش فنی کارشناسان خود، آماده ایم تا فرآیند انتخاب را برای شما مشتریان عزیز ساده کنیم. چه به دنبال یک دستگاه UV-Vis روتین باشید و چه نیازمند یک سیستم پیشرفته FT-IR با قابلیت ATR باشید، ما بهترین گزینه های بازار جهانی را با تضمین اصالت و خدمات پس از فروش به شما ارائه خواهیم داد.
