Спектрометр — это прибор, используемый для измерения состава объекта или среды. Спектрометрия объединяет методы анализа, которые позволяют определить состав объекта или среды, изучив спектр взаимодействия материи с излучением. Спектр представляет собой совокупность элементарных частиц объекта и позволяет понять структуру его материала. Существует несколько методов спектрометрии, которые можно разделить на две большие категории: спектрометрия излучения и масс-спектрометрия.
Итак, существует два основных типа спектрометров: спектрометры излучения и массовые спектрометры.
Рамановский спектрометр Horiba
Спектрометры излучения
Массовый спектрометр Thermo Scientific
Принцип работы массовых спектрометров заключается в разделении в газовой фазе заряженных молекул (ионов) в соответствии с их соотношением масса/заряд (m/z). Массовые спектрометры позволяют определить:
Спектрометрия используется в самых различных областях. В данном руководстве мы сосредоточимся главным образом на биологическом анализе, исследованиях, фармацевтической промышленности и анализе окружающей среды.
Абсорбционный спектрометр Agilent
В зависимости от типа анализа и метода возбуждения различают следующие методы: атомная абсорбция, молекулярная абсорбция и инфракрасное излучение.
Атомные-абсорбционные спектрометры
Эти типы спектрометров используются для проведения анализов на атомном уровне. Этот метод обычно требует предварительного этапа атомизации, при которой молекулы диссоциируют на свободные атомы. Эта форма абсорбционной спектрометрии очень эффективна и поэтому имеет чрезвычайно широкий спектр применения. Точные измерения возможно произвести даже в случае, когда образец состоит из сложного набора химических элементов. Это эталонный метод для анализа микроэлементов в широком спектре образцов, включая биологические образцы. Например, в медицине атомно-абсорбционная спектрометрия позволяет проводить точный анализ образцов крови или тканей, взятых у пациентов.
Существует два типа атомно-абсорбционных спектрометров:
Спектрометр УФ-видимого диапазона Spectronic Camspec
Молекулярно-абсорбционные спектрометры
Данные спектрометры используются для проведения анализов на молекулярном уровне. Это наиболее широко используемый метод качественного и количественного анализа веществ. Испускаемые фотоны находятся в УФ-видимом спектральном диапазоне. Преимущество молекулярной абсорбционной спектроскопии заключается в том, что она простая в использовании, неразрушающая и быстрая. Однако она применима только к образцам низкой сложности: ширина полос молекулярного поглощения недостаточно точна, чтобы конкретно определить все компоненты сложного состава.
В зависимости от способа возбуждения различают:
Инфракрасный спектрометр Bruker
Инфракрасные спектры поглощения позволяют определить природу химических связей в молекуле, и, таким образом, подтвердить структурные гипотезы.
Таким образом, инфракрасная спектрометрия позволяет устранить неясности относительно структуры молекулы. Тем не менее, этот метод менее точен, если молекула содержит много атомов: спектр быстро становится сложным, и к интерпретации данных нужно подходить с осторожностью. Это особенно характерно для органических соединений. В таком случае предпочтительнее использовать абсорбционную спектрометрию.
Эмиссионные спектрометры в основном используются для количественного и качественного анализа на атомном уровне. При таком анализе образец возбуждается и испускает излучение. Количественное измерение этого излучения от стимулированных атомов позволяет определить концентрацию вещества.
Обозначим несколько особенностей, связанных с данным типом спектрометров:
В зависимости от типа возбуждения и эмиссии различают:
Флуоресцентный спектрометр Edinburgh Instruments
Эмиссия флуоресценции наблюдается при возбуждении частицы электромагнитным излучением. Испускаемое излучение специфично для анализируемой частицы. Таким образом, преимущество данного метода заключается в высокой точности и специфичности, что делает его особенно подходящим для измерения очень низких концентраций. Тем не менее, этот метод более сложен в реализации, чем абсорбционная спектрометрия.
Если возбуждение осуществляется рентгеновским излучением, то говорят о рентгеновской флуоресценции.
Атомно-эмиссионные спектрометры
При данном методе атомы возбуждаются термическим путем, подвергаясь воздействию высоких температур. Однако возбуждение производится не селективно, а безразборно на все частицы, составляющие образец. Каждая линия излучения соответствует определенному элементу, а спектр излучения позволяет обнаружить и количественно оценить все атомы или молекулы, присутствующие в образце.
Масс-спектрометрия используется для определения молекулярной массы вещества и получения его структурных данных.
Для проведения масс-спектрометрического анализа необходимо, чтобы образец прошел через этап испарения и ионизации. Образовавшийся молекулярный ион разделяется на фрагменты, которые сортируются в анализаторе в соответствии с соотношением масса/заряд и затем собираются детектором. В результате получается масс-спектр, характерный для состава образца.
Это чрезвычайно чувствительный метод обнаружения и идентификации. В частности, этот метод широко используется для анализа белков.
Данный метод имеет следующие преимущества и особенности:
(No Ratings Yet)
Загрузка...
