Что такое спектрофлуориметр , как устроен, какие задачи выполняет
Флуоресценцией называется излучение в процессе перехода от возбужденного состояния к основному. Длина волны, срок излучения зависит от особенностей флуорофора. Для регистрации спектра флуоресценции и ее возбуждения используются Спектрофлуориметры . При изменении спектра появляется возможность выявить кинетические процессы, формы флуорофора, химический состав гетерогенной/гомогенной среды.
Устройство, принцип работы спектрофлуориметра
Главное отличие этого оборудования от флуориметров — замена спектральных фильтров на монохроматоры (призмы, решетки), способные выдбирать длину волн оптического излучения/флуоресценции. Для настройки монохроматоров используется щель, чувствительность снижается, разрешение, чистота спектра повышается одновременно с ее уменьшением.
Излучение возбуждается:
- газоразрядными ксеноновыми лампами, отличающимися высокой интенсивностью и равномерностью свечения. Диапазон излучения широкий (300-800 нм), интенсивность области волн до 200 нм;
- ртутными лампами с большим выбором волн, равномерным спектром;
- лазером, оснащенным светофильтрами, или монохроматорами, отличающимися узким интервалом волн (до 0,01 нм), высокой интенсивностью света;
- светодиодом (матрицей из светодиодов), излучающие заранее определенный диапазон волн.
Количественные параметры измеряются по площади, интенсивности полосы, при помощи кривых, полученных для внутренних проверочных стандартов (образцов, концентрация которых известна).
Пробы чаще всего помещаются в кюветы из кварца прямоугольной или цилиндрической формы с объемом 1-3 мл. Иногда используются капиллярные держатели меньшего объема, кюветы с вместимостью 100-300 мкл.
Эффективность флуоресценции меняется одновременно с колебаниями температуры, зависит от:
- растворителя;
- рН раствора;
- концентрации в растворе кислорода;
- свойств постоянного освещения.
Современные приборы работают в 2-х режимах:
- спектрофлуориметра (определяется концентрация в твердых и жидких веществах в пределах спектра 220 - 820 нм, измеряется и регистрируется спектры флуоресценции);
- спектрофотометра (определяется концентрация в твердых и жидких веществах в пределах спектра 220 до 1000 нм, измеряется и регистрируется оптическая плотность, спектры поглощения и пропускания).
Главное преимущество — минимальное количество вещества для проведения исследований. Результаты оцениваются в реальном времени. Спектрофлуориметры идеальны для выявления флуоресцирующих элементов в практически любой среде.
Перед покупкой важно оценить минусы. Результаты зависят от свойств пробы и окружающей среды, не выявляются вещества, которые не способны к флуоресценции.
Область применения
Спектрофлуориметры используются в различных сферах:
- в экологическом контроле (анализ воды на наличие нефтепродуктов, хлорофилла-А в водоемах);
- при проведении научных исследований (выявление в биологических объектах люминесцентных меток/веществ, измерение параметров спектров свечения);
- в геологии (изыскания, исследование геологических процессов, поиск полезных ископаемых);
- для оценки технологий (определение спектральных свойств бумаги, на которой печатаются ценные бумаги и денежные банкноты, анализ люминесцентных порошков, люминофоров);
- в медицине (изучение свечения микроорганизмов, биологических препаратов, анализ ДНК и клеток, клиническая, лабораторная диагностика);
- в исследованиях фотосинтеза белков;
- в анализе нефтепродуктов;
- для классификации продуктов питания, определения ингредиентов алкогольных напитков, оценка подлинности, качества масел);
- для выявления в продуктах пестицидов;
- для выявления дефектов упаковочных материалов;
- в судебной экспертизе.
Критерии выбора
Подбор прибора, полностью соответствующего выполняемой задаче, может быть затруднен большим количеством производителей, широким ассортиментом.
Необходимо учесть:
- надежность;
- достоверность результатов исследований;
- устойчивость к отказам;
- простоту настройки, обслуживания;
- тип источника света;
- диапазон измерений;
- эргономичность;
- требования к дополнительному функционалу;
- ремонтопригодность;
- доступность сервисного обслуживания;
- наличие проверки, сертификации, внесение в Госреестр;
- метод изготовления кювета (спекание, склеивание, пайка);
- производителя;
- конкурентоспособность цены.
При выборе кювета важно учесть, что клееный нельзя использовать с любым растворителем, изготовленный спеканием накапливает элементы проб в порах, создает проблемы при удалении сорбированных веществ. Всех этих недостатков лишены паяные кюветы.
Одним из лучших производителей считается Agilent Technologies из США. Спектрофлуориметр Cary Eclipse укомплектован ксеноновой лампой, обеспечивающей высокую чувствительность, предотвращающей фотообесцвечивание. Высокая надежность и гибкость функциональности позволяются использовать этот прибор для решения широкого круга аналитических задач. Четыре режима исследований обеспечивают высокое качество результатов, время анализа сокращает оптический зонд. Cary Eclipse является единственным прибором, полностью исключающим засветку внешним освещением.
Все преимущества :
- универсальность (наличие режимов флуоресценции, биолюминесценции, хемилюминесценции фосфоресценции);
- минимальные затраты на эксплуатацию (срок службы лампы до 10-и лет);
- повышение точности результатов за счет зонда;
- максимальная скорость сбора данных (24 000 нм/мин);
- независимость параметров чувствительности от вида кювет;
- предотвращение разрушения проб;
При выборе продавца необходимо учесть ассортимент оборудования в каталоге, условия доставки и оплаты, наличие гарантий производителей, наличие помощи в подборе аналогов и комплектующих, качество сервиса.