Measuring optical densities over 10 Abs on the Agilent Cary 7000 Universal Measurement Spectrophotometer (UMS)

Význam tématu

Měření vzorků s vysokou optickou densitou je klíčové v řadě aplikací od osobních ochranných pomůcek, jako jsou brýle pro práci s lasery, přes přesnou kontrolu nízké úrovně světla v optických systémech až po biophotoniku a kvantitativní analýzu silně absorbujících kapalin nebo biologických suspenzí.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit fotometrické parametry spektrofotometru Agilent Cary 7000 UMS při měření optické densivity nad 10 Abs ve viditelné oblasti a nad 8 Abs v blízké infračervené oblasti. K validaci byla použita technika přidání filtrů s nominálními, ale nepřesně známými hodnotami optické densivity.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení lineárního dynamického rozsahu, přesnosti a linearity spektrofotometru bylo postupováno následovně:

• Metoda přidání filtrů – kombinace standardního BG25 filtru a jemných drátěných síťových filtrů ve viditelné oblasti a dvou filtrů UG11 v NIR.
• Parametry měření ve viditelné oblasti – datový interval 1 nm, šířka pásma 5 nm, spektrální průměrování 1 s a 50 s, zadní zeslabení paprsku 4,5 Abs, režim dvojitého paprsku.
• Parametry měření v NIR oblasti – datový interval 4 nm, variabilní šířka pásma, spektrální průměrování 1 s a 10 s, zadní zeslabení paprsku 2,2 Abs.
• Instrumentace – spektrofotometr Agilent Cary 7000 Universal Measurement Spectrophotometer, PbSmart detektor PbS, volitelný přípravek pro zadní zeslabení paprsku.

Hlavní výsledky a diskuse

Ve viditelné oblasti bylo naměřeno maximální absorbance nad 10 Abs poblíž 640 nm, přičemž předpovězené spektrum, získané součtem individuálních filtrů, korelovalo s experimentální křivkou. V NIR dosahovala denzita přes 8 Abs kolem 1500 nm. Signál/šum u kombinovaných filtrů zůstal na vynikající úrovni, což potvrzuje schopnost přístroje detekovat extrémně nízké úrovně světla.

Přínosy a praktické využití metody

Technika přidání filtrů poskytuje nenákladný a jednoduchý způsob ověření fotometrické linearity a rozsahu spektrofotometru bez potřeby kalibrovaných standardů. Výrazně usnadňuje validaci přístroje a zkracuje přípravu vzorků v aplikacích vyžadujících měření vysokých optických densit.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření dynamického rozsahu měření díky pokroku v oblasti detektorů a optických návrhů přístrojů, rozvoj automatizovaných systémů pro zadní zeslabení paprsku a integrace metodiky přidání filtrů do online QC a výrobních procesů.

Závěr

Studie potvrdila schopnost spektrofotometru Cary 7000 UMS měřit optické density nad 10 Abs ve viditelné oblasti a nad 8 Abs v NIR s vynikající fotometrickou přesností, linearitou a širokým dynamickým rozsahem.

Reference

1. Agilent Technologies. The linear dynamic range of the new generation Cary 4000, 5000 and 6000i spectrophotometers. Data Sheet 5990-7836EN, 2013.
2. Josephy D, Logan D. A whole cell assay for spectroscopic measurement of recombinant cytochrome P450 expression in bacteria. UV-Vis-NIR At Work No. 87.
3. Hind AR. Two improvements in spectrophotometry. American Laboratory 34(24):32, 2002.
4. Agilent Technologies. Photometric linearity range of the new generation Cary 4000/5000/6000i spectrophotometers. Data Sheet 5990-7843EN.
5. Agilent Technologies. Cary Rear Beam Attenuator accessory. 2013.