I. مبدأ العمل
تتضمن آلية عمل مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية أربع مراحل أساسية: انبعاث الضوء، وتوحيد اللون، وامتصاص العينة، والتحويل الكهروضوئي:
1. نظام مصدر الضوء: يُجهز الجهاز عادةً بمصدرين للضوء: مصباح ديوتيريوم يُصدر طيفًا مستمرًا من الأشعة فوق البنفسجية يتراوح بين 190 و350 نانومتر للكشف عن الأشعة فوق البنفسجية؛ ومصباح تنجستن أو هالوجين تنجستن يُصدر طيفًا مستمرًا من الضوء المرئي يتراوح بين 350 و900 نانومتر للكشف عن الضوء المرئي. ويتم تشغيل مصدر الضوء بواسطة مرآة لضمان تغطية طيفية كاملة.
2. مُوحِّد اللون: يدخل الضوء المركب إلى مُوحِّد اللون عبر فتحة الدخول، ويتم تجميعه بواسطة مرآة تجميع، ثم يُسقط على عنصر تشتيت (عادةً ما يكون محززًا أو موشورًا ثلاثي الأبعاد). يفصل المحزز الضوء ذو الأطوال الموجية المختلفة مكانيًا عن طريق الحيود، ثم يقوم بترشيح الضوء أحادي اللون ذي الطول الموجي الواحد عبر فتحة الخروج. يؤثر عرض الفتحة بشكل مباشر على عرض النطاق الطيفي، وبالتالي على الدقة.
3. حجرة العينة والامتصاص: ينقسم الضوء أحادي اللون إلى مسارين: أحدهما عبر خلية مرجعية (عادةً ما تكون مذيبًا خاليًا من المادة)، والآخر عبر خلية العينة. تمتص الجزيئات أو الأيونات في العينة بشكل انتقائي فوتونات ذات طاقات محددة، مما يُسبب انتقالات في مستويات الطاقة الإلكترونية (مثل انتقالات n→π* و π→π*)، وينتج عن ذلك انخفاض في شدة الضوء النافذ.
4. الكشف ومعالجة الإشارة: يُحوّل الضوء النافذ عبر العينة إلى إشارة كهربائية بواسطة محول كهروضوئي (مثل أنبوب مضاعف ضوئي أو مصفوفة ثنائيات ضوئية سيليكونية). يقوم مضخم لوغاريتمي بتحويل إشارة شدة الضوء إلى قيمة امتصاص (A=log(I₀/I))، والتي تُرسل بعد ذلك إلى نظام حاسوبي بعد تحويلها من تناظري إلى رقمي لرسم طيف الامتصاص أو إخراج بيانات كمية.
II.دليل الشراء
يوصى بالتقييم بناءً على المعايير التالية:
1. نوع النظام البصري: تتميز الأنظمة أحادية الشعاع ببساطتها وتدفقها الضوئي العالي، مما يجعلها مناسبة للكشف الروتيني بميزانيات محدودة ومتطلبات استقرار منخفضة؛ بينما تتميز الأنظمة ثنائية الشعاع بقدرتها على طرح تأثيرات تقلبات وانحراف مصدر الضوء في الوقت الفعلي، مما يجعلها مناسبة لتحليل التسلسل عالي الدقة وطويل الأمد.
2. نطاق الطول الموجي ودقته: تأكد من نطاق الطول الموجي وفقًا لمتطلبات الكشف (عادةً من 190 إلى 1100 نانومتر، وتتطلب التطبيقات الخاصة توسيعه إلى ما يزيد عن 1100 نانومتر). تؤثر دقة الطول الموجي (عادةً ±0.1-0.5 نانومتر) بشكل مباشر على موثوقية التحليل النوعي، وهي مؤشر أساسي.
3. عرض النطاق الطيفي: يؤدي عرض النطاق الأصغر إلى دقة أعلى، ولكنه يقلل من شدة الضوء. في التحليلات العامة، يكفي عرض نطاق يتراوح بين 2 و5 نانومتر؛ أما لفصل الأطياف المتداخلة (مثل تحليل الأدوية متعددة المكونات)، فيُنصح باستخدام جهاز بعرض نطاق 1 نانومتر أو أقل.
4. مستوى الضوء الشارد: قد يتسبب الضوء الشارد في انخفاض امتصاص العينات عالية التركيز (مخالفةً لقانون بير). يجب أن تكون مستويات الضوء الشارد في الأجهزة عالية الجودة أقل من 0.01% من النفاذية عند 340 نانومتر.
5. دقة القياس الضوئي والضوضاء: تحدد دقة القياس الضوئي (عادةً ±0.002-0.005 امتصاص) الدقة الكمية؛ بينما تؤثر ضوضاء القياس الضوئي على حد الكشف.
6. قابلية توسيع حجرة العينات: تأكد من أن حجرة العينات تدعم أحجامًا متعددة من الكوفيتات (صغيرة الحجم، طويلة المسار، خلية التدفق)، وأجهزة أخذ العينات التلقائية، أو ملحقات كرة التكامل لتلبية احتياجات التوسع الوظيفي المستقبلية.
7. توافق البرمجيات والبيانات: يجب أن تتضمن البرمجيات وظائف مثل المسح الطيفي، والتحليل الكمي (طريقة المنحنى القياسي، طريقة المعامل)، والتحليل الحركي. يجب على المؤسسات الصيدلانية أو المختبرية الانتباه إلى مدى توافق البرمجيات مع لوائح ممارسات التصنيع الجيدة/الممارسات المختبرية الجيدة (مثل التحكم في الوصول ثلاثي المستويات، وسجلات التدقيق، والتوقيعات الإلكترونية).
8. العلامة التجارية والخدمة: أعطِ الأولوية للعلامات التجارية التي توفر شهادات معايرة أصلية من الشركة المصنعة، وخدمات معايرة منتظمة للطول الموجي/مقياس الضوء، ودعمًا فنيًا احترافيًا لضمان أداء مستقر طوال دورة حياة الجهاز.