UV-Vis espektrofotometroak tresna sofistikatuak dira hainbat arlo zientifikoetan. Garrantzia izan arren, jende askok ez du guztiz ulertzen gailu horiek, aplikazioak eta nola funtzionatzen duten. Artikulu honetan UV-Vis espektrofotometroen azalpen sakona eman nahi da, beren printzipioak, erabilerak eta enplegatuak dituzten inguruabarrak estaltzen dituztenak.
Zer da UV-Vis espektrofotometroa?
UV-V V-Vis espektrofotometroa ultravioletaren (UV) eta ikusgai (VIS) espektro elektromagnetikoko eskualdeetan argiaren intentsitatea neurtzeko erabiltzen den gailu analitikoa da. Tresna horiek funtsezkoak dira substantzien propietate optikoak aztertzeko, haien kontzentrazioa zehazteko eta haien portaera argi baldintza desberdinetan ulertzeko.
Nola funtzionatzen du UV-Vis espektrofotometroa?
UV-Vis espektrofotometro baten funtzionamendua funtsezko hainbat osagai eta urratsak dakartza:
Argi iturria:
Espektrofotometroak argi-iturri bat dauka, normalean deuteriozko lanpara (UV argiarentzako) eta wolframio lanpara bat (argi ikusgai egiteko). Lanpara hauek argia eta ikusgai dauden espektroetan argia igortzen dute.
Monokromatzailea:
Iturriak igortzen duen argia monokromatzaile baten bidez igarotzen da eta horrek banakako uhin-luzera bihurtzen du. Normalean prisma edo difrakzioa birrintzea erabiltzen da.
Laginaren titularra:
Argi monokromatikoa laginaren titularraren bidez zuzentzen da, non laginaren konponbidea cuvette batean kokatzen den, beira edo kuartzoz osatutako edukiontzi txiki bat.
Detektagailua:
Lagina igaro ondoren, argia detektagailu batera iristen da. Detektagailuak transmititutako argiaren intentsitatea neurtzen du eta seinale elektriko bihurtzen du.
Datuen analisia:
Seinale elektrikoa ordenagailu edo mikroprozesadore batek prozesatzen du, eta horrek espektro bat sortzen du lagina uhin-luzera desberdinetan erakusten duena.
UV-Vis espektrofotometriaren printzipioak
UV-Vis espektrofotometriaren oinarrizko printzipioa garagardo lambert legea da, argiaren ibilbidea egiten duen materialaren propietateen argiaren xurgapena erlazionatzen duena. Legea honela adierazten da:
= ⋅⋅
non:
A xurgapena da (unitateak ez, ratioa baita).
Molar xurgapen koefizientea da (l / mol · cm), substantziak uhin luzera jakin batean argia nola xurgatzen duen adierazten duen konstantea da.
laginean xurgatzeko espezieen kontzentrazioa da (mol / l).
Argia laginean (cm) bidaiatzen duen bidearen luzera da.
Xurgapena kontzentrazioaren eta bidearen luzeraren araberako proportzionala da zuzenean, UV-V bis espektrofotometria analisi kuantitatiboaren tresna indartsua bihurtuz.
UV-Vis espektrofotometroen aplikazioak
UV-Vis espektrofotometroak aplikazio ugari dituzte arlo desberdinetan:
1. Kimika
Kontzentrazioaren determinazioa:
UV-Vis espektrofotometroak normalean erabiltzen dira soluzioen kontzentrazioa zehazteko. Adibidez, ADNaren, proteinen edo bestelako biomolekulen kontzentrazioa uhin-luzera zehatzetan bere absortzazioa neurtu daiteke.
Erreakzioaren zinetika:
Tresna horiek erreakzio kimikoen tasak aztertzen laguntzen dute denboran zehar erreaktiboen edo produktuen xurgapenaren jarraipena eginez.
Analisi kimikoa:
Konposatu kimikoen analisi kualitatibo eta kuantitatiboetarako erabiltzen dira, bere xurgatzaile espektroetan oinarritutako substantziak identifikatzen laguntzen.
2. Biokimika eta Biologia Molekularra
Proteina eta azido nukleikoaren kuantifikazioa:
UV-V bis espektrofotometria ezinbestekoa da azido nukleikoen (ADNa eta RNA) kontzentrazioa eta garbitasuna neurtzeko biokimikan (ADNa eta RNA) eta proteinak neurtzeko.
Entzima jarduera:
Entzimaren jarduera erreakzio entzimatikoetan parte hartzen duten substratuen edo produktuen xurgapena neurtuz azter daiteke.
3. Ingurumen Zientziak
Uraren kalitatearen probak:
UV-V bis espektrofotometroak kutsatzaileak uretan hautemateko eta kuantifikatzeko erabiltzen dira, hala nola nitratoak, fosfatoak eta metal astunak.
Airearen kalitatearen jarraipena:
Airearen kutsatzaileak kontrolatzen laguntzen dute ozono eta nitrogeno dioxidoa bezalako gasaren xurgapena neurtuz.
4. Analisi klinikoa eta farmazeutikoa
Droga probak eta garapena:
Farmazia industrian, UV-V bis espektrofotometroak erabiltzen dira drogen kontzentrazioa eta garbitasuna aztertzeko eta farmazia konposatuen egonkortasuna eta degradazioa aztertzeko.
Diagnostiko klinikoak:
Tresna horiek diagnostiko klinikoetan laguntzen dute, hainbat substantzien kontzentrazioa gorputz fluidoetan, hala nola glukosa, kolesterola eta bilirubina.
5. Elikagaien eta edarien industria
Kalitatearen kontrola:
UV-Vis espektrofotometria elikagaien eta edarien kalitatea eta segurtasuna bermatzeko erabiltzen da gehigarrien, kontserbatzaileen eta kutsatzaileen kontzentrazioa neurtuz.
Nutrizio analisia:
Bitaminen, mineralen eta elikagaien produktuen beste mantenugaien kontzentrazioa teknika hau erabiliz zehaztu daiteke.
UV-Vis espektrofotometro motak
UV-Vis espektrofotometroak ko
ni hainbat konfigurazioetan, aplikazio zehatzetarako egokia da:
Habe bakarreko espektrofotometroak:
Hauek argi bide bakarra dute, hau da, erreferentzia eta laginaren neurketak sekuentzialki hartzen dira. Sinpleagoak eta errentagarriak dira, baina zehatzagoak izan daitezke argi iturriaren intentsitatearen potentzialen ondorioz.
Beam bikoitzeko espektrofotometroak:
Tresna horiek argia bi bideetan banatu zuten, bata laginetik igarotzen da eta bestea erreferentzia baten bidez. Konfigurazio honek aldibereko neurketa ahalbidetzen du, argiaren intentsitatearen gorabeherak konpentsatu eta emaitza zehatzagoak eskainiz.
Microplate irakurleak:
Emanaldi altuko emanaldirako diseinatuta, mikroplato irakurleek lagin anitz neurtu ditzakete aldi berean mikroplatuak erabiliz putzu anitzekin, bioteknologian eta farmaziko industrietan erabiltzen direnak.
UV-V-V bis espektrofotometro eramangarriak:
Gailu trinko hauek, eskuko gailuak landa-lanetarako eta in situ aztertzeko erabiltzen dira, ingurumenaren jarraipena eta kalitate kontrolerako erosotasuna eta malgutasuna eskainiz.
Teknika eta aldakuntza aurreratuak
UV-Vis espektrofotometria eboluzionatu da teknika eta aldakuntza aurreratuak sartzea:
1. Deribazio espektrofotometria
Teknika honek xurgapen-espektroaren deribatua kalkulatzea dakar, gailur gainjarpenen ebazpena hobetuz eta nahasketa konplexuen kontzentrazio neurketen zehaztasuna hobetuz.
2. Gelditutako fluxua espektrofotometria
Erreakzio bizkorreko zinetika ikasteko erabiltzen da, gelditutako fluxuen espektrofotometria erreaktiboak azkar nahasten dira eta denbora errealean xurgapen aldaketak neurtzen ditu, prozesu biokimiko eta kimiko azkarrei buruzko informazioa emanez.
3. Espektroskopia fotoikoustikoa
Metodo honek argi modulatuaren xurgapenarekin sortutako soinu-uhinak neurtzen ditu, sentsibilitate handia eskainiz, lagin sendoak eta opakuak ikasteko, eta hori ez da eraginkorra den espektrofotometria tradizionala eraginkorra izan.
Abantailak eta mugak
Abantailak
Ez-suntsitzailea:
UV-Vis espektrofotometria orokorrean ez da suntsitzailea, lagina kontserbatzen du azterketa gehiagorako.
Sentsibilitate handia eta zehaztasuna:
Teknikak sentsibilitate eta zehaztasun handia eskaintzen du, analitoko kontzentrazio baxuak detektatzeko eta kuantifikatzeko egokia da.
Aldakortasuna:
Substantzia ugari, besteak beste, konposatu organikoak eta ez-organikoak, hainbat estatuetan (solidoa, likidoa eta gasa) aztertzea.
Azkar eta sinplea:
Neurriak normalean azkar eta zuzenak dira, analisi eraginkorra eta errutina ahalbidetuz.
Mugak
Interferentziak:
Antzeko uhin-luzerak xurgatzen dituzten substantzien presentziak azterketa zaildu dezake.
Laginak prestatzea:
Lagin batzuek prestaketa edo diluzio zabala behar dute, akatsak aurkeztea.
Informazio mugatua:
UV-Vis espektrofotometriak konposatuen kontzentrazioari eta xurgapenari buruzko informazioa ematen du batez ere, baina egiturazko ikuspegi zehatzak ditu, masa espektrometria edo NMR bezalako teknika osagarriak eskatzen dituztenak.
UV-Vis espektrofotometroak ezinbesteko tresnak dira zientzia modernoetan, substantzia ugari aztertzeko metodo polifazetikoa eta indartsua eskainiz. Haien aplikazioak hainbat arlotan zehar igarotzen dira, besteak beste, kimika, biokimika, ingurumen zientzia, diagnostiko klinikoak eta elikagaien industria barne. UV-Vis espektrofotometriaren printzipioak, funtzionamenduak eta erabilerak ulertzeak zientzialariek eta profesionalek ikerketa eta garapenerako, kalitatearen kontrolerako eta helburu analitikoetarako aukera dute. Mugak izan arren, UV-Vis espektrofotometroa laborategi analitikoen ardatz bat izaten jarraitzen du, zientzia eta teknologiaren aurrerapenak nabarmen laguntzen.
