Приборы
Первый прибор – атлетический снаряд. Для переноски требуется 3-4 человека.
Используются кварцевые кюветы, поворачиваются с помощью механической каручели.
Однолучевой. Монохроматический источник света. Такие источники получаются из полихроматического, из перекальной лампы накаливания или из водородной, если нужен УФ диапазон. Деление спектра с помощью призмы. В современных – дифракционные решетки, более компактный и точный интрумент.
Далее выбираем нужной длины волны свет, с помощью оптической сстемы направляем на образец.
После образца – регистратор (детектор). Это или фотоэлектронный умножитель, высокочувствительный детектор света, широкий диапазон длин волн, или, в боле современных источниках, полупроводниковый прибор, та же CD камера, или отдельные элементы камеры и чувствительный фотодиод.
Эволюция приборов – уменьшились кюветы, потому что см3 очень неэкономно. Сначала кюветы сокращали объем, и при этом уменьшалась длина светового пути, а потом стали уменьшать неиспользуемую ширину, не уменьшая длины светового пути.
Проточные приборы, позволяют измерять концентрацию в процессе, on-line, real-time.
Проточная колба из кварцевого стекла, снизу и сверху подаетсявещество.
Можно регистрировать результаты хроматографии и э/ф.
Следующий шаг – миниатюризация, уменьшение объема измеряемого вещества при высокой чувствительности.
Вершина – советский Милихром. Придуман в Академгородке. Двулучевой, есть кювета сравнения. Перед тем, как попасть на образец, луч света делится полупрозрачным зеркалом на 2 одинаковых по интенсивности луча, Идетектора тоже 2. При этом нивелируются случайные колебания источника света, и показатели уже сразу относительны. Прибор проточный. Объем кюветы – 4 мкл. Меньше только единичные измерения в капиллярах, но такие приборы не являются проточными, капилляры одноразовые.
Западный аналог – NanoDrop, кювета 2 мкл. Меньше уже некуда. Маленькая капелька наносится на стеклянную линзу, металлическое отполированное коромысло, которое служит зеркалом, раздавливает каплю, после этого задается точная длина пути. Но плохая воспроизводимость и большая погрешность, и надо делать 2-3 измерения, так что выиграша в объеме относительно милихрома не особо заметно. Не проточный.
Единственное, для Милихрома не достаточно 4 мкл, надо 20-30 чтобы заполнить трубки.
В современных однолучевых приборах есть модификации оптической системы. Например, несколько полупрозрачных зеркал отбирают часть исходного полихромного светового пучка, измеряется интенсивность света real-time, корректируются показания, чтобы компенсировать флуктуации источника света. Или например с целью корректировать флуктуации системы светоделения до нужной длины волны.
Двулучевые приборы. Тоже есть система зеркал, которая компенсирует флуктуации источника света. Путь света может вводиться не дифракционной решеткой, а просто фильтром света. Щель – ширина диапазона используемых световых волн. Полихроматический свет разлагаем по спетру, а потом выбираем нужный диапазон. Дилемма. С одной стороны, хотим иметь монохроматический источник, ∆λ→0, и, соответственно, нужен как можно более узкий дипазон длин волн. Но чем уже диапазон, тем меньше интенсивность длин волн. Соответственно уменьшаем точность. Аналог принципа неопределенности.
В старых сфектрофотометров есть ручка, которая задает ширину щели, через которую проникает свет.