Что такое спектрофлуориметр, как устроен, какие задачи выполняет
Флуоресценция — это излучение, спектр которого при переходе между возбужденным и основным состоянием распределен по длине волн, зависящей от интенсивности свечения. При оптической плотности раствора до 0,01 спектр возбуждения может совпадать со спектром поглощения. Для регистрации параметров, выявлении вида флуорофора, кинетических процессов, определения характеристик среды используются спектрофлуориметры. Световые сигналы сначала преобразуются в аналоговые электрические, затем в цифровые.Устройство спектрофлуориметра
Разделение данного оборудования по области применения и устойчивости к давлению атмосферы определено ГОСТ 12997-84. По устойчивости к влаге и колебаниям температуры спектрофлуориметры относятся к группе В восстанавливаемых лабораторных приборов. Для управления используется программное обеспечение, установленное на ПК.
Компоненты системы:
-
источник света со сплошным спектром, с возможностью накладки узких линий;
-
оптико-механический узел для коррекции рассеянного свечения;
-
монохроматор (решетка, призма) для селекции волн;
-
оптическая система, фиксирующая излучение на образце;
-
приемник;
-
опорный канал, оснащенный квантовым счетчиком;
-
флуорометрический модуль для проведения исследований под углом 90 градусов.
Роль источника света может выполнять:
-
светодиод (светодиодная матрица) с заранее определенным интервалом волн;
-
ртутная лампа с равномерным спектром, большим диапазоном длины волн;
-
ксеноновая лампа с интенсивным, равномерным свечением (до 200 нм);
-
лазер с монохроматором/светофильтром, интенсивным светом, минимальным интервалом по длине волн (до 0,01 нм).
Концентрация образцов должна быть известна, определяется в процессе внутренней проверки по интенсивности и площади диапазона свечения. Кюветы с объемом 1-3 мл чаще всего изготовлены из кварца. При замене капиллярными держателями вместимость 100-300 мкл.
Эффективность исследования зависит от:
-
колебаний температуры;
-
рН раствора;
-
типа растворителя;
-
объема кислорода в растворе;
-
характеристик освещения в помещении.
Самые современные спектрофлуориметры работают так же в режиме спектрофотометров, что дает возможность фиксировать спектры пропускания/поглощения, оптическую плотность, концентрацию в диапазоне 220 до 1000 нм в жидких/твердых образцах.
Объем проб минимальный, для большинства сфер применения важна оценка результатов в реальном времени.
Работа спектрофлуориометра
Автор фотографии:https://mungfali.com/post/9050DDDDD3D906FA9D37D2AF047C9BCBC070AF27
Принцип действия зависит от режима работы. При выборе спектрофлуориметра участки спектра узкие, монохроматором сканируется возбуждающее/испускаемое свечение, после регистрации проводится анализ спектров. В режиме спектрофотометра после прохождения сквозь образец в потоке света измеряется длина волн, сравнивается с параметрами, полученными в отсутствии образца.
Режимы работы спектрофлуориметра:
-
создание спектров синхронного возбуждения (у каждого компонента смеси имеются свои отличия);
-
создание спектров излучения, длина волн которых зависит от интенсивности выделения при неизменных параметрах;
-
создание спектров возбуждения, длина волн которых зависит от интенсивности излучения при неизменных параметрах волн регистрации.
Важный плюс спектрофлуориметров — возможность до начала исследования определять длину волн, шаг, время накопления.
Преимущества спектрофлуориметрии
Для проведения любых исследований в соответствии с современными требованиям важна эффективность, высокое качество и надежность.
Ключевые преимущества спектрофлуориметров:
-
многофункциональность;
-
высокая чувствительность, точность;
-
постоянный спектральный интервал;
-
автоматизация коррекции спектров;
-
высокая скорость проведения измерений;
-
широкий диапазоне спектров;
-
3D-формат результатов;
-
измерение эффективности, квантового измерения флуоресценции;
-
возможность усовершенствовать систему дополнительным оборудованием.
Спектрофлуориметрия — гибкий, многофункциональный инструмент, который отличается высокой скоростью сканирования. За одну секунду регистрируется несколько десятков точек измерений. Для проведения анализа небольших жидких/твердых проб не требуется светодеструкция.
Область применения
Список сфер использования широкий:
-
геология (поиск полезных ископаемых, исследования процессов);
-
экологический контроль;
-
контроль за технологиями при производстве люминофоров, люминесцентных порошков);
-
анализ воды, пищевых продуктов, алкогольных напитков, нефтепродуктов;
-
исследования фотосинтеза;
-
выявление пестицидов;
-
судебная экспертиза (анализ бумаги, чернил);
-
исследование вирусов, бактерий, клиническая диагностика;
-
анализ ДНК;
-
наука (анализ люминесцентных веществ, меток, биологических объектов).
Как правильно выбрать спектрофлуориметр
Если прибор не производится на заказ, необходимо оценить:
-
соответствие выполняемым задачам;
-
универсальность;
-
необходимость в дополнительном функционале;
-
эргономичность;
-
диапазон измерений;
-
вид источника света;
-
технология производства кювета;
-
достоверность результатов;
-
надежность;
-
ремонтопригодность;
-
сертификацию, присутствие перечне Госреестра, наличие проверки;
-
производителя, продавца;
-
конкурентоспособность стоимости;
-
доступность услуг по обслуживанию.
Самые лучшие кюветы паянные, позволяющие легко удалять остатки проб.
Одним из лучших российских производителей можно считать СОЛАР:
-
оборудование многофункциональное;
-
интервал спектров постоянный, коррекция автоматическая;
-
точность измерений высокая;
-
возможно исследование фотонестабильных проб.