راهنمای خرید اسپکتروفتومتر

فهرست مطالب

اسپکتروفتومتر چیست؟

اسپکتروفتومتر ابزاری که اطلاعات ارزشمند مواد مختلف را به کمک نور استخراج می کند. این دستگاه میزان نور جذب شده، بازتابی و عبوری توسط یک ماده را اندازه گیری می کند. اسپکتروفتومترها در پزشکی، زیست پزشکی، پزشکی قانونی، کنترل کیفیت، داروسازی، فیزیک، شیمی و دیگر حوزه هایی که به شناسایی مواد نیاز دارند، کار غلظت سنجی و شناسایی ویژگی های مواد را انجام می دهند.

تفاوت اسپکترومتر و اسپکتروفتومتر

هنگام خرید طیف سنج می بایست به تفاوت های اسپکترومتر و اسپکتروفتومتر دقت کنیم. اسپکترومترها طیف ویژگی های نور را در یک بازه خاصی از طیف الکترومغناطیسی اندازه گیری می کنند. در حالی که اسپکتروفتومتر میزان جذب و عبور نور را پس از برخورد با یک نمونه اندازه می گیرد. اسپکترومترها در بازه طیفی گاما و X نیز وجود دارند اما اسپکتروفتومترها تنها در نواحی نزدیک به ناحیه مرئی طیف گیری می کنند. ناحیه فرابنفش، مرئی و فروسرخ نزدیک نقش حیاتی در اسپکتروفتومتری دارند.

گفتن این نکته نیز خالی از لطف نیست که همه اسپکتروفتومترها شامل اسپکترومتر نیز می شوند. به بیان دقیق تر، اسپکتروفتومتر از اسپکترومتر و فتومتر تشکیل شده است. اسپکترومترها پرتوی نور را منتقل و طول موج های مختلف آن را از هم جدا می کنند. پس از گذر طول موج مورد نظر از نمونه، فتومتر میزان نور جذب شده را اندازه گیری کرده و سپس به خروجی قابل مشاهده در نرم افزار تبدیل می شود.

برای خرید اسپکتروفتومتر چه نکاتی را در نظر داشته باشیم؟

بازار خرید اسپکتروفتومتر بازار بسیار گیج کننده و پیچیده ای است. اگر مشتری به درستی نداند که چه محصولی نیاز وی را برطرف می کند ممکن است دستگاهی که در نهایت می خرد پاسخگوی همه نیازهایش نباشد و یا با داشتن قابلیت های اضافه که به کار مشتری نمی آید، وی را مجبور به پرداخت هزینه بیشتری نماید. انتخاب یک اسپکتروفتومتر مناسب می تواند چالش برانگیز باشد زیرا محدودیت های تشخیص، کیفیت داده ها، زمان اندازه گیری، سرعت آنالیز، سهولت استفاده، انعطاف پذیری، اطمینان از نتایج، بازه طول موجی و بسیاری پارامترهای دیگر باید در نظر گرفته شود. بهتر است پیش از شروع فرایند خرید این موارد را به دقت بررسی نمایید:

  • نیازهای آزمایشگاه یا سازمان شما
  • مشخصات فنی و ظاهری دستگاه های موجود در بازار
  • قیمت دستگاه های موجود در بازار
  • پشتیبانی و خدمات پس از فروش شرکت های مختلف
نیازها

اسپکتروفتومترها کاربردهای بسیار زیاد و مختلفی دارند. بنابراین تنوع مشخصات و حتی ظاهر آن ها در بازار زیاد است و خریداران می بایست اهداف و حدود تشخیص ابزار را ارزیابی کنند. کاربران می توانند بسته به اهداف تحقیق مشخص کنند که از ناحیه فرابنفش تا فروسرخ نزدیک بیشتر با کدام طول موج ها سر و کار دارند. یا اینکه تنها با یک نمونه کار خواهند کرد یا نیاز دارند چند نمونه را به سرعت آنالیز کنند. از طرفی اسپکتروفتومترها به دو دسته اصلی تک پرتو و دوپرتو نیز تقسیم می شوند که برای کاربر تفاوت زیادی ایجاد می کند. پس باید پیش از خرید نیاز کاربر را به شکل دقیق مشخص کرد.

به طور کلی در مورد نیاز خود باید به سؤالات زیر پاسخ دهید:

چه نمونه هایی را اندازه گیری می کنید؟

محدوده تشخیص مورد نظر شما چیست؟

آیا اندازه گیری میزان جذب و عبور برای شما اهمیت دارد یا جذب و بازتاب؟

کدام ویژگی های نمونه ها را بررسی می کنید؟

مشخصات فنی و ظاهری

بازه طول موجی: از مهمترین مشخصاتی که باید در نظر بگیرید، بازه طول موجی است:

مدل نور مرئی: معمولاً بازه طول موجی ۳۲۰ تا ۱۰۰۰ نانومتر دارند که اغلب توسط لامپ تنگستن تولید می شود. این مدل ها معمولاً قابل حمل هستند و برای اندازه گیری های میدانی مناسب هستند.

مدل مرئی- فرابنفش: در این مدل از دو لامپ تنگستن و دوتریوم استفاده می شود و بازه ۱۹۰ تا ۱۱۰۰ نانومتر را پوشش می دهد (برخی از آن ها از ۱۷۵ نانومتر نیز طیف گیری می کنند). نکته مهم این است که لامپ دوتریوم ناحیه فرابنفش را به طور کامل پوشش می دهد و شروع بازه طیفی به قدرت اسپکترومتر دستگاه بستگی دارد. در برخی از این نوع اسپکتروفتومترها از لامپ زنون نیز استفاده می شود. این طیف سنج ها بیشتر در پزشکی قانونی، جرم شناسی، چاپ و صنایع نساجی، شیمی، فیزیک و داروسازی مورد استفاده قرار می گیرند.

مدل فروسرخ و فروسرخ نزدیک- FTIR: در این اسپکتروفتومترها از نور فروسرخ برای تابش به ماده و دریافت اطلاعات استفاده می شود. این دسته از اسپکتروفتومترها بیشتر برای تجزیه و تحلیل پروتئین، فیبر، چربی، کیفیت آب و هوا، داروسازی و شناسایی پلیمرها و پلاستیک ها مورد استفاده قرار می گیرند و مدل های مختلف آن از ۷۰۰ تا ۱۵۰۰۰ نانومتر را طیف گیری می کند.

تفاوت اسپکتروفتومتر تک پرتو و دو پرتو: دستگاه های تک پرتو همانطور که از نام آن مشخص است، برای اندازه گیری تنها از یک پرتوی نور استفاده می کنند؛ بدین معنی که ابتدا جذب مرجع و سپس جذب نمونه اصلی اندازه گیری می شود. اختلاف این دو اندازه گیری، جذب نمونه خواهد بود. اسپکتروفتومترهای تک پرتو دامنه دینامیکی بالاتری دارند و از اسپکتروفتومترهای دوپرتو ساده تر، ارزان تر و کوچکتر هستند.

در دستگاه های دو پرتو، پرتوی نور تابیده به دو قسمت تقسیم می شود که به صورت متناوب بین مرجع و نمونه حرکت می کند تا زمان اندازه گیری کاهش یابد. این کار موجب می شود که طیف مرجع و نمونه به طور همزمان و در زمان خیلی کم اندازه گیری شود. به دلیل افزایش سرعت در این نوع اندازه گیری، برای بررسی مواد پویا و موادی که با گذشت زمان تغییر غلظت دارند، استفاده می شود. از طرفی، اسپکتروفتومتر دوپرتو از طریق تصحیح خودکار مداوم دارای دقت اندازه گیری بیشتری نسبت به اسپکتروفتومتر تک پرتو است و پایداری طیفی بیشتری دارد.

آشکارساز: تمام اندازه گیری های طیف سنجی با استفاده از یک آشکارساز انجام می شود که فوتون ها را به یک سیگنال قابل اندازه گیری تبدیل می کند. نمونه بارز آشکارساز، چشم انسان است که می تواند نور مرئی را در بازه طول موجی ۳۹۰ تا ۷۰۰ نانومتر تشخیص دهد. نحوه تبدیل فوتون ها به سیگنال های الکتریکی بسیار متفاوت است، اما به طور کلی می توان آن ها را به دو دسته تقسیم کرد: آن هایی که از طریق اثر فوتوالکتریک کار می کنند و آن هایی که بر اساس خصوصیات نیمه هادی ها کار می کنند.

همه آشکارسازها را می توان از نظر ویژگی های اساسی مختلف از جمله پاسخ طیفی، بازده کوانتومی، دامنه دینامیکی، زمان پاسخ و نسبت سیگنال به نویز ارزیابی کرد. شرکت های سازنده برای تشخیص میزان جذب معمولاً از PMTها یا فتودیودها استفاده می کنند. PMTها زمان پاسخ سریع و حساسیت بیشتری نسبت به فوتودیودها دارند اما فوتودیودها دامنه دینامیکی بیشتری دارند.

زمان اندازه گیری و سرعت آنالیز آشکارساز: تولید سیگنال الکتریکی از فوتون برخوردی در یک بازه زمانی بسیار سریع اما قابل اندازه گیری اتفاق می افتد که بستگی زیادی به نوع آشکارساز دارد. زمان پاسخگویی در واقع مقدار زمان مورد نیاز آشکارساز برای تولید سیگنال بعدی است. برخی اسپکتروفتومترها که آشکارساز فوتودیود دارند، طیف گیری را در کسری از ثانیه (میلی ثانیه) انجام می دهند. آشکارسازی های فوتوکاتد زمان پاسخی در مقیاس نانوثانیه دارند که امکان مطالعه رویدادهای بسیار کوتاه را فراهم می کنند. در حالی که برخی دیگر که سیستم اسکنی دارند چند ثانیه طول می کشد تا خروجی را اعلام کنند. بنابراین در صورتی که آزمایش های مبتنی بر زمان و بسیار سریع دارید، از خرید دستگاه های اسکنی خودداری کنید.

علاوه بر زمان طیف گیری، زمانی که نرم افزار نیاز دارد تا اطلاعات را آنالیز کند نیز می بایست در نظر گرفته شود. اگر کار تحقیقاتی انجام می دهید ممکن است زمان برای شما مورد تعیین کننده ای نباشد. اما در صورتی که اسپکتروفتومتر برای آنالیز مواد ورودی یا خروجی یک کارخانه مورد استفاده قرار می گیرد و سرعت فاکتور مهمی است، سعی کنید دستگاه سریع تر را خریداری کنید.

نسبت سیگنال به نویز آشکارساز: همه آشکارسازها سیگنال های کوچکی تولید می کنند که با عنوان نویز دستگاه شناخته می شود. این نویز حاوی هیچ اطلاعات مفیدی نیست و بنابراین می بایست در دستگاه به حداقل برسد. هرچه نسبت سیگنال به نویز بالاتر باشد، آشکارساز حساس تر شناخته می شود.

نسبت سیگنال به نویز بیش از هر چیز به خنکسازی آشکارساز مرتبط است. به طور کلی می توان گفت که به ازای هر ده درجه سانتیگراد کاهش درجه حرارت، میزان نویز ۳۰ درصد کاهش می یابد. بنابراین اگر با نمونه های حساسی سر و کار دارید که طیف آن ها عموماً با نویز زیاد همراه است، اسپکتروفتومتری با طیف سنج خنک سازی شده خریداری کنید.

دامنه دینامیکی آشکارساز: دامنه دینامیکی یک آشکارساز در واقع حداکثر سیگنال قابل دستیابی نسبت به نویز است. آشکارسازی با دامنه دینامیکی بالا قادر است فوتون های بسیار ضعیف را نیز اندازه گیری کند. اما این نکته را در نظر داشته باشید که با افزایش دامنه شدت قابل اندازه گیری، نسبت سیگنال به نویز کوچکتر می شود که نتیجه آن حساسیت کمتر دستگاه است. بنابراین دستگاهی انتخاب کنید که آشکارساز آن دامنه دینامیکی بهینه داشته باشد.

حساسیت: حساسیت به معنی حساسیت فوتومتریک (مقدار نور مورد نیاز برای شناسایی سیگنال) و حساسیت کمومتریک (کمترین میزان اختلاف جذب قابل شناسایی) است.

برای افزایش حساسیت، دستگاه هایی با اسپکترومتر سردسازی شده را انتخاب کنید که با استفاده از آن ها می توان زمان طیف گیری را افزایش داد.

پهنای باند و رزولوشن طیفی: رزولوشن به معنی توانایی تمایز بین دو طول موج در فاصله نزدیک توسط طیف سنج است. برای مثال اگر در یک طیف فاصله دو قله از هم نیم نانومتر است، برای تشخیص به اسپکترومتری نیاز دارید که رزولوشن آن حداقل نیم نانومتر باشد.

هرچقدر پهنای باند در دستگاه اسپکتروفتومتر کمتر باشد، می تواند اندازه گیری با رزولوشن بالاتر انجام دهد. پهنای باند تا حد زیادی به عرض شکاف (اسلیت) مونوکروماتور (عرض پرتوی نور که وارد طیف سنج می شود) بستگی دارد. برای جدا کردن دو خط طیفی، لازم است که این خطوط حداقل به اندازه عرض اسلیت به اضافه یک پیکسل پراکنده شوند. برخی دستگاه ها برای دسترسی دادن به رزولوشن های مختلف، کیت اسلیت دارند که شامل اسلیت با اندازه های مختلف (برخی تا ۴ اندازه مختلف- ۲۵، ۵۰، ۱۰۰ و ۲۰۰ میکرومتر) است و می تواند وضوح را برای کاربردهای مختلف تغییر دهد. پهنای اسلیت متغیر برای کاربر آزادی عمل بیشتری ایجاد می کند.

شکل و اندازه: هنگام خرید حتما به فضای در نظر گرفته شده برای اسپکتروفتومتر در آزمایشگاه یا اتاق کار خود توجه کنید. اگر محدودیت فضا دارید دستگاه هایی که دارای نمایشگر هستند برای شما مناسب ترند؛ چرا که فضای کمتری را اشغال می کنند. ضمن اینکه در نظر داشته باشید که اسپکتروفتومترهای دوپرتو عموماً کمی از اسپکتروفتومترهای تک پرتو بزرگتر هستند.

سهولت استفاده: سهولت استفاده هم به سخت افزار دستگاه برمی گردد و هم به نرم افزار. باید توجه داشته باشید که هر دوی این موارد از سادگی استفاده برخوردار باشند. پیچیدگی نرم افزار و نیز راه اندازی دستگاه ممکن است کاربر را دچار خستگی یا اشتباه کند. این مورد زمانی بیشتر اهمیت پیدا می کند که دستگاه را برای بخش های صنعتی خریداری می کنید (و نه دانشگاهی و پژوهشی). چرا که در بخش های صنعتی عمدتاً کاربر غیرمختصص است و در صورتی که استفاده از دستگاه ساده نباشد وی را دچار سردرگمی می کند.

صفحه نمایش: معمولاً دستگاه هایی که دارای صفحه نمایش هستند نرم افزار ضعیف تری دارند و مناسب کارهای تحقیقاتی نیستند. از طرفی دستگاه هایی که قابلیت اتصال به کامپیوتر دارند طرفداران کمتری در حوزه صنعت و بخش های QC و QA دارند؛ چرا که این کاربران ترجیح می دهند تنها یک خروجی کیفی مشاهده کنند و نیازی به دیدن کل طیف و اطلاعات دقیق تر ندارند.

محل قرارگیری نمونه: بسته به کاربری دستگاه، محل قرارگیری نمونه متفاوت است. ممکن است بخواهید طیف یک فیلم و یا یک محلول را اندازه بگیرید. ممکن است ترجیح دهید محلول را داخل کووت نریخته و مستقیماً درون لوله آزمایش طیف گیری را انجام دهید (بنابراین دستگاه باید قابلیت نگهداری لوله آزمایش و کارکردن با درب باز را داشته باشد). برخی کاربران نیز ترجیح می دهند برای افزایش سرعت از اسپکتروفتومترهای چند کووتی استفاده نمایند.

امکان گرم کردن نمونه: شاید نیاز داشته باشید که در طول طیف گیری نمونه را گرم کنید. در این صورت حتماً هنگام خرید به این قابلیت دستگاه توجه داشته باشید.

کالیبره بودن دستگاه و تنظیمات نرم افزار براساس دستورالعمل های نظارتی: اگر اسپکتروفتومتر را برای کارهای تحقیقاتی خریداری می کنید این موضوع اهمیتی ندارد؛ اما در صورتی که موادی که شما با آن ها سروکار دارید می بایست آزمون های خاصی را بگذرانند، این موضوع مهم است. برخی شرکت ها دستگاه هایی را می فروشند که گواهینامه های ویژه ای دارند. برای مثال خریدارهای فعال در حوزه دارویی و غذایی ترجیح می دهند دستگاهی بخرند که از پیش گوهینامه لازم را دریافت کرده باشد.

نیاز به کالیبراسیون: سیستم های اسکنی به دلیل داشتن قطعات متحرک نیاز به کالیبراسیون دوره ای دارند. این موضوع دقت اندازه گیری را پس از مدتی تحت الشعاع قرار می دهد. بنابراین در صورت خرید دستگاه اسکنی این موضوع را مد نظر قرار دهید.

قیمت

سعی کنید با در نظر گرفتن تمامی مشخصات مورد نیاز خود، در نهایت دستگاهی را انتخاب کنید که از نظر قیمت مناسب باشد. حتی اگر محدودیت بودجه ندارید، دستگاه گران قیمت را خریداری نکنید. چرا که امکانات بیشتر ممکن است کاربر را با پیچیدگی هایی مواجه کند که لذت کار کردن با دستگاه و نیز کارایی را برای وی کم کند. یکی از پارامترهایی که هزینه نهایی اسپکتروفتومتر را برای کاربر زیاد می کند، وارداتی بودن دستگاه است. پس این نکته را نیز در نظر داشته باشید.

خرید مدل های قدیمی برندها یا مدل های جدیدتر نیز تفاوت قیمت زیادی ایجاد می کند و به کاربری شما بستگی دارد. بنابراین برای تصمیم گیری می بایست نیاز خودتان را بسنجید. در صورتی که یک مدل قدیمی پاسخ نیاز شما را می دهد، هزینه بالاتر برای مدل های جدید صرف نکنید. اما قبل از خرید حتماً از گارانتی کامل توسط فروشنده مطمئن شوید؛ چرا که برخی شرکت های فروشنده مدل های قدیمی خود را گارانتی نمی کنند.

پشتیبانی و خدمات پس از فروش

خدمات پس از فروش: حتماً در هنگام خرید باید به پشتیبانی و خدمات پس از فروش دقت کنید. برای این کار علاوه بر بررسی و مقایسه تعهداتی که شرکت های فروشنده به شما می دهند لازم است با مشتری های قبلی آن کمپانی نیز ارتباط بگیرید تا این موضوع صحت سنجی شود.

امکان سفارشی سازی: یکی از پارامترهای مهم در حمایت از مشتری، امکان سفارشی سازی محصولات است. در صورتی که نیازی دارید که هیچ کدام از اسپکتروفتومترهای موجود در بازار آن را برآورده نمی کند و یا دستگاهی با امکانات کمتر می خواهید که هزینه شما پایین بیاید، از شرکت های تولیدکننده بخواهید دستگاه مورد نیاز شما را سفارشی سازی کنند. شرکت های کمی هستند که این مورد را می پذیرند؛ اما در نهایت شما دستگاهی مطابق با نیاز خود دریافت نموده اید.

بازدید دوره ای و نگهداری از دستگاه: از آنجایی که اسپکتروفتومترها ابزارهای پیشرفته ای هستند، نیاز به نگهداری درست دارند تا اندازه گیری دقیق انجام دهند و طول عمر مفیدی داشته باشند. برای این کار نیاز است از شرکت فروشنده در مورد انجام کالیبراسیون و بازدید دوره ای سؤال بپرسید.

داشتن کتابخانه طیفی: برخی از شرکت ها به همراه اسپکتروفتومتر، یک کتابخانه طیفی از مواد مرجع نیز به مشتری ارائه می دهند. این کتابخانه معمولاً برای کاربران غیر پژوهشی و مبتدی عرضه می شود. اگر نیاز به دسترسی به طیف مرجع مواد معمول دارید از فروشنده درباره داشتن کتابخانه سؤال بپرسید.

luctus tristique velit, vulputate, ut nunc fringilla odio Aliquam quis venenatis facilisis