اسپکتروفتومتر یا طیف سنج نوری

اسپکتروفتومتر (spectrophotometer) متشکل از دو وسیله، یعنی Spectr (طیف سنج) برای تولید نور از هـر رنـگ انتخـاب شـده (طـول مـوج) و photometer (نور سنج) برای اندازه گیری شدت نور است.اسپکتروفتومتری یا طیف سنجی روشی است که با استفاده از عبور نور از یک آنالیت در یک محلول شیمیایی و تعیین میزان جذب و عبور نور از آن به تعیین خصوصیات آن آنالیت و ماده شیمیایی می پردازد. نور مورد استفاده طیفی از انرژی الکترومغناطیس می باشد که هر طیف نوری دارای طول موج و فرکانس مشخصی است.

اسپکتروفتومتر نور ثابت با طول موج دلخواه به وجـود مـی آورد. پـس از عـبـور نـور از مـحـلـول، نـور بـاقیمـانـده به قسمت نورسنجی یا فوتومتر می رود. فوتومتر از نوع فتومولتی پلایر تیوب، فوتو دیود و… نـور را بـه سیگنـال الکتـریکـی تبـدیـل می کند. سپس سیگنال های دریافت شده اندازه گیری و پردازش می شـونـد تـا کمیـت مـورد نظـر بـه دسـت آیـد. خـروجی اسـپـکـتــروفــوتــومتـر همیشـه نمـوداری از شـدت نـور نسبت به طول موج است. داده‌هایی که برای تولید نـمـودار گردآوری شده، در جدولی از شدت نور و طـول مـوج ذخیره می‌شود. مقدار گراف بیان کننده مـقـدار عبور یا مقدار جذب اسـت. اسپکتـروفـوتـومتـرهـای امـروزی دیجیتـالی بوده و به وسیله میکروپروسسور کنترل می شوند.

میزان جذب هر ماده شیمیایی در طول موج های مختلف انرژی الکترومغناطیس متفاوت می باشد. با توجه به این امر، هر ماده شیمیایی در طول موج خاصی از انرژی الکترومغناطیس حداکثر جذب و حداقل عبور را خواهد داشت که این فرآیند در جهت تعیین خاصیت آن ماده شیمیایی استفاده می شود.

همچنین غلظت هر ماده شیمیایی نیز در میزان جذب طول موج خاصی از امواج الکترومغناطیس تاثیر دارد. بطوریکه با افزایش غلظت ماده، میزان جذب در طول موج مشخص افزایش و با کاهش غلظت، میزان جذب کاهش و مقدار نور عبوری افزایش می یابد که به نام قانون بیر شناخته می شود.

انواع مختلف دستگاه اسپکتروفوتومتر

اسپکتروفوتومتری مرئی و ماوراء بنفش (UV/Vis) و اسپکتـروفـوتـومتـری فـرابنفـش-مـرئی-مادون قرمز نزدیک (Uv/Vis/NIR) دو نوع عمده این دستگاه هستند.

دستگاه های اسپکتروفتومتر ماوراء بنفش / مرئی به عنوان پر مصرف ترین دستگاه های اسپکتروفتومتر در آزمایشگاه بوده که در آن با توجه به میزان عبور و جذب ، غلظت مواد در یک نمونه تعیین می شود .

عموما منابع نوری قابل استفاده در این دستگاه یک لامپ هالوژن تنگستن، برای نور مرئی و یک لامپ دوتریم برای نور UVاست. این دستگاه دارای مدل مـخـتـلـفــی اســت. بــرای مـثــال سیستـم جهـت انـدازه گیری‌های کمی با کارایی بالا در بازه۹۰۰-۱۹۰ نانو متر طـراحـی شده است. کاربرد های نوعی این دستگاه عـبــارتـنــد از: آنــالـیــز رنـگــی رنـگ هـا و مـنـسـوجـات، محلول‌های کدر، مطالعات سینتیکی آنزیمی در علوم زیستی، بیو‌شیمی و آزمایشگاه های دارویی.

اسپکتـرومتـر مـرئـی/مـاورای بنفـش قـابلیـت اندازه گیری های با کارآیی بالا را تا طول موج ۳۳۰۰ نانو متر و با دقت بالا را ارائه می کند. از جمله کاربرد های این دستگاه می توان به مطالعه پوشش های انعکاسی و ضد انعکاسی، پوشش های اصلاح رنگ، تشخیص پهنای نوار عبوری فیلتر های فرابنفش، مرئی و مادون قرمز نزدیک اشاره کرد.