UV ve görünür bölgede çalışan pek çok ticari cihaz bulunur.
Bunların en basiti kolorimetrelerdir; kıyaslama gözle yapılır. En karmaşık
olanları ise çift-ışın yollu kaydedicili cihazlardır; bunlar 185-3000 nm
aralığına kadar geniş bir spektral bölgeyi tarayabilirler.
1.
Fotometreler
Fotometreler absorbsiyon analizlerinin yapıldığı basit ve
fazla pahalı olmayan aletlerdir. Bir filtreli fotometrenin kullanım rahatlığı,
bakım kolaylığı, ve sağlamlığı çok gelişmiş spektrofotometrelerde yoktur. Çok
yüksek spektral saflığın gerekmediğinde, kompleks bir cihazda olduğu kadar
doğru sonuçlar elde edilebilir.
Görünür
(Visible) Fotometreler: Şekil-8'de
iki fotometrenin şematik diagramı görülmektedir. Birincisi tek-ışın yollu,
doğrudan-okumalı bir cihazdır; bir tungsten-filamen lamba, paralel ışın demeti
veren bir mercek, bir filtre, ve bir fotovoltaik hücre bulunur. Oluşan akım, ön
yüzünde 0-100 arasında skala bulunan bir mikroampermetrede gösterilir. Işık
yolu üzerindeki örneğin yaptığı absorbsiyonun tamamını skalaya alabilmek için,
bazı cihazlarda lambaya verilen voltajı değiştirecek sistemler takılmıştır,
bazılarında ise bu ayarlama ışık yolu üzerine konulan bir diyaframın açıklığı
değiştirilerek yapılır. Fotovoltaik hücreden çıkan sinyaller aldığı ışın ile
orantılı olduğundan ışın yolu üzerinde bir örnek bulunduğunda skalada gözlenen
değer tüm skalaya göre % geçirgenlik değeri olur. Tabii örneğin doğrudan
adsorbsiyonunun ölçülmesi için logaritmik bir skala da bulunabilir.
İkinci tip fotometreler çift demetli, sıfır-ayarlıdır
(Şekil-8b). Bunlarda kaynaktan gelen ışın bir ayna ile ikiye bölünür, bir kısmı
örnekten geçerek fotovoltaik hücreye giderken diğer kısmı solventten geçer ve
başka bir fotovoltaik hücreye gider. İki fotovoltaik hücreden çıkan akımlar
değişken dirençlerden geçerler. Bu dirençlerden biri 0-100 arasında
geçirgenliğe göre kalibre edilmiştir. İki direnç arasında null-metre (sıfır
ayarlayıcı) olarak çalışan hassas bir galvanometre bulunur, AB arasındaki
potansiyel düşmesi CD arasındakine eşit olduğunda galvanometreden elektrik
geçmez; diğer tüm koşullarda ise bir akım oluşur.
Başlangıçta her iki hücreye de solvent konur ve A bağlantısı
100'e getirilir, C bağlantısı ise galvanometrede hiç akım görülmeyecek şekilde
ayarlanır. Örnek hücresine ait ışın yolu üzerindeki solvent hücresi çıkarılıp
örnek konulur. Işının bir kısmı örnek tarafından absorblanacağından çıkan
ışının gücü azalır ve bu değişiklik fotovoltaik hücreye yansır ve CD'deki
potansiyel düşer; AB ile CD arasında başlangıçta ayarlanan denge bozulur. Bu
durumda A daha düşük değerlere kayarak dengeyi yeniden kurar. Denge, örneğin
50'de oluşmuşsa skaladan doğrudan % geçirgenlik (%50) değeri okunur.
Çift-demetli fotometrelerde, voltaj değişiklikleri nedeniyle ışın kaynağında
oluşan dalgalanmalar önemli derecede giderilebilir.
Probe-Tip
(Elektrot) Fotometreler: Şekil-9'da
bir daldırmalı fotometrenin şematik diyagramı verilmiştir. Bunda kaynaktan
ışığın geçirilmesi bir optik fiberle yapılır. Işık, fiberin ucu ile bir ayna
arasında bulunan çözelti tabakasına geçirilir; fiberin ucu cam ile
kapatılmıştır. Aynadan yansıyan ışın ikinci bir cam fiberden bir fotodiod
dedektöre geçer. Fotometrede, ışık kaynağı ile eşanlı çalışan elektronik kesicili
bir amplifikatör vardır; böylece, fotometre fazla ışını almaz. Altı girişim
filtresi bulunur. Bunlar cihaz panelindeki bir düğme ile değiştirilebilir. Prob
uçları paslanmaz çelik, pyreks, asite dayanıklı plastiktir. Işık yolu 1mm-10 cm
olabilir.
Şekil- 8:
Tek ve çift-demetli fotometrelerin şematik görünümleri
Şekil-9:
Bir prob tip fotometre
Absorbsiyon Analizlerinde Filtre Seçimi: Fotometrelerde her biri spektrumun
belirli bir kısmını geçiren bir kaç filtre bulunur. Analizde uygun bir
filtrenin seçimi çok önemlidir, çünkü ölçüm hassasiyeti doğrudan bu seçime
bağlıdır. Absorblanan ısının rengi çözeltinin kendi renginin tamamlayıcısıdır.
Örneğin, bir sıvının kırmızı görülmesi sıvının spektrumdaki
kırmızı kısımları geçirmesi yeşil kısımları absorblamasından ileri gelir.
Konsantrasyonla değişen yeşil ışının şiddetidir; bu nedenle yeşil bir filtre
kullanılması gerekir. Genel olarak bir fotometrik analiz için en uygun filtre,
analiz edilen çözeltinin renk tamamlayıcısı olanıdır. Renk tamamlama özelliğini
gösteren bir kaç filtre varsa bunlardan, örneğin en yüksek absorbansı (veya en
düşük geçirgenliği) göstereceği filtre tercih edilir.
Ultraviyole
Absorbsiyon Fotometreleri: Ultraviyole
fotometrenin en önemli uygulaması yüksek-performanslı sıvı kromatografisinde
dedektör olarak kullanılmasıdır. Bu uygulamada kaynak olarak bir civa buharı
lambası bulunur ve 254 nm'deki emisyon bandı filtrelerle yok edilir. Bu tip
dedektörler sıvı kromatografisi bölümünde detaylı olarak incelenecektir.
Ultraviyole fotometreler, fabrikalardaki gaz veya sıvı
akımların içerdiği bir veya daha çok sayıdaki bileşenlerinin konsantrasyonlarını
izlemekte (sürekli olarak) de kullanılır. Tipik uygulamalar arasında atık suda
fenol, gazlarda klorür, civa, veya aromatiklerin izlenmesi ve atmosferde
hidrojen sülfür/sülfür dioksit oranının saptanması sayılabilir.
2.
Spektrofotometreler
Görünür Bölgede Çalışan Cihazlar: Genel görünür bölge olan 380-800 nm
arasında çalışan çeşitli spektrofotometreler bulunur; cihazlar bu limitler
içinde fakat değişik aralıklarda çalışacak şekilde dizayn edilebilirler.
Görünür bölge spektrofotometreleri çoğunlukla basit,
tek-yollu, gratingi (prizma sistemi) bulunan ve çok pahalı olmayan aletlerdir;
kutu içinde ve taşınabilir tipleri çok kullanılır. Kullanım amacı kantitatif
analizlere yöneliktir.
Şekil-10'da tipik iki görünür spektrofotometrenin şematik
diyagramı verilmiştir. Şekil-10a'da Bausch and Lomb Spektronik 20'nin şematik
diyagramı görülmektedir. Tungsten-filamen ışık kaynağından çıkan ışındaki
dalgalanmaları düzenlemek amacıyla kaynaktan önce bir referans fototüp
konmuştur; böylece lambaya sürekli sabit bir akım verilme zorunluluğu
giderilmiştir. İki fototüp arasındaki sinyal yükseltilerek 5.5 inc skalalı bir
ölçme aletine gönderilir; skala geçirgenlik ve absorbansa göre kalibre
edilmiştir.
Spektronik 20'de, küvet (örnek hücresi) tutucusundan
çıkarıldığı zaman otomatik olarak ışın ile dedektörün arasına giren bir kapak
sistemi bulunur; böylece %0 T ayarı ve kontrolü yapılabilir. Şekil-10a'da
görülen ışık kontrol sistemi ise V-şeklinde bir yarıktır; göstergede %100 T
ayarı bu yarığı hareket ettirerek yapılır. Spektronik 20'nin çalışma aralığı
340-625 nm’dir; bir fototüp ile üst sınır 950 nm’ye çıkarılabilir. Cihazda 20
nm genişliğinde band elde edilebilir ve dalga boyu ölçümünde ki hassasiyet ±2.5 nm’dır.
Şekil-10b'deki Turner cihazında bir tungsten filamen kaynak,
"Ebert yerleşimli"bir düzlem yansıtma gratingi, ve 210-710 nm
aralığında hassas bir fototüp dedektör bulunur. Sonuçların okunduğu sistem
geçirgenlik ve absorbansa göre kalibre edilmiştir; skala 4 veya 7 inc
olabilecek şekilde iki tiptir. Önce, bir kapak ile lamba ve dedektörün
birbiriyle ilişkisi kesilerek geçirgenlik sıfıra ayarlanır. Işın yolu üzerine
solvent hücresi konulur ve sabit ışık gücü geçirgenlik %100 olacak şekilde
ayarlanır. Bu işlemlerden sonra skalada örneğin geçirgenliği veya absorbansı
doğrudan okunur. Cihaz 9 nm kalınlığında band verebilir ve dalga boyu ±0.2 nm hassasiyetle
saptanabilir. Fotometrik doğruluk %0.5 A dır.
Ultraviyole
- Görünür Bölgeyi Kapsayan Tek - Işın Yollu Cihazlar: Bazı cihazlar hem ultraviyole ve hem
de görünür bölgede çalışabilecek şekilde dizayn edilmişlerdir. Bu tip
cihazlardan 190-210 nm alt limitlerden 800-1000 nm üst limitlere kadar çıkan
modeller vardır. Bunların hepsinde değiştirilebilen tungsten ve hidrojen (veya
deutöryum) lambalar bulunur. Çoğunda dedektör olarak fotomültipler tüpler,
dağıtıcı olarak da grating kullanılır. Bazılarında okuma sistemi digital, bazılarında
skalalıdır.
Şekil-10:
Band spektrofotometrelere iki örnek; (a) Spektronik 20 (Bausch and Lomb), (b)
Turner 350 (Amoco Instrument Company)
Bu tip cihazların performans özellikleri oldukca farklıdır
ve tabii fiatları da birbirinden çok değişiktir. Örneğin band genişliği 2-8
nm’ye, dalga boyu hassasiyeti ±0.5
- ±2mn ye kadar
farklı cihazlar bulunur. Çeşitli gratingli cihazların optik dizaynları
Şekil-10'da anlatılan sistemlerden çok farklı değildir. Düzlem grating yerine
konkav grating kullanılabilir.
Şekil-11'de, ultraviyole ve görünür bölgede çalışabilen,
tek-ışın yollu Beckman DU-2 spektrofotometresinin şematik diyagramı
verilmiştir. Bu cihazda grating yerine bir Littrow prizması bulunur. Cihaz ilk
defa 1941'de pazarlanmıştır, ilk ticari spektrofotometredir. Optik sistemi
oldukça yüksek kalitelidir. Cihazın optik sistemi dizaynı hala bazı imalatçılar
tarafından kullanılmaktadır.
DU-2 spektrofotometrede spektrumun ultraviyole ve görünür
bölgelerinde çalışabilen kuvartz optik sistemler bulunur. Işın kaynakları,
düşük dalga boylarındaki çalışmalar için deuteryum veya hidrojen deşarj
tüpleri, görünür bölge için de tungsten filamen lambasıdır; kaynaklar kullanım
amacına göre değiştirilebilir. Işın bir çift ayna ile yansıtılarak
ayarlanabilir bir slitten (yarık) monokromatör bölmesine geçirilir, buradan
paralelleştirici ayna ile bir Litrow prizmaya gönderilir; prizmanın konumu
ayarlanarak istenilen dalga boyundaki ışık çıkış slitine odaklanır. Optik
sistem, slitlerden giren ve çıkan demetler dik bir eksende üst üste bulunacak
şekilde ayarlanmıştır; çıkan ışın monokromatörü giriş aynasının üstündeki
slitten geçerek terk eder. Hücre bölmesinde hücrelerinin konduğu bir tutucu kompartman
vardır; tutucunun konumu değiştirilerek hücrelerden herhangi biri ışın yolu
üzerine getirilebilir (silindir şeklinde veya 10 cm'lik hücrelerle de
çalışılabilir).
Orijinal DU-2 spektrofotometrelerde biri 190-625 nm, diğeri
625-800 nm aralığında olan değiştirilebilir iki dedektör kullanılır. Gilford,
Instrument DU-2 için, bir fotometre modernizasyon sistemi geliştirmiştir.
Sistemde, iki dedektörün (fototüp) dalga boyu aralığını kapsayan tek bir fotomultiplier
kullanılır. Işın dedektörden sonra bir yükseltici devresine gönderilerek
transduser sinyali absorbansla doğru orantılı olan voltaja çevrilir; okuma
digital olarak yapılır. Yine Gilfordun geliştirdiği bir aksesuar ile hücre
taşıyıcı kompartman, saniyede beş devir hızla salınım yaparak örnek ve referans
hücrelerini sırayla ışın yolu üzerine getirir.
Şekil-11:
Beckman DU-2 spektrofotometrenin şematik diyagramı
Böylece cihaz absorbans değerlerini otomatik olarak okur. Dalga
boyu, slit-yürütme mekanizması ve bir kaydedici ilave edilerek spektrumun
çizilmesi sağlanabilir.
Geliştirilmiş DU-2 spektrofotometrelerde yüksek-kaliteli
elektronik kompartmanlar kullanılarak fotometrik hassasiyet %±0.5 A kadar
yükseltilebilir, slit ayarının uygun bir şekilde değiştirilmesiyle 0.5 nm'den
daha dar band genişlikleri elde edilebilir
Otomatik olmayan DU-2 spektrofotometreler daha çok belirli
dalga boylarındaki kantitatif analitik ölçmelerde çok kullanılan cihazlardır.
Tek-Işınlı
(Yollu) Bilgisayarlı Spektrofotometreler: 190-800 nm (bir aksesuar ile 900 nm'ye kadar) aralığında çalışan
bilgisayarlı, kaydedicili, tek demetli spektrofotometreler yapılmıştır. Bu
cihazlarla önce, ışın demeti yolunda referansla bir dalga boyu taraması
yapılır. Alınan dedektör çıkışı rakamsal veriye dönüştürülerek bilgisayarın
hafızasında saklanır. Sonra örnek taranır ve saklanan verinin yardımıyla
absorbans hesaplanır. Spektrumun tamamı bir katod-ışını tüpünde iki saniye
içinde görüntülenir. Tarama hızı 1200 nm/dak dır. Cihaza bağlı olarak çalışan
bilgisayar çeşitli işlemler yapar; log absorbans, geçirgenlik, türev alma, görüntüleme,
taramaların tekrarlanması, konsantrasyon hesapları, pik konumu ve yükseklik
tayinleri, ve kinetik ölçmeler, gibi.
Daha önce de değinildiği gibi tek-kanallı cihazların çıkışı
yüksek enerjilidir ve sinyal/gürültü oranları büyüktür ve örnek bölmelerinde
gürültü oldukça azdır. Diğer taraftan, referans ve örnek çözeltilerinden alınan
dedektör çıkışlarını sırayla kaydetme işlemi, kaynaklar ve dedektörlerdeki
Flicker gürültüsü nedeniyle fazla hassas olmaz. İmalatçı firmalar bu
kararsızlığın yeni kaynak dizaynı ve fotodedektördeki hafıza etkilerini
giderebilecek yeni bir elektronik dizaynla giderilebileceğini
belirtmektedirler. Bu cihazların fotometrik doğrulukları ±0.005 A veya ±%0.3 T olarak
saptanmıştır; kayma 0.002A/s den daha küçüktür. Sabit yarıkların el ile
değiştirilmesiyle 0.5, 1, ve 2 nm band genişlikleri elde edilebilir.
Ultraviyole
- Görünür Bölgede Çalışan Çift - Işın Yollu Cihazlar: Ultraviyole-görünür bölgede çalışan
çift-ışın yollu değişik spektrofotometreler bulunur. Bu tip cihazlar
tek-demetli olanlara göre çok pahalıdır. Çok geliştirilmiş olan tipleri genellikle
185-3000 nm gibi geniş bir aralığı kapsar.
Şekil-12'de iki ayrı spektrofotometre görülmektedir. Üstte
bulunan, otomatik olmayan bir ultraviyole-görünür spektrofotometredir; bu cihaz
diğerine göre daha ucuzdur ve ışını dağıtmak ve giriş slitine göndermek için
konkav bir gratingden yararlanılmıştır (Hitachi Model 100-60).
Bir motorla döndürülen sektör aynası demeti ikiye böler;
bunlardan biri örnekten diğeri referanstan geçer ve tekrar birleşerek bir
alternatif akım sinyali oluştururlar (iki ışının güçleri aynı olmamak koşulu
ile). Bu sinyal büyütülür ve P ve P0 oranı şekline dönüştürülür.
Okuma bir skala vasıtasıyla veya digital olabilir, bir kaydedici bulunması halinde veriler grafik olarak elde
edilir.
Şekil-12(b)'de yüksek performanslı kaydedicili bir
spektrofotometrenin şematik diagramı görülmektedir (Varian Cary Model 219).
Cary cihazının önemli bir özelliği çift-geçişli optik sisteminin bulunmasıdır;
ışın örnek ve referans hücrelerine gönderilmek üzere ikiye ayrılmadan önce bir
grating tarafından iki kere yansıtılır ve kırılır. Etki, bir çift
monokromatördeki etkinin aynısıdır ve saçılan ışının dağılması fazlalaşır.
İki cihazın performans özellikleri oldukça farklıdır.
Hitachi cihazı için, 220 nm'de rasgele ışın %0.07'den az, dalga boyu doğruluğu ±0.4 nm ve dalga boyu hassasiyeti
(tekrarlanabilirliği) ±0.2
nm'dir. Aynı özellikler Cary cihazında sırasıyla %0.002'den az, ±0.2 nm ve ±0.1 nm'dır. Hitachinin
potansiyometrik doğrusallığı 0.005-0.01 A, Carrynin ise 0.0016-0.003 A'dir.
Ayrıca Cary cihazında sekiz (Hitachide üç) kaydedici aralığı, otomatik slit
kontrolü, otomatik %0 T ayarı, ve konsantrasyonu digital olarak gösteren sistem
de bulunur. Bir çok uygulamada, Şekil-12(a)'da görüldüğü gibi basit ve ucuz
cihazlar kullanılarak yeterli sonuçlar alınabilir.
Tek
- Işın Yollu ve Çift - Işın Yollu Cihazların Kıyaslaması: P ve P0'ın ölçülmesi,
anında yapılması gereken işlemler olduğundan çift-ışınlı bir cihaz bu gerekleri
en iyi şekilde karşılar, ayrıca kaynaktaki, dedektördeki ve amplifierdeki
zamana bağımlı hataları, ve kısa süreli elektriksel dalgalanmaları giderir. Bu
nedenlerle çift-demetli bir spektrofotometrede, tek-demetli spektrofotometrede
olduğu kadar hassas elektriksel sistemlere gerek yoktur. Böyle bir avantajın
dışında çift-demetli bir spektrofotometrenin sistemleri yine de daha özel ve
karmaşıktır.
Tek-demetli cihazlar, tek bir dalga boyundaki absorbans
ölçümleri ile yapılan kantitatif analizlerde çok iyi sonuçlar verirler. Burada
cihazın basitliği ve bakımının kolaylığı önemli bir avantajıdır. Diğer taraftan
ölçümlerin süratli ve absorbansın pek çok dalga boyunda ölçülebilmesi
çift-demetli cihazların kalitatif analizlerdeki en önemli üstünlüğü olarak
kabul edilir.
Şekil-12:
İki ultraviyole-görünür spektrofotometrenin şematik diyagramı; (a) Hitachi
model 100-60, (b) Varian Cary Model 219
Çok Kanallı Absorbsiyon Cihazları: 1970'li yılların ortalarında
literatürde, spektrokimyasal ölçmelerde dedektör olarak silikon diod
dizilerinin ve vidicon tüplerinin kullanıldığı çeşitli yayınlar bulunmaktadır.
Bir monokromatörün odak düzleminde bu tip dedektörlerin bulunması halinde
spektrum elektronik tarama (mekanik değil) ile elde edilir; bir spektrumu
tanımlayan tüm veriler aynı anda alınır. Kontrol görevi yapan mikroişlemciler
gibi çok kanallı dedektörler de çeşitli kaynaklardan sağlanabilir. Bu kaynaklardan
bazıları spektrofotometre üreten firmalardır. 1980'e kadar ultraviyole-görünür
bölgelerde absorbsiyon analizine uygun elektronik çok kanallı cihazlar
üretilemedi.
Şekil-13'de 200-800 nm aralığında absorbsiyon ölçmelerinde
kullanılan bir çok kanallı (veya paralel yollu) spektrofotometrenin şematik
diyagramı görülmektedir. Diğer ultraviyole-görünür absorbsiyon cihazlarının
tersine, örnek hücresi kaynak ve
monokromatör arasına yerleştirilmiştir. Spektrumun tüm elementlerinin
aynı anda gözlenebilmesi yönünden bu yerleşim konumu zorunludur.
Şekil-13'deki cihazda bir tungsten/halojen lambası ve bir
deutöryum lambasından oluşan kaynak sisteminin konumu oldukça ilginçtir;
bunlar, lamba odası yarığında 200 nm'den 800 nm'ye kadar sürekli bir ışın
demeti verebilecek şekilde yerleştirilmişlerdir. Böylece kaynağın anahtarla
ayarlanmasına gerek olmaz. Diğer önmeli bir özellik bir kaynak elipsi ve bir
spektrometre elipsi içeren çift elipsoidal optik sistemidir ve küresel
optiklerle elde edilenden daha yüksek bir ışın enerjisi yaratır.
Lamba yarığı ve örnek bölmesi bir elipsin iki odağında,
örnek bölmesi ve monokromatöre giriş sliti diğer elipsin iki odağında bulunur.
Bu düzen, referans ve örnek hücreleri arasındaki alanda üç ilave örnek hücresi
ve küp köşe aynaları konulmasına olanak verir (Şekil-13). Buradaki beş ışın
demeti ile, dört örneğin absorbsiyon spektrası 6.4 saniye gibi bir zaman içinde
alınabilir.
Bu cihazın önemli bir parçası, bir motor-sürücülü dikey şaft
üzerine yerleştirilmiş bir çift düz aynadan oluşan servo-kontrollu demet
yönlendiricisidir. Üstteki ayna demeti önce referans ve sonra da örnek
hücrelerine yönlendirir. Alttaki ayna demeti sırayla spektrografın elipsoidal
giriş aynasına yansıtır. Giriş yarığının iki çenesinin dış yüzeyleri uygun bir
şekilde aynalanarak demetin kenarları iki büyük-alanlı fotodioda yansıtılır.
Demetin her zaman yarık üzerinde odaklanması ayna şaftının konumu ayarlanarak
sağlanır; ayarlama, bir servo mekanizmanın iki diodla kontrol edilmesiyle
sağlanır.
Monokromatör, tek bir madde üzerinde yerleştirilmiş iki
holografik gratingdir. Gratingler birbirine göre 3.5 derece eğimdedirler;
böylece, 200-400 nm aralığında kırılan ışın bir dedektöre yönlenirken 400-800
nm aralığındaki diğer dedektöre geçer.Dedektörlerin her birinde 211 silikon
diod, depolama kapasitörleri, ve 1/1 inç kadar uzunluktaki bir yarıiletken çip
üzerinde oluşturulmuş transistör anahtarları bulunur; her diodun aktif
yüzeyinin boyutları 0.6 x 0.5 mm dir (yarık görüntüsünün boyutları ile
aynidir). Bu durumda cihazın band genişliği 200-400 nm bölgesinde 1 nm, 400-800
nm bölgesinde 2 nm’dir. Ciplerde, her kapasitörü seri olarak yükleyebilen devre
vardır. Yükleme akımının integrasyonu, kuvvetlendirilmesi ve gürültü düzeltmesi
bir önamplifikatörle yapılır.
Sinyal bundan sonra bir analog-digital çeviriciden geçerek,
absorbans veya geçirgenliğin küçük bir katot-ışını tüpünde görüntülenmesini
sağlayan bir mikro, işlemciye gider. Veriler bir RAM’de saklanarak sonra bir kaydediciye
gönderilebilir. Mikroişlemci diğer bazı fonksiyonları verebilecek şekilde
programlanabilir; konsantrasyon ve standart sapmaların hesaplanması, pik
maksimalarının bulunması, standartlarla kalibrasyon için eğri-yerleştirme, ve absorblayan
karışımlardaki her bir bileşenin konsantrasyonunun hesaplanması, gibi.
Şekil-13:
Bir çok kanallı çift-demetli spektrofotometre, HP 8450 A
Konsantrasyon hesaplamalarında her bileşenin standart
çözeltilerinin spektrumları önceden hafızada depolanır. Bilinmeyen bir maddenin
kantitatif verileri, buna en çok benzeyen bir spektrumun saptanması ve
hafızadaki bilgilerin senteziyle bulunur. Tam bir spektrumun alınabilmesi ve
işlenebilmesi için gerekli gerçek ölçüm zamanı 1 saniyeden daha azdır. Ölçüm
sırası demetin, dedektöre ışın ulaşmayacak şekilde yönlendirilmesi sırasındaki
ölü akımın saptanmasıyla başlar.
Yönlendiriciye demeti örnek konumuna çevirecek şekilde komut
verilir. Demetin doğru konumda olduğu belirlendikten sonra her bir diod
kapasitörüne seri halde akım yüklemesi başlar. Kapasitörlerin yüklemesi
tamamlandığında ışın demeti referans hücreye döndürülür ve aynı işlem
tekrarlanır.
Son olarak, demet tekrar ölü konuma getirilerek tekrar bir
ölü akım ölçümü alınır. İşlem birkaç kez tekrarlatılarak sinyal/gürültü
oranlarını yükseltmek için verilerin ortalaması alınır.
Fotobozunma göstermeyen (veya çok az gösteren) yüksek
derecede foto hassas analitler için bile örneklerin ultraviyole ışınla teması
çok kısa tutulmalıdır. Bundan başka, fluoresans girişimi en düşük düzeyde
bulunmalıdır; fluoresans küresel olarak emitlendiğinden, demet yolundaki
fraksiyon cihazın gürültü sınırından daha az olur. Son bir önemli konu da
ters-optik dizaynının, örnek ve referans çözeltileriyle kaynak ve monokromatör
arasına yerleştirilmesidir; böylece, zorunlu olan ışık-geçirmez örnek ve
referans çözelti bölmelerine gereksinim olmaz.
Şekil-13'deki cihazla çok bileşenli karışımların kantitatif
analizleri, hızı orta dereceli reaksiyonların ara kademeleri çalışmaları,
kinetik incelemeler ve sıvı kromatografisi veya diğer tip kolonlardan alınan
bileşenlerin kantitatif analizleri yapılabilir. Cihazın dezavantajları,
spektrofotometrik çalışmalardaki sınırlı resolüsyon gücü (UV'de 1 nm, görünür
bölgede 2 nm) ve çok pahalı olmasıdır.
