Wat is een ultraviolet-zichtbare spectrofotometer?

Ultraviolet-zichtbare spectrofotometer  UV-Vis-spectrofotometers zijn een zeer belangrijk type analyse-instrument, zowel in wetenschappelijke onderzoeksgebieden zoals natuurkunde, scheikunde, biologie, geneeskunde, materiaalkunde, milieuwetenschappen, enz., als in de chemische industrie, de medische sector en milieutesten. Ook in moderne productie- en managementafdelingen zoals de metallurgie hebben UV-Vis-spectrofotometers uitgebreide en belangrijke toepassingen.

De spectrofotometer werd in 1854 uitgevonden door Duboscq en Nessler, die de wet van Lambert-Beer toepasten op de kwantitatieve analyse in de chemie en de eerste colorimeter ontwierpen. In 1918 produceerde het Amerikaanse National Bureau of Standards de eerste UV-Vis-spectrofotometer. Sindsdien is de UV-Vis-spectrofotometer continu verbeterd en zijn er diverse varianten ontwikkeld, zoals instrumenten met automatische registratie, automatische afdruk, digitale weergave en microcomputerbesturing. Dit heeft de gevoeligheid en nauwkeurigheid van de fotometrische methode voortdurend verbeterd en het toepassingsgebied ervan verder uitgebreid. Momenteel zijn er twee gangbare producten op de markt: de spectrofotometer met scannend rooster en de spectrofotometer met vast rooster.

UV-spectrofotometer

De ontwikkeling van de UV-spectrofotometer

Wat betreft lichtsplitsende componenten heeft de technologie verschillende processen doorlopen, van prisma's en machinaal gegraveerde roosters tot holografische roosters. Gecommercialiseerde holografische roosters hebben de traditionele, met de hand gegraveerde roosters snel vervangen. Op het gebied van instrumentbesturing is de handmatige besturing, met de opkomst van microcontrollers, microprocessors en de combinatie van software- en hardwaretechnologieën, geëvolueerd van handmatige naar automatische besturing. Voor weergave, registratie en tekenen werd in de beginjaren een meter (potentiometer) gebruikt voor indicatie en een plotter voor tekenen. Later werden digitale voltmeters gebruikt voor digitale weergave. Tegenwoordig worden lcd-schermen of computerschermen vaker gebruikt. Wat betreft detectoren werden in de beginjaren fotocellen en fotobuizen gebruikt, en later werden fotomultiplicatoren en zelfs fotodiode-arrays steeds vaker toegepast. De gecombineerde toepassing van de arraydetector en het concave rooster heeft de meetsnelheid van het instrument aanzienlijk verbeterd.

Wat de instrumentconfiguratie betreft, is deze geëvolueerd van een enkele straal naar een dubbele straal. Bijna alle geavanceerde spectrofotometers zijn tegenwoordig dubbelstraals. Sommige zeer nauwkeurige instrumenten gebruiken een dubbele monochromator, wat de prestaties van het instrument op het gebied van resolutie en strooilicht aanzienlijk verbetert. Met de ontwikkeling van geïntegreerde schakelingen en glasvezeltechnologie, en het gecombineerde gebruik van nieuwe technologieën zoals kleine concave holografische roosters, arraydetectoren en USB-interfaces, zijn er draagbare en veelzijdige geminiaturiseerde, zelfs handpalmformaat UV-zichtbare spectrofotometers ontstaan. De ontwikkeling van opto-elektronische technologie en MEMS-technologie heeft het mogelijk gemaakt om spectroscopische elementen en detectoren op één substraat te integreren, waardoor miniatuurspectrofotometers kunnen worden gemaakt. Met de toenemende volwassenheid van de LED-lichtbrontechnologie en -industrie zijn kleine, draagbare en goedkope spectrofotometers die LED's als lichtbron gebruiken een belangrijk onderzoeks- en ontwikkelingsgebied geworden. Naast ruimtelijke dispersie hebben sommige onderzoekers ook de toepassing van akoestisch-optische modulatiefiltering en Fourier-transformatiespectroscopie in het ultraviolet-zichtbare gebied bestudeerd.

De softwarefunctionaliteit van een instrument kan de prestaties en de waarde ervan aanzienlijk verbeteren. Naast instrumentbesturingssoftware en algemene software voor data-analyse en -verwerking, is er voor veel instrumenten speciale analysesoftware ontwikkeld voor verschillende industriële toepassingen, wat het gebruiksgemak voor instrumentgebruikers aanzienlijk vergroot.