Máy quang phổ UV-VIS là một thiết bị phổ biến trong các phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, chiếc máy này được sử dụng để làm gì, theo nguyên lý nào hay có những loại máy quang phổ nào thì không phải ai cũng biết. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn có thêm hiểu biết về thiết bị này!

Máy quang phổ UV-VIS là gì?

Máy quang phổ UV-VIS tên đầy đủ là máy quang phổ hấp thụ phân tử ngoại khả kiến UV-VIS, được dùng để thu, phân li và ghi lại phổ của một vùng phổ quang học nhất định.

Có 2 loại máy quang phổ chính là máy quang phổ UV-VIS 2 chùm tia và máy quang phổ UV-VIS 1 chùm tia. Trong đó, máy 1 chùm có thiết kế khá đơn giản bởi ra đời đầu tiên, có ưu điểm là giá thành thấp, lượng bức xạ đi qua cao và độ nhạy cao. Máy 2 chùm tia được sản xuất sau để khắc phục nhược điểm của máy 1 chùm là có độ trôi khi đo và cho ra độ chính xác cao hơn. Tuy nhiên, máy lại có nhược điểm là giá thành cao hơn và độ nhạy thấp hơn do cấu trúc quang học phức tạp hơn.

Máy quang phổ UV-VIS Shimadzu là một ví dụ cụ thể hơn về máy quang phổ 2 chùm tia. Máy do Nhật Bản sản xuất và có giá lên tới 330 triệu đồng. Ngoài các cấu hình và thông số kỹ thuật cần có, máy còn được trang bị phần mềm chế độ trắc quang, chế độ quang phổ, chế độ định lượng, chế độ động học, đo theo thời gian, chế độ định lượng đa thành phần, chế độ sinh học, chế độ bảo dưỡng, chế độ bổ trợ, tạo báo cáo…

Hình ảnh chiếc máy quang phổ UV-VIS Shimadzu

>>>Xem thêm: Quang phổ hấp thụ và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

Máy quang phổ UV-VIS hoạt động như thế nào?

• Cấu trúc

Cấu trúc của máy quang phổ UV-VIS gồm những thành phần cơ bản sau:

• Nguồn sáng: Thành phần này có nhiệm vụ cung cấp bức xạ tương thích với quá trình đo, thường là chùm bức xạ đa sắc.
• Bộ phận đơn sắc hóa: Bao gồm: kính lọc, lăng kính, cách tử, khe sáng.
• Buồng đo: Khoang hấp thu là vùng tối, nằm nơi cuối cùng của đường truyền, khi tia bức xạ đơn sắc được phân tách sẽ đi đến đó.

• Detecter: Detecter là bộ phận có vai trò ghi nhận và xử lý tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Bộ phận này các tác dụng cảm nhận bức xạ điện từ sau khi bị hấp thụ và chuyển chúng thành dòng điện.

• Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của máy là khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, ta chiếu một chùm tia sáng có những bước sóng xác định vào chúng, khiến chúng hấp thụ các bức xạ tương ứng với bức xạ chúng có thể phát ra. Lúc này, nguyên tử được chuyển đến trạng thái kích thích, mang năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản. Quá trình này gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử hơi tự do và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó. Ứng với mỗi giá trị năng lượng mà nguyên tử đã hấp thu, ta sẽ có 1 vạch phổ hấp thụ. Ta sử dụng định luật Lambert – Beer để tính toán được độ hấp thụ.

Cấu tạo của máy quang phổ UV-VIS

>>>Có thể bạn quan tâm: Quang phổ liên tục là gì? Có đặc điểm như thế nào?

Nằm ở vùng phổ UV-Vis là vùng nằm ở cận UV cho đến cận IR. Điểm này được xác định từ khoảng 180-1100nm. Đây cũng chính là vùng phổ đã được nghiên cứu nhiều và được áp dụng nhiều về mặt định lượng.

Máy quang phổ UV-VIS được ứng dụng vào các lĩnh vực nào?

Ưu điểm của máy quang phổ UV-VIS là đơn giản, dễ thực hiện, giá thành không quá đắt mà lại phù hợp với việc phân tích định lượng nhiều chất có hàm lượng nhỏ. Do đó, máy được dùng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như y dược học, nông nghiệp, thực phẩm, phân tích môi trường, phân tích nguồn nước hay công nghiệp hóa học.

Ví dụ trong ngành công nghệ thực phẩm, máy quang phổ được sử dụng để xác định hàm lượng Fe trong các mẫu bột mì hoặc hàm lượng Nitrat, Nitrit trong thịt. Hay trong công nghệ hóa học, người ta sử dụng máy để phân tích hàm lượng Photpho tổng trong phân bón, hàm lượng Titan trong sơn hay hàm lượng Neodymi trong thủy tinh…

Tuy có giá thành khá cao nhưng máy quang phổ UV-VIS vẫn chứng minh được sự cần thiết và quan trọng của mình trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là hóa học và công nghệ thực phẩm.