Spectronique 20 - Spectronic 20
Le Spectronic 20 est une marque de spectrophotomètre à faisceau unique , conçu pour fonctionner dans le spectre visible sur une gamme de longueurs d'onde de 340 nm à 950 nm, avec une bande passante spectrale de 20 nm. Il est conçu pour la mesure quantitative de l' absorption à des longueurs d'onde uniques. Parce qu'il mesure la transmittance ou l' absorption de la lumière visible à travers une solution , il est parfois appelé colorimètre . Le nom de l'instrument est une marque du fabricant.
Développé par Bausch & Lomb et lancé en 1953, le Spectronic 20 a été le premier spectrophotomètre à faible coût. Il est rapidement devenu un standard de l'industrie en raison de son faible coût, de sa durabilité et de sa facilité d'utilisation, et a été qualifié de « spectrophotomètre de laboratoire emblématique ». Environ 600 000 unités ont été vendues au cours de sa production de près de 60 ans. C'est le spectrophotomètre le plus utilisé dans le monde. La production a été interrompue en 2011 lorsqu'elle a été remplacée par le Spectronic 200, mais le Spectronic 20 est toujours d'usage courant. Il est parfois appelé "Spec 20".
Conception
Le colorimètre Bausch & Lomb Spectronic 20 utilise un monochromateur à réseau de diffraction associé à un système de détection, d'amplification et de mesure des longueurs d'onde lumineuses dans la plage de 340 nm à 950 nm.
Comme le montre le diagramme optique schématique (voir à gauche), la lumière polychromatique d'une source dans le système passe à travers des lentilles qui sont réfléchies et dispersées par le réseau de diffraction pour restreindre la gamme de longueurs d'onde lumineuses. Cette gamme restreinte de longueurs d'onde traverse ensuite l'échantillon à mesurer. L'intensité de la lumière transmise est déterminée par un détecteur à tube photoélectrique . Le mouvement mécanique du réseau de diffraction au moyen de la came attachée au contrôle de longueur d'onde permet à l'utilisateur de sélectionner différentes longueurs d'onde. Il s'agit du "bouton λ", où λ fait référence à la longueur d'onde de la lumière utilisée pour la mesure.
Mesures quantitatives
| Vidéo externe | |
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 « Introduction à la colorimétrie » (Spectronic 20) , David Frank | |
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« Vidéo de spectrophotométrie d'absorbance 02, Test fonctionnel pour Spectronic 20+ » , Robin Aiken | |
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"Protocole de laboratoire - Spec 200 (spectrophotométrie de l'unité 2)" , Mark Garcia |
De nombreuses substances absorbent la lumière dans la gamme ultraviolette - lumière visible. L'absorption à n'importe quelle longueur d'onde particulière dans la gamme ultraviolette visible est proportionnelle à la concentration des substances dans la solution ou dans un autre milieu, en accord avec la relation Beer-Lambert . Dans un sens pratique, la relation Beer-Lambert peut être énoncée comme suit :
A = ε x l x c
dans laquelle A est l'absorbance mesurée par l'instrument, est le coefficient d'absorption molaire de l'échantillon, l est la longueur de trajet du faisceau lumineux à travers l'échantillon et c est la concentration de la substance dans la solution ou le milieu. Le Spectronic 20 est ainsi couramment utilisé pour la détermination quantitative de la concentration d'une substance d'intérêt. Le Spectronic 20 mesure l'absorbance de la lumière à une concentration prédéterminée, et la concentration est calculée à partir de la relation Beer-Lambert.
L'absorbance de la lumière est le logarithme en base 10 du rapport de la transmittance du solvant pur à la transmittance de l'échantillon, et donc les deux absorbance et la transmittance peut être interconverti. La transmission ou l'absorbance peuvent donc être tracées en fonction de la concentration en utilisant les mesures du Spectronic 20. Tracer une courbe en utilisant le pourcentage de transmission de la lumière donne une courbe exponentielle. Cependant, l'absorbance est linéairement liée à la concentration, et donc l'absorbance est souvent préférée pour tracer une courbe standard. Ce type de courbe standard relie la concentration de la solution (sur l'axe x) aux mesures de son absorbance (axe y).
Pour obtenir une telle courbe, une série de dilutions de concentration connue d'une solution sont préparées et des lectures sont obtenues pour chacune des dilutions (voir graphique à gauche). Dans ce graphique, la pente de la droite est le produit ε x l . En mesurant une série d'étalons et en créant la courbe étalon, il est possible de quantifier la quantité ou la concentration d'une substance dans un échantillon en déterminant l'absorbance sur le Spec 20 et en trouvant la concentration correspondante sur la courbe d'étalonnage. Alternativement, le logarithme du pourcentage de transmission peut être tracé en fonction de la concentration pour créer une courbe standard en utilisant la même procédure.
L'absorbance mesurée par le Spectronic 20 est la somme des absorbances de chacun des constituants de la solution. Par conséquent, le Spectronic 20 peut être utilisé pour analyser des solutions plus complexes. Par exemple, si une solution d'échantillon contient deux composés absorbant la lumière , l'utilisateur effectue des mesures à deux longueurs d'onde différentes et construit des courbes standard pour chaque composé. Ensuite, la concentration de chaque composé peut être calculée algébriquement .
Le Spectronic 20 peut être utilisé pour des mesures turbidimétriques . En microbiologie , la turbidité d' une culture liquide de cellules bactériennes est liée au nombre de cellules , et les mesures OD600 peuvent être effectuées à cet effet à l' aide du Spectronic 20 . De même , la turbidité des suspensions aqueuses d' argiles et d' autres particules de taille adaptée à la diffusion de la lumière . peut être déterminé quantitativement au moyen d'un Spectronic 20. Dans le passé, le Spectronic 20 était utilisé à des fins de diagnostic clinique .
Utiliser
Avant de tester un échantillon, le Spectronic 20 est calibré à l'aide d'une solution à blanc , qui est le solvant pur utilisé dans l'échantillon expérimental. Il s'agit généralement d'eau ou d'un solvant organique . Dans cet étalonnage, la transmittance est réglée à 100 % à l'aide du bouton d'étalonnage de l'instrument (le bouton de commande de l'amplificateur sur la figure à droite). L'instrument peut également être éventuellement étalonné avec une solution mère d'un échantillon à une concentration connue pour avoir une absorbance de 2 ou bien avec des étalons fournis par le fournisseur, en utilisant le bouton d'absorption de la lumière dans le diagramme illustré à droite. Après l'étalonnage, l'utilisateur place un tube à essai ou une cuvette de 1/2 pouce contenant la solution d' échantillon à mesurer dans le compartiment d'échantillon. L'étalonnage est répété chaque fois que la longueur d'onde est modifiée. Il ou un échantillon de référence standard est généralement utilisé pour vérifier périodiquement la dérive . Pour mesurer des longueurs d'onde supérieures à 650 nm , le fond de l'instrument est ouvert et un filtre rouge et une cellule photoélectrique sensible au rouge sont installés.
La conception originale du Spectronic 20 utilisait un cadran analogique pour la lecture de la transmission de 100%T à 1%T (échelle supérieure), 0A - 2A (échelle inférieure). L'utilisation de l'instrument d'origine nécessite un réglage manuel de la longueur d'onde et des lectures à partir d'un affichage analogique à aiguille mobile.
| Vidéo externe | |
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« La courbe standard » (instructions Spec 20) , Wellesley College
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Remplacement
Le Spectronic 20D (lancé en 1985) et plus tard le 20D+ ont remplacé le cadran analogique par un affichage à LED numérique rouge , offrant une plus grande précision dans la lecture, voire une plus grande précision dans la lecture réelle. Une comparaison côte à côte des caractéristiques des 20+ et 20D+ est disponible dans le manuel d'utilisation 2001.
Le Spectronic 20 a été remplacé par le Spectronic 200 dans la gamme de produits de spectrophotomètres Thermo Scientific en 2011. Le Spectronic 200 utilise un détecteur matriciel et un contrôle numérique de la longueur d'onde mesurée, tout en conservant le bouton λ caractéristique du Spec 20 pour régler la longueur d'onde. En plus de reproduire les modes utilisateur du Spec 20D+ (qu'il peut émuler sur un écran LCD couleur), le Spec 200 peut accueillir à la fois des tubes à essai et des cuvettes carrées sans avoir besoin d'installer un adaptateur. Les modes logiciels décrits dans les spécifications du Spectronic 200 incluent le balayage, la mesure simultanée de quatre longueurs d'onde et l'analyse quantitative avec jusqu'à quatre normes, contrairement au SPEC 20D+ qui n'offrait qu'un étalonnage en un seul point.
Historique de la gamme de produits
Initialement introduite par Bausch & Lomb en 1953, la gamme de produits a été vendue à Milton Roy en 1985. Milton Roy a vendu son groupe d'instruments à Life Sciences International, rebaptisé Spectronic instruments, Inc. en 1995. Spectronics Instruments a été acheté par Thermo Optek en 1997, rebaptisé Spectronic-Unicam en 2001 et Thermo-Spectronic en 2002. En 2003, la gamme de produits a été déplacée à Madison, WI et la marque a été renommée Thermo Electron .
Avec la fusion de Thermo Electron et Fisher Scientific en 2006, la marque a changé pour Thermo Scientific et est restée telle jusqu'à la fin du cycle de production. Les instruments Spectronic 20 que l'on trouve aujourd'hui dans les laboratoires peuvent porter n'importe quelle marque Bausch and Lomb, Milton Roy, Spectronic, Thermo Electron ou Thermo Scientific.
La culture populaire
Le Spectronic 20 est apparemment l'un des rares instruments de laboratoire à rester intact après la destruction du laboratoire dans le film Retour vers le futur .
Les références
Liens externes
- Spectronic 20, ChemLab Images et instructions (de Dartmouth College)
- Page Web SPEC 200 du fabricant (du fabricant actuel)