Спектроник 20
Spectronic 20 — это марка однолучевых спектрофотометров , предназначенных для работы в видимом спектре. [ 1 ] в диапазоне длин волн от 340 до 950 нм со спектральной полосой пропускания 20 нм. [ 2 ] [ 3 ] Он предназначен для количественного измерения поглощения на одной длине волны. [ 1 ] Поскольку он измеряет пропускание или поглощение видимого света раствором , [ 4 ] его иногда называют колориметром . [ 5 ] [ 6 ] Название прибора является торговой маркой производителя. [ 3 ]
Spectronic 20, разработанный компанией Bausch & Lomb и выпущенный в 1953 году, стал первым недорогим спектрофотометром. [ 5 ] Он быстро стал отраслевым стандартом. [ 7 ] благодаря невысокой стоимости, долговечности и простоте использования, [ 8 ] и его называли «культовым лабораторным спектрофотометром». [ 9 ] За почти 60-летний период производства было продано около 600 000 единиц. Это был наиболее широко используемый спектрофотометр в мире. [ 1 ] Производство было прекращено в 2011 году, когда его заменил Spectronic 200. [ 10 ] но Spectronic 20 все еще широко используется. [ 8 ] Его иногда называют «Spec 20». [ 8 ]
Дизайн
[ редактировать ]
Колориметр Bausch & Lomb Spectronic 20 использует с дифракционной решеткой монохроматор в сочетании с системой обнаружения, усиления и измерения длин волн света в диапазоне от 340 до 950 нм. [ 11 ] : 3
Как показано на принципиальной оптической диаграмме (см. слева), полихроматический свет от источника в системе проходит через линзы, которые отражаются и рассеиваются дифракционной решеткой, чтобы ограничить диапазон длин волн света. Этот ограниченный диапазон длин волн затем пропускают через измеряемый образец. Интенсивность проходящего света определяется фототрубки детектором . Механическое перемещение дифракционной решетки с помощью кулачка, прикрепленного к регулятору длины волны, позволяет пользователю выбирать различные длины волн. Это «ручка λ», где λ относится к длине волны света, используемой для измерения. [ 11 ] : 3–5
Количественные измерения
[ редактировать ]
| Внешние видео | |
|---|---|
 | |
 «Введение в колориметрию» (Spectronic 20) , Дэвид Франк | |
| «Видео абсорбционной спектрофотометрии 02. Функциональный тест Spectronic 20+» , Робин Эйкен | |
| «Лабораторный протокол – Spec 200 (спектрофотометрия блока 2)» , Марк Гарсия |
Многие вещества поглощают свет в ультрафиолетовом и видимом диапазоне. Поглощение на любой конкретной длине волны в ультрафиолетовом видимом диапазоне пропорционально концентрации веществ в растворе или другой среде в соответствии с соотношением Бера-Ламберта . В практическом смысле соотношение Бера-Ламберта можно сформулировать как:
A = ε x l x c
где A — поглощение, измеренное прибором, ε — молярный коэффициент поглощения образца, l — длина пути светового луча через образец, а c — концентрация вещества в растворе или среде. [ 12 ] Таким образом, Spectronic 20 обычно используется для количественного определения концентрации интересующего вещества. Spectronic 20 измеряет поглощение света при заранее определенной концентрации, и концентрация рассчитывается на основе соотношения Бера-Ламберта. [ 12 ]
Поглощение света представляет собой десятичный логарифм отношения коэффициента пропускания чистого растворителя к коэффициенту пропускания образца, поэтому два показателя поглощения и пропускания могут быть взаимопреобразованы. [ 12 ] Таким образом, можно построить график зависимости либо пропускания, либо поглощения от концентрации, используя измерения Spectronic 20. Построение кривой с использованием процентного пропускания света дает экспоненциальную кривую. Однако поглощение линейно связано с концентрацией, поэтому поглощение часто предпочтительнее для построения стандартной кривой. Стандартная кривая этого типа связывает концентрацию раствора (по оси X) с показателями его поглощения (ось Y). [ 13 ]
Чтобы получить такую кривую, готовят серию разведений раствора с известной концентрацией и получают показания для каждого из разведений (см. график слева). [ 13 ] На этом графике наклон линии представляет собой произведение ε x l . Измерив серию стандартов и создав стандартную кривую, можно количественно определить количество или концентрацию вещества в образце, определив поглощение по Spec 20 и найдя соответствующую концентрацию на калибровочной кривой. Альтернативно, можно построить логарифм процентного пропускания в зависимости от концентрации, чтобы построить стандартную кривую, используя ту же процедуру. [ 14 ]
Поглощение, измеренное Spectronic 20, представляет собой сумму поглощения каждого из компонентов раствора. Таким образом, Spectronic 20 можно использовать для анализа более сложных решений. Например, если раствор образца содержит два светопоглощающих соединения , пользователь выполняет измерения на двух разных длинах волн и строит стандартные кривые для каждого соединения. Тогда концентрацию каждого соединения можно рассчитать алгебраически . [ 15 ]
Spectronic 20 можно использовать для турбидиметрических измерений . В микробиологической работе мутность жидкой культуры бактериальных клеток связана с количеством клеток , и для этой цели можно проводить измерения OD600 с помощью Spectronic 20. [ 16 ] Подобным же образом мутность водных суспензий глин и других частиц размером, подходящим для светорассеяния, может быть количественно определена с помощью Spectronic 20. [ 17 ] Раньше Spectronic 20 использовался в целях клинической диагностики . [ 18 ]
Использовать
[ редактировать ]Перед тестированием образца Spectronic 20 калибруется с использованием холостого раствора, который представляет собой чистый растворитель, используемый в экспериментальном образце. Обычно это вода или органический растворитель . При этой калибровке коэффициент пропускания устанавливается на 100% с помощью калибровочной ручки прибора (ручка управления усилителем на рисунке справа). Прибор также можно дополнительно откалибровать с использованием исходного раствора образца с известной концентрацией, имеющей поглощение 2, или стандартов, поставляемых поставщиком, с помощью ручки светопоглощения на диаграмме, показанной справа. [ 3 ] После калибровки пользователь помещает пробирку или кювету диаметром 1/2 дюйма , содержащую пробы, в отделение для проб. измеряемый раствор [ 11 ] : 5 Калибровка повторяется каждый раз при изменении длины волны. Он или стандартный эталонный образец обычно используются для периодической проверки на предмет дрейфа . Для измерения длин волн выше 650 нм нижняя часть прибора открывается и красный фильтр , чувствительный к красному свету . и фотоэлемент устанавливается [ 11 ] : 7
В оригинальном дизайне Spectronic 20 использовался аналоговый циферблат. [ 19 ] для считывания передачи от 100%Т до 1%Т (верхняя шкала), [ 2 ] 0А – 2А (нижняя шкала). Использование оригинального прибора требует ручной настройки длины волны. [ 2 ] и снятия показаний с аналогового дисплея с подвижной стрелкой. [ 20 ]
| Внешние видео | |
|---|---|
 | |
| «Стандартная кривая» (Инструкции Spec 20) , Колледж Уэлсли. |
Замена
[ редактировать ]Spectronic 20D (выпущенный в 1985 году), а затем и 20D+ заменили аналоговый циферблат на красный цифровой светодиодный индикатор, что обеспечило большую точность показаний, если не большую точность фактических показаний. Параллельное сравнение характеристик 20+ и 20D+ доступно в руководстве по эксплуатации 2001 года. [ 20 ]
Spectronic 20 был заменен Spectronic 200 в линейке спектрофотометров Thermo Scientific в 2011 году. [ 10 ] Spectronic 200 использует матричный детектор и цифровое управление измеряемой длиной волны, сохраняя при этом характерную для Spec 20 ручку λ для установки длины волны. В дополнение к копированию пользовательских режимов Spec 20D+ (которые он может имитировать на цветном ЖК-экране), Spec 200 можно использовать как с пробирками, так и с квадратными кюветами без необходимости установки адаптера. Режимы программного обеспечения, описанные в спецификациях Spectronic 200, включают сканирование, одновременное измерение четырех длин волн и количественный анализ с использованием до четырех стандартов. [ 21 ] в отличие от SPEC 20D+, который предлагал только калибровку по одной точке.
История линейки продуктов
[ редактировать ]Первоначально представленная компанией Bausch & Lomb в 1953 году, эта линейка продуктов была продана компании Milton Roy в 1985 году. Milton Roy продала свою группу инструментов компании Life Sciences International, переименованной в Spectronic Instruments, Inc. в 1995 году. Spectronics Instruments была куплена компанией Thermo Optek в 1997 году. переименован в Spectronic-Unicam в 2001 году и в Thermo-Spectronic в 2002 году. В 2003 году линейка продуктов был перенесен в Мэдисон, штат Висконсин , и бренд был переименован в Thermo Electron . [ 22 ]
После слияния компаний Thermo Electron и Fisher Scientific в 2006 году торговая марка изменилась на Thermo Scientific и оставалась таковой до конца производственного цикла. [ 23 ] Приборы Spectronic 20, которые сегодня можно найти в лабораториях, могут носить любую торговую марку Bausch and Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron или Thermo Scientific. [ 22 ]
Популярная культура
[ редактировать ]Spectronic 20, по-видимому, является одним из немногих лабораторных инструментов, уцелевших после разрушения лаборатории в фильме « Назад в будущее» . [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Скуг, Дуглас А.; Уэст, Дональд М.; Холлер, Ф. Джеймс; Крауч, Стэнли Р. (2014). Основы аналитической химии . Брукс Коул. п. 710. ИСБН 978-0495558286 . Проверено 11 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с Мерфи, доктор Кэтрин Дж. «1 Chem 142 ЛАБОРАТОРНОЕ РУКОВОДСТВО» (PDF) . Кафедра химии и биохимии . Университет Южной Каролины . Проверено 11 ноября 2015 г.
Спектрофотометр Bausch & Lomb Spectronic 20… работает в диапазоне длин волн от 340 до 650 нм. Диапазон можно расширить до 950 нм, добавив красный фильтр и заменив детектор на фототрубке.
- ^ Jump up to: а б с Руководство пользователя SPECTRONIC 20+ и SPECTRONIC 20D+ (PDF) . Термо Фишер Сайентифик. 2007. с. 1.
- ^ «Спектрофотометр» (PDF) . Биологическая лаборатория AP .
- ^ Jump up to: а б Буи, Джон (13 июля 2011 г.). «Эволюция УФ-ВИД спектрофотометров» . Менеджер лаборатории .
- ^ Ярнутовский Р.; Ферраро-младший; Ланкин, округ Колумбия (1992). «Пятьдесят лет коммерческого оборудования в абсорбционной спектроскопии, часть II. Знаменитые приборы в УФ и видимом диапазоне». Спектроскопия . 7 : 22–24, 26.
- ^ «Спектроник 20» . Музей научных инструментов Роберта А. Паселка . Государственный университет Гумбольдта . Проверено 11 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Празднование 50-летия спектрофотометрии» . Thermo Fisher Scientific (Молекулярная спектроскопия) . Проверено 10 декабря 2003 г.
- ^ Моррис, Роб (2 ноября 2015 г.). «БЛОК 2.1 Спектрофотометрия». Текущие протоколы основных лабораторных методов (онлайн). дои : 10.1002/9780470089941.et0201s11 . S2CID 221579940 .
- ^ Jump up to: а б Риттер, Стивен К. (4 апреля 2011 г.). «Новое и примечательное на Питтконе: Питткон Попурри» . Новости химии и техники . 89 (14): 45–46 . Проверено 11 ноября 2015 г. ,
- ^ Jump up to: а б с д Колориметр Bausch & Lomb Spectronic 20, кат. № 33-29-40, Справочное руководство . Рочестер, Нью-Йорк: Bausch & Lomb Incorporated. 1962.
- ^ Jump up to: а б с «Закон Бера-Ламберта» . chemguide.co.uk . Джим Кларк . Проверено 7 апреля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «BIOL 1406 PreLab 2.2 Как можно использовать спектрофотометр для определения концентрации растворенных веществ в растворе?» . Общественный колледж Остина . Проверено 29 февраля 2016 г.
- ^ «Использование Spec 20» . Бейтс-колледж . Проверено 29 февраля 2016 г.
- ^ Авторы Википедии. « Закон Бера-Ламберта ». Arc.Ask3.Ru, Свободная энциклопедия. Arc.Ask3.Ru, Свободная энциклопедия, 15 марта 2017 г. Интернет. 8 апреля 2017 г.
- ^ Барибо, Элен. «Образование и распад побочных продуктов дезинфекции в системе распределения» (PDF) . www.waterrf.org . Исследовательский фонд AWWA . Проверено 8 апреля 2017 г.
- ^ Кисса, Эрик (1999). Дисперсии: характеристика, тестирование и измерение . ЦРК Пресс. стр. 291–292. ISBN 0824719948 .
- ^ Руководство по клиническим методам: Spectronic 20 . Нью-Йорк: Bausch & Lomb, Inc., 1965.
- ^ «Спектрофотометр» (PDF) .
- ^ Jump up to: а б «Руководство по эксплуатации спектрофотометров SPECTRONIC ® 20 + SERIES» (PDF) . Термоспектроник . 2001.
- ^ «Спектрофотометр видимого диапазона Thermo Scientific SPECTRONIC 200» (PDF) . Термо Сайентифик . Проверено 11 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Справочное руководство для юридических лиц Thermo Fisher Scientific в США и Канаде» (PDF) . Термо Фишер Сайентифик . Проверено 11 ноября 2015 г.
- ^ «Thermo Electron и Fisher Scientific объединятся для преобразования отрасли» . Термо Фишер Сайентифик . 8 мая 2006 года . Проверено 11 ноября 2015 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Spectronic 20, ChemLab Изображения и инструкции (из Дартмутского колледжа)
- Веб-страница производителя SPEC 200 (от текущего производителя)