KỸ THUẬT QUANG PHỔ TỬ NGOẠI-KH KIẾN UV-VisẢ THIẾT BỊ VÀ HIỆU CHUẨN Bộ Y Tế Viện Kiểm Nghiệm Thuốc TP.Hồ Chí Minh DÀN BÀI I. THIẾT BỊ 1.1. Các thành phần 1.1.1. Đèn nguồn 1.1.2. Bộ phận tạo ánh sáng đơn sắc 1.1.3. Cóng đo và ngăn chứa cóng đo 1.1.4. Detector 1.1.5. Hệ thống quang học 1.2. Máy quang phổ thông thường 1.3. Máy quang phổ diode array 1.4. Cấu hình 1.4.1. Kiểu một chùm tia 1.4.2. Kiểu hai chùm tia 1.4.3. Kiểu Split-beam 1.4.4. Kiểu Dual-wavelength II. CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC TRONG VIỆC ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ TỬ NGOẠI KHẢ KIẾN VÀO KIỂM NGHIỆM THUỐC III. HIỆU CHUẨN IV. VẬN HÀNH Một số khái niệm cơ bản • Bảûn chất của ánh sáng • Tính chất sóng: • Bức xạ có dao động sóng của cường độ điện trường và từ trường thẳng góc nhau. • nh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử ngoại…. đều là các dạng khác nhau của bức xạ điện từ, chỉ khác nhau về độ dài sóng (bước sóng) Bươcù sóng ( λ ): khoảng cách ngắn nhất giữa 2 dao động cùng pha. Đơn vò nm = 10 -9 m. • Tíhh chất hạt • Bức xạ điệän từ là những hạt mang năng lượng gọi là photon lan truyền với vận tốc ánh sáng E = hc/ λ Một số khái niệm cơ bản • Bức xạ vùng UV-Vis (tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy) chia thành 3 vùng nhỏ: • Vùng tử ngoại chân không (UV xa): λ= 50-200 nm ít sử dụng trong kiểm nghiệm vì: • - Có năng lượng khá lớn, khi va chạm gây vỡ liên kết trong phân tử • - Bò hấp thụ mạnh bởi hầu hết dung môi và oxy của không khí • - Bò hấp thụ bởi thạch anh (dùng làm cốc đo) • Vùng tử ngoại gần (UV gần): λ= 200-340 nm • Vùng khả kiến (Vis): λ= 340-800 nm • THIẾT BỊ Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA MÁY UV-Vis • Đèn nguồn (1) • Bộ phận tạo ánh sáng đơn sắc (2) • Cóng đo và ngăn chứa cóng đo (3) • Detector (4) • Hệ thống quang học (5) ĐÈN NGUỒN (LAMP) (1) ĐẶC ĐIỂM CỦA NGUỒN SÁNG LÝ TƯỞNG • Cường độ sáng hầu như không thay đổi và đủ mạnh ở mọi bước sóng trong vùng tử ngoại khả kiến. • Độ nhiễu thấp Cần dùng ổn áp để ổn đònh cường độ bức xạ của đèn nguồn ĐÈN DÙNG CHO VÙNG TỬ NGOẠI Đèn Deuterium • Deuterium bò kích thích điện ở áp suất thấp tạo ra phổ phát xạ liên tục trong vùng tử ngoại • Bóng đèn làm bằng thạch anh vì thủy tinh hấp thụ mạnh ánh sáng ở vùng bước sóng dưới 350 nm • Cho cường độ sáng đạt yêu cầu sử dụng liên tục trong vùng tử ngoại (từ 200 đến 340 nm) • Cho cực đại bức xạ hữu ích trong vùng khả kiến (từ 656,0 đến 656,2 nm) được dùng để kiểm tra độ đúng của bước sóng máy quang phổ. • Nhiễu gây hạn chế đến hiệu năng của máy. • Thời gian bán hủy (cường độ đèn giảm chỉ còn phân nửa so với giá trò lúc mới lắp đặt) xấp xỉ 1.000 giờ. [...]... Loại này có ưu điểm là giá rẻ, sự giảm thiểu các bề mặt quang học làm gia tăng mức năng lượng của bộ tạo ánh sáng đơn sắc chứa cách tử lõm HOLOGRAPHIC GRATINGS • Kỹ thuật quang học tạo cách tử trên bề mặt thủy tinh phẳng hay lõm bằng tia laser • Kỹ thuật này cho phép tạo các rãnh đồng đều về kích thước và hình dạng • Cách tử loại này cho các phổ không có ánh sáng lạc và nhiễu (ghost) • Tạo thành... Phải tạo ra cơ chế quay lăng kính tương đối phức tạp để có thể kiểm tra bước sóng từ thang đo CÁCH TỬ (GRATING) • Sự tán sắc của bức xạ tử ngoại khả kiến có thể được tạo ra bằng cách hướng một chùm tia đa sắc cho đi qua cách tử dẫn truyền hoặc về phía cách tử phản xạ (dùng nhiều hơn trong thực tế) • Cách tử phản xạ là một bản thủy tinh mạ nhôm Trên bề mặt mạ nhôm này có những rãnh song song và gần kề... Cho phổ liên tục từ 250 - 600 nm • Đặc điểm • Cho cường độ sáng đạt yêu cầu liên tục trong vùng UV- Vis • Thường dùng trong những ứng dụng như đo tỉ lệ tán xạ hay quang phổ huỳnh quang cần cường độ cao BỘ PHẬN TẠO ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC (MONOCHROMATOR) (2) • Các thành phần quang học của một bộ phận tạo ánh sáng đơn sắc bao gồm: khe vào (1), kính chuẩn trục (2), bộ phận tán sắc gồm lăng kính hay cách tử (3),... truyền tối đa là khoảng 90% ở mọi bước sóng trong vùng UV- Vis) • Trong vùng tử ngoại (dưới 350 nm) dùng dùng cốc làm bằng thạch anh hay silica (silic dioxid) nóng chảy • Trong vùng khả kiến dùng dùng cóng làm bằng thủy tinh silicat hoặc bằng chất dẽo (nhựa acrilic) • Quang lộ cóng đo thông thường nhất là 1 cm • Ngoài ra còn có các cóng đo có quang lộ từ 0,1 đến 10 cm dùng cho các nồng độ thích hợp... một bề mặt thủy tinh có tẩm chất cản quang • Vân giao thoa tạo thành từ 2 chùm tia trên tăng nhạy chất cản quang làm cho nó tan rã để lại một cấu trúc có khắc vạch • Sau đó phần còn lại được mạ nhôm hoặc những chất phản xạ khác để tạo thành cách tử phản xạ ƯU ĐIỂM CỦA CÁCH TỬ SO VỚI LĂNG KÍNH • Cho độ phân giải tốt hơn • Cho sự tán sắc tuyến tính • Độ rộng của giải phổ là hằng tính • Cơ chế chọn bước... lượng phụ thuộc vào nhiệt độ Ở vùng khả kiến, năng lượng đèn thay đổi theo điện thế hoạt động Do vậy cần thiết dùng ổn áp Đặc điểm • Cho cường độ sáng đạt yêu cầu sử dụng trên một phần vùng tử ngoại và toàn bộ vùng khả kiến (từ 340 đến 900 hay 1.100 nm) • Độ nhiễu rất thấp, rất ít trôi đường nền • Thời gian sử dụng khoảng 10.000 giờ SO SÁNH ĐÈN TUNGSTEN VÀ ĐÈN TUNGSTEN/HALOGEN • Tuổi thọ của đèn tungsten/halogen...ĐÈN DÙNG CHO VÙNG KHẢ KIẾN Đèn Tungsten • Sợi đốt làm bằng wolfram Chất liệu làm bóng bằng thủy tinh Nhiệt độ sợi đốt hoạt động là 2.870° K Đèn Tungsten/Halogen • Có một lượng nhỏ iod bên trong vỏ đèn bằng thạch anh chứa sợi đốt wolfram • Nhiệt độ sợi đốt hoạt động gần 3.500° K • Sự phân bố năng lượng phụ thuộc vào nhiệt độ Ở vùng khả kiến, năng lượng đèn thay đổi theo điện thế... một ống mao quản bằng silica nóng chảy quang lộ ngắn dùng một lần • Cho trực tiếp mẫu đo vào ống mao quản, sau đó cài vào bộ phận tiếp hợp Quang lộ giảm cho phép đo các mẫu có nồng độ cao mà không cần pha loãng p dụng để đo nồng độ và độ tinh khiết của AND va nồng độ protein Cốc đo kiểu dòng chảy liên tục • Dùng trong trường hợp tự động hóa như trong máy quang phổ ghép nối với máy đo độ hòa tan NGĂN... còn có các cóng đo có quang lộ từ 0,1 đến 10 cm dùng cho các nồng độ thích hợp mà không cần pha loãng tiếp theo KIỂU CÓNG ĐO TIÊU CHUẨN • Phổ biến nhất là loại cóng đo hình khối chữ nhật Quang lộ cốc đo thông thường nhất là 1 cm • Ngoài ra còn có các cóng đo có quang lộ từ 0,1 đến 10 cm để dùng cho các nồng độ thích hợp mà không cần pha loãng tiếp theo • Nếu thể tích mẫu có giới hạn thì dùng cóng đo... • Các tia phản xạ sẽ giao thoa với nhau tạo nên vân nhiễu xạ có bước sóng khác nhau • Khi quay cách tử, ta thu được ở khe ra các vân có bước sóng khác nhau • Cách tử phản xạ ánh sáng ở những bậc khác nhau nên phải dùng kính lọc để chỉ cho ánh sáng của bậc ánh sáng phản xạ mong muốn đến đầu dò CÁCH TỬ LÕM (CONCAVE GRATINGS) • Được tạo thành trên bề mặt lõm • Cho phép thiết kế một bộ tạo ánh sáng đơn . BỊ Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV- Vis CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA MÁY UV- Vis • Đèn nguồn (1) • Bộ phận tạo ánh sáng đơn sắc (2) • Cóng đo và ngăn chứa cóng đo (3) • Detector (4) • Hệ thống quang. KỸ THUẬT QUANG PHỔ TỬ NGOẠI-KH KIẾN UV- Vis THIẾT BỊ VÀ HIỆU CHUẨN Bộ Y Tế Viện Kiểm Nghiệm Thuốc TP.Hồ Chí Minh. phân tử • - Bò hấp thụ mạnh bởi hầu hết dung môi và oxy của không khí • - Bò hấp thụ bởi thạch anh (dùng làm cốc đo) • Vùng tử ngoại gần (UV gần): λ= 20 0-3 40 nm • Vùng khả kiến (Vis) : λ= 34 0-8 00