Der Unterschied zwischen Einstrahl- und Zweistrahl-Spektralphotometern
Spektralphotometer messen die Lichtintensität als Funktion der Wellenlänge und werden üblicherweise verwendet, um die Konzentration einer Verbindung in einer wässrigen Lösung zu messen. Je nach Art des Spektralphotometers können unterschiedliche Wellenlängen des Lichts analysiert werden.
Während Wellenlängenbereich und Nachweisgrenzen zweifellos die wichtigsten Faktoren sind, die bei der Auswahl eines geeigneten Spektralfotometers zu berücksichtigen sind, gibt es andere wichtige Kriterien wie:
1. Die Dichte, Form oder Größe des Produkts, das Sie messen möchten
2. Analytischer Arbeitsbereich
3. Probendurchsatz
4.Datenqualität
5.Anpassbare und/oder vorkonfigurierte Methodenoptionen
6. Messzeit
Es gibt zwei Haupttypen von Spektralphotometern: Einstrahl- und Zweistrahl-Spektralfotometer. Wie ihre Namen andeuten, besteht der Hauptunterschied zwischen den beiden Instrumenten in der Anzahl der Lichtstrahlen, die bei der Analyse verwendet werden.
Einzelner Strahl
Bei einem Einstrahl-Spektralfotometer passieren alle von der Lichtquelle kommenden Lichtwellen als ein Strahl die Probe. Das Instrument wird standardisiert, indem eine Referenz in den Probenhalter eingesetzt wird, und der resultierende Wert wird von nachfolgenden Probenmessungen subtrahiert, um Effekte von dem Lösungsmittel und der Zelle zu entfernen. Die Detektionsempfindlichkeit des Lichtstrahls, nachdem er die Probe passiert hat, ist hoch, da er einen nicht geteilten Lichtstrahl verwendet – daher ist durchgehend eine hohe Energie vorhanden.
Einstrahl-UV-Vis-Spektralphotometer können im Wellenlängenbereich von 190 bis 750 nm messen, obwohl einige bis zu 1100 reichen. Der UV-Bereich, der als jede Wellenlänge unter 340 nm angesehen wird, ist nützlich für die Messung von Nukleinsäuren, gereinigten Proteinen und anderen organische Moleküle, zum Beispiel.
Doppelstrahl
Umgekehrt teilt sich Licht, das von der Quelle eines Zweistrahl-Spektrophotometers kommt, in zwei Strahlen auf, von denen nur einer durch die Probe und der andere nur durch die Referenz geht. Jeder monochromatische Strahl wird seinerseits durch eine Halbspiegelvorrichtung in zwei Strahlen gleicher Intensität aufgeteilt. Ein Strahl, der Probenstrahl, geht durch eine Küvette, die eine Lösung der zu untersuchenden Verbindung in einem transparenten Lösungsmittel enthält. Der andere Strahl, die Referenz, geht durch eine identische Küvette, die nur das Lösungsmittel enthält. Die Intensitäten dieser Lichtstrahlen werden dann von elektronischen Detektoren gemessen und verglichen. Zweistrahl-Spektralphotometer bieten typischerweise einen Messbereich von 190 bis 1100 nm.
Split-Beam-Instrumente werden zwar nicht als zusätzliche Art von Spektralphotometern betrachtet, ähneln jedoch Zweistrahl-Spektralphotometern. Stattdessen verlassen sie sich jedoch auf einen Strahlteiler, der den Lichtweg schnell zwischen der Referenz und der Probe wechselt, während sie einen Detektor verwenden.
Vorteile und Nachteile
Während Zweistrahl-Spektralfotometer in den modernen Labors von heute die beliebtere Wahl sind, haben Einstrahl-Spektralfotometer immer noch einige Vorteile. Die Kosteneffizienz von Einstrahl-Spektrometern ist der größte Vorteil, ebenso wie ein geringerer Platzbedarf im Vergleich zu anderen Spektralfotometern. Einstrahl-Spektrophotometer weisen aufgrund des hohen Energiedurchsatzes aufgrund der Nichtaufspaltung des Quellenstrahls auch eine hohe Nachweisempfindlichkeit auf.
Wenn andererseits eine Anwendung Stabilität erfordert, ist ein Einstrahl-Spektralfotometer möglicherweise nicht die beste Option, da das Instrument Störungen wie elektronische Schaltungsschwankungen, Spannungsschwankungen, Instabilität mechanischer Komponenten oder Drift in der Lichtenergie nicht kompensiert Quellen. Solche Abweichungen verursachen anormale Schwankungen in den Ergebnissen.2
Ein Doppelstrahl-Instrument ermöglicht unterdessen die Kompensation von Schwankungen der Quellenleistung, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich verbessert und die Erweiterung zum Verdünnen von Lösungsproben und Messungen mit Gasen verbessert wird.
Im Allgemeinen arbeiten Doppelstrahl-Spektralphotometer schneller und liefern besser reproduzierbare Ergebnisse, da sie eine automatische Korrektur für den Lichtintensitätsverlust durchführen, wenn der Strahl die Probe und die Referenzlösung durchläuft. Außerdem gibt es keine oder nur eine kurze Aufwärmzeit der Lampe, was nicht nur den Ergebnisdurchsatz verbessert, sondern auch die Lebensdauer der Lampe verlängert.
Zweistrahl-Spektralfotometer sind erheblich teurer als Einstrahl-Versionen, obwohl die Lebensdauerkosten des Instruments reduziert werden können, wenn die Lampenlebensdauer berücksichtigt wird.
