Espectrónico 20 - Spectronic 20
El Spectronic 20 es una marca de espectrofotómetro de haz único , diseñado para operar en el espectro visible en un rango de longitud de onda de 340 nm a 950 nm, con un paso de banda espectral de 20 nm. Está diseñado para la medición de absorción cuantitativa en longitudes de onda individuales. Debido a que mide la transmitancia o absorción de la luz visible a través de una solución , a veces se lo denomina colorímetro . El nombre del instrumento es una marca comercial del fabricante.
Desarrollado por Bausch & Lomb y lanzado en 1953, el Spectronic 20 fue el primer espectrofotómetro de bajo costo. Rápidamente se convirtió en un estándar de la industria debido a su bajo costo, durabilidad y facilidad de uso, y se lo conoce como un "espectrofotómetro de laboratorio icónico". Aproximadamente 600.000 unidades se vendieron durante sus casi 60 años de producción. Ha sido el espectrofotómetro más utilizado en todo el mundo. La producción se interrumpió en 2011 cuando fue reemplazada por la Spectronic 200, pero la Spectronic 20 todavía es de uso común. A veces se le denomina "Especificación 20".
Diseño
El colorímetro Bausch & Lomb Spectronic 20 utiliza un monocromador de rejilla de difracción combinado con un sistema para la detección, amplificación y medición de longitudes de onda de luz en el rango de 340 nm a 950 nm.
Como se muestra en el diagrama óptico esquemático (ver a la izquierda), la luz policromática de una fuente en el sistema pasa a través de lentes que son reflejadas y dispersadas por la rejilla de difracción para restringir el rango de longitudes de onda de la luz. Este rango restringido de longitudes de onda se pasa luego a través de la muestra que se va a medir. La intensidad de la luz transmitida se determina mediante un detector de fototubos . El movimiento mecánico de la rejilla de difracción por medio de la leva unida al control de longitud de onda permite al usuario seleccionar varias longitudes de onda. Este es el "botón λ", en el que λ se refiere a la longitud de onda de la luz utilizada para la medición.
Medidas cuantitativas
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 “Introducción a la colorimetría” (Spectronic 20) , David Frank | |
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"Video de espectrofotometría de absorbancia 02, prueba de funcionamiento para Spectronic 20+" , Robin Aiken | |
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"Protocolo de laboratorio - Especificación 200 (Unidad 2 Espectrofotometría)" , Mark García |
Muchas sustancias absorben luz en el rango de luz ultravioleta - visible. La absorción a cualquier longitud de onda particular en el rango visible ultravioleta es proporcional a la concentración de las sustancias en la solución u otro medio, de acuerdo con la relación Beer-Lambert . En un sentido práctico, la relación Beer-Lambert se puede establecer como:
A = ε x l x c
donde A es la absorbancia medida por el instrumento, ε es el coeficiente de absorción molar de la muestra, l es la longitud de la trayectoria del haz de luz a través de la muestra y c es la concentración de la sustancia en la solución o medio. Por lo tanto, el Spectronic 20 se usa comúnmente para la determinación cuantitativa de la concentración de una sustancia de interés. El Spectronic 20 mide la absorbancia de la luz a una concentración predeterminada y la concentración se calcula a partir de la relación Beer-Lambert.
La absorbancia de la luz es el logaritmo en base 10 de la relación entre la transmitancia del disolvente puro y la transmitancia de la muestra, por lo que las dos absorbancia y transmitancia se pueden interconvertir. Por lo tanto, se puede representar la transmitancia o la absorbancia frente a la concentración usando medidas del Spectronic 20. Trazar una curva usando el porcentaje de transmitancia de luz produce una curva exponencial. Sin embargo, la absorbancia está relacionada linealmente con la concentración, por lo que a menudo se prefiere la absorbancia para trazar una curva estándar. Este tipo de curva estándar relaciona la concentración de la solución (en el eje x) con las medidas de su absorbancia (eje y).
Para obtener dicha curva, se preparan una serie de diluciones de concentración conocida de una solución y se obtienen lecturas para cada una de las diluciones (ver gráfico a la izquierda). En esta gráfica, la pendiente de la línea es el producto ε x l . Al medir una serie de estándares y crear la curva estándar, es posible cuantificar la cantidad o concentración de una sustancia dentro de una muestra determinando la absorbancia en el Spec 20 y encontrando la concentración correspondiente en la curva de calibración. Alternativamente, el logaritmo del porcentaje de transmitancia se puede representar frente a la concentración para crear una curva estándar utilizando el mismo procedimiento.
La absorbancia medida por el Spectronic 20 es la suma de la absorbancia de cada uno de los componentes de la solución. Por lo tanto, el Spectronic 20 se puede utilizar para analizar soluciones más complejas. Por ejemplo, si una solución de muestra tiene dos compuestos absorbentes de luz , el usuario realiza mediciones en dos longitudes de onda diferentes y construye curvas estándar para cada compuesto. Luego, la concentración de cada compuesto se puede calcular algebraicamente .
El Spectronic 20 se puede utilizar para mediciones turbidimétricas . En el trabajo microbiológico , la turbidez de un cultivo líquido de células bacterianas se relaciona con el recuento celular , y para ello se pueden realizar mediciones de DO600 utilizando el Spectronic 20. Asimismo, la turbidez de suspensiones de agua de arcillas y otras partículas de tamaño adecuado para la dispersión de la luz se puede determinar cuantitativamente por medio de un Spectronic 20. En el pasado, el Spectronic 20 se usaba con fines de diagnóstico clínico .
Usar
Antes de analizar una muestra, el Spectronic 20 se calibra utilizando una solución en blanco , que es el disolvente puro que se utiliza en la muestra experimental. Normalmente es agua o un disolvente orgánico . En esta calibración, la transmitancia se establece al 100% utilizando la perilla de calibración del instrumento (la perilla de control del amplificador en la figura de la derecha). El instrumento también se puede calibrar opcionalmente con una solución madre de una muestra a una concentración conocida por tener una absorbancia de 2 o con estándares suministrados por el proveedor, utilizando la perilla de absorción de luz en el diagrama que se muestra a la derecha. Después de la calibración, el usuario coloca un tubo de ensayo de 1/2 pulgada o una cubeta que contiene la solución de muestra que se va a medir en el compartimento de la muestra. La calibración se repite cada vez que se cambia la longitud de onda. Esta o una muestra de referencia estándar se utiliza generalmente para comprobar periódicamente la deriva . Para medir longitudes de onda superiores a 650 nm , se abre la parte inferior del instrumento y se instala un filtro rojo y una fotocélula sensible al rojo .
El diseño original del Spectronic 20 utilizaba un dial analógico para la lectura de la transmisión de 100% T a 1% T (escala superior), 0A - 2A (escala inferior). El uso del instrumento original requiere el ajuste manual de la longitud de onda y la realización de lecturas desde una pantalla analógica de aguja móvil.
| Video externo | |
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"La curva estándar" (Especificación 20 Instrucciones) , Wellesley College
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Reemplazo
El Spectronic 20D (lanzado en 1985) y más tarde el 20D + reemplazaron el dial analógico con una lectura LED digital roja , ofreciendo mayor precisión en la lectura, si no mayor precisión en la lectura real. Una comparación lado a lado de las características del 20+ y 20D + está disponible en el manual de funcionamiento de 2001.
El Spectronic 20 fue reemplazado por el Spectronic 200 en la línea de productos de espectrofotómetros Thermo Scientific en 2011. El Spectronic 200 utiliza un detector de matriz y control digital de la longitud de onda medida, mientras conserva la perilla característica λ del Spec 20 para ajustar la longitud de onda. Además de replicar los modos de usuario del Spec 20D + (que puede emular en una pantalla LCD en color), el Spec 200 se adapta tanto a tubos de ensayo como a cubetas cuadradas sin necesidad de instalar un adaptador. Los modos de software descritos en las especificaciones del Spectronic 200 incluyen escaneo, medición simultánea de cuatro longitudes de onda y análisis cuantitativo con hasta cuatro estándares, en contraste con el SPEC 20D + que solo ofrecía calibración de un solo punto.
Historia de la línea de productos
Introducida originalmente por Bausch & Lomb en 1953, la línea de productos se vendió a Milton Roy en 1985. Milton Roy vendió su grupo de instrumentos a Life Sciences International, rebautizado como Spectronic instruments, Inc. en 1995. Spectronics Instruments fue comprado por Thermo Optek en 1997. rebautizado como Spectronic-Unicam en 2001 y Thermo-Spectronic en 2002. En 2003, la línea de productos se trasladó a Madison, WI y la marca se rebautizó como Thermo Electron .
Con la fusión de Thermo Electron y Fisher Scientific en 2006, la marca cambió a Thermo Scientific y permaneció así hasta el final de la producción. Los instrumentos Spectronic 20 que se encuentran actualmente en los laboratorios pueden llevar cualquiera de las marcas comerciales Bausch and Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron o Thermo Scientific.
Cultura popular
El Spectronic 20 es aparentemente uno de los pocos instrumentos de laboratorio que permanece intacto después de la destrucción del laboratorio en la película Regreso al futuro .
Referencias
enlaces externos
- Spectronic 20, imágenes e instrucciones de ChemLab (de Dartmouth College)
- Página web del fabricante SPEC 200 (del fabricante actual)