Spectronic 20
Spectronic 20 är ett märke av enstrålsspektrofotometer , designad för att fungera i det synliga spektrumet över ett våglängdsområde på 340 nm till 950 nm, med ett spektralbandpass på 20 nm. Den är designad för kvantitativ absorptionsmätning vid enstaka våglängder. Eftersom det mäter transmittansen eller absorptionen av synligt ljus genom en lösning , kallas det ibland för en kolorimeter . Instrumentets namn är ett varumärke som tillhör tillverkaren.
, som utvecklades av Bausch & Lomb och lanserades 1953, var den första lågprisspektrofotometern. Den blev snabbt en industristandard på grund av dess låga kostnad, hållbarhet och användarvänlighet, och har kallats en "ikonisk labbspektrofotometer". Ungefär 600 000 enheter såldes under den nästan 60 år långa produktionen. Det har varit den mest använda spektrofotometern i världen. Produktionen avbröts 2011 när den ersattes av Spectronic 200, men Spectronic 20 är fortfarande i vanlig användning. Det kallas ibland för "Spec 20".
Design
Bausch & Lomb Spectronic 20 kolorimeter använder en monokromator med diffraktionsgitter i kombination med ett system för detektering, förstärkning och mätning av ljusvåglängder i intervallet 340 nm till 950 nm.
Som visas i det schematiska optiska diagrammet (se vänster), passerar polykromatiskt ljus från en källa i systemet genom linser som reflekteras och sprids av diffraktionsgittret för att begränsa ljusets våglängder. Detta begränsade våglängdsområde förs sedan genom provet som ska mätas. det transmitterade ljuset bestäms av en fotorörsdetektor . Mekanisk rörelse av diffraktionsgittret med hjälp av kammen som är fäst vid våglängdskontrollen gör det möjligt för användaren att välja för olika våglängder. Detta är "λ-ratten", där λ hänvisar till våglängden för ljuset som används för mätningen.
Kvantitativa mätningar
 | |
| Extern video | |
|---|---|
 “Introduction to Colorimetry“ (Spectronic 20) , David Frank | |
|
“Absorbance Spectrophotometry Video 02, Function test for Spectronic 20+” , Robin Aiken | |
|
“Lab Protocol - Spec 200 (Unit 2 Spectrophotometry)“ , Mark Garcia |
Många ämnen absorberar ljus i området ultraviolett – synligt ljus. Absorption vid någon speciell våglängd i det synliga ultravioletta området är proportionell mot koncentrationen av ämnena i lösningen eller annat medium, i enlighet med förhållandet mellan Beer och Lambert. I praktisk mening kan förhållandet mellan Beer och Lambert anges som:
A = ε x l x c
där A är absorbansen som mäts av instrumentet, ε är provets molära absorptionskoefficient, l är ljusstrålens väglängd genom provet och c är koncentrationen av ämnet i lösningen eller mediet. Spectronic 20 används därigenom vanligen för kvantitativ bestämning av koncentrationen av ett ämne av intresse. Spectronic 20 mäter absorbansen av ljus vid en förutbestämd koncentration, och koncentrationen beräknas utifrån förhållandet mellan Beer och Lambert.
Ljusets absorbans är basen 10-logaritmen för förhållandet mellan transmittansen för det rena lösningsmedlet och transmittansen hos provet, och så kan de två absorbansen och transmittansen omvandlas till varandra. Antingen transmittans eller absorbans kan därför plottas mot koncentration med hjälp av mätningar från Spectronic 20. Att plotta en kurva med procentuell transmittans av ljus ger en exponentiell kurva. Emellertid är absorbans linjärt relaterad till koncentration, och därför föredras absorbans ofta för att rita en standardkurva. Denna typ av standardkurva relaterar lösningens koncentration (på x-axeln) till mått på dess absorbans (y-axel).
För att erhålla en sådan kurva bereds en serie spädningar med känd koncentration av en lösning och avläsningar erhålls för var och en av spädningarna (se diagrammet till vänster). I detta diagram är linjens lutning produkten ε x l . Genom att mäta en serie standarder och skapa standardkurvan är det möjligt att kvantifiera mängden eller koncentrationen av ett ämne i ett prov genom att bestämma absorbansen på Spec 20 och hitta motsvarande koncentration på kalibreringskurvan. Alternativt kan logaritmen för procentuell transmittans plottas mot koncentration för att skapa en standardkurva med samma procedur.
Absorbansen som mäts av Spectronic 20 är summan av absorbansen för var och en av beståndsdelarna i lösningen. Därför kan Spectronic 20 användas för att analysera mer komplexa lösningar. Till exempel, om en provlösning har två ljusabsorberande föreningar i sig, utför användaren mätningar vid två olika våglängder och konstruerar standardkurvor för varje förening. Sedan kan koncentrationen av varje förening beräknas algebraiskt .
Spectronic 20 kan användas för turbidimetriska mätningar . I mikrobiologiskt arbete är grumligheten i en flytande kultur av bakterieceller relaterad till cellantalet , och OD600 -mätningar kan utföras för detta ändamål med Spectronic 20. Likaså grumligheten hos vattensuspensioner av leror och andra partiklar av storlek som lämpar sig för ljusspridning kan bestämmas kvantitativt med hjälp av en Spectronic 20. Tidigare användes Spectronic 20 för kliniska diagnostiska ändamål.
Använda sig av
Innan ett prov testas kalibreras Spectronic 20 med en blanklösning , som är det rena lösningsmedlet som används i experimentprovet. Det är vanligtvis vatten eller ett organiskt lösningsmedel . I denna kalibrering ställs transmittansen in på 100 % med hjälp av instrumentets kalibreringsratt (förstärkarens kontrollratt i bilden till höger). Instrumentet kan också valfritt kalibreras med en stamlösning av ett prov vid en koncentration som är känd för att ha en absorbans av 2 eller standarder från leverantören, med hjälp av ljusabsorptionsratten i diagrammet till höger. Efter kalibrering placerar användaren ett 1/2 tums provrör eller kyvett innehållande provlösningen som ska mätas i provfacket. Kalibreringen upprepas varje gång våglängden ändras. Det eller ett standardreferensprov används vanligtvis för att regelbundet kontrollera avdriften . För att mäta våglängder över 650 nm öppnas instrumentets botten, och ett rött filter och en rödkänslig fotocell installeras.
Den ursprungliga designen av Spectronic 20 använde en analog ratt för avläsning av överföring från 100%T till 1%T (toppskala), 0A - 2A (lägre skala). Att använda originalinstrumentet kräver manuell inställning av våglängden och avläsningar från en analog display med rörlig nål.
 | |
| Extern video | |
|---|---|
|
"The Standard Curve" (Spec 20 Instructions) , Wellesley College
|
Ersättning
Spectronic 20D (lanserades 1985) och senare 20D+ ersatte den analoga ratten med en röd digital LED- avläsning, vilket ger större precision i avläsningen, om inte större noggrannhet i själva avläsningen. En sida vid sida jämförelse av funktionerna hos 20+ och 20D+ finns i 2001 års bruksanvisning.
Spectronic 20 ersattes av Spectronic 200 i produktlinjen Thermo Scientific spektrofotometer 2011. Spectronic 200 använder en arraydetektor och digital kontroll av den uppmätta våglängden, samtidigt som den karakteristiska λ-ratten hos Spec 20 behålls för att ställa in våglängden. Förutom att replikera användarlägena i Spec 20D+ (som den kan emulera på en LCD-färgskärm) rymmer Spec 200 både provrör och fyrkantiga kyvetter utan att behöva installera en adapter. Programvarulägen som beskrivs i Spectronic 200:s specifikationer inkluderar skanning, fyra våglängder samtidig mätning och kvantitativ analys med upp till fyra standarder, i motsats till SPEC 20D+ som endast erbjöd enpunktskalibrering.
Produktlinjehistorik
Produktlinjen, som ursprungligen introducerades av Bausch & Lomb 1953, såldes till Milton Roy 1985. Milton Roy sålde sin instrumentgrupp till Life Sciences International, omdöpt till Spectronic instruments, Inc. 1995. Spectronics Instruments köptes av Thermo Optek 1997, döptes om till Spectronic-Unicam 2001 och Thermo-Spectronic 2002. 2003 flyttades produktlinjen till Madison, WI och varumärket bytte namn till Thermo Electron .
I och med sammanslagningen av Thermo Electron och Fisher Scientific 2006 bytte varumärket till Thermo Scientific och förblev det till slutet av produktionen. Spectronic 20-instrument som finns i labb idag kan bära något av varumärkena Bausch och Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron eller Thermo Scientific.
Populärkultur
Spectronic 20 är tydligen ett av få labbinstrument som förblir intakt efter förstörelsen av laboratoriet i filmen Tillbaka till framtiden .
externa länkar
- Spectronic 20, ChemLab Bilder och instruktioner (från Dartmouth College)
- Tillverkarens SPEC 200-webbsida (från nuvarande tillverkare)