La différence entre les spectrophotomètres à simple faisceau et à double faisceau

Les spectrophotomètres mesurent l'intensité lumineuse en fonction de la longueur d'onde et sont couramment utilisés pour mesurer la concentration d'un composé dans une solution aqueuse.Selon le type de spectrophotomètre, différentes longueurs d'onde de lumière peuvent être analysées.

Bien que la plage de longueurs d'onde et les limites de détection soient sans aucun doute les facteurs les plus importants à prendre en compte lors de la sélection d'un spectrophotomètre approprié, il existe d'autres critères importants tels que :

1. La densité, la forme ou la taille du produit que vous souhaitez mesurer

2. Plage de travail analytique

3. Débit d'échantillon

4.Qualité des données

5. Options de méthode personnalisables et/ou préconfigurées

6. Temps de mesure

Il existe deux principaux types de spectrophotomètres : simple faisceau et double faisceau.Comme leurs noms l’indiquent, la principale différence entre les deux instruments réside dans le nombre de faisceaux de lumière utilisés pour l’analyse.

Faisceau unique

Dans un spectrophotomètre à faisceau unique, toutes les ondes lumineuses provenant de la source lumineuse traversent l’échantillon comme un seul faisceau.L'instrument est standardisé en plaçant une référence dans le porte-échantillon, et la valeur résultante est soustraite des mesures d'échantillon ultérieures pour éliminer les effets du solvant et de la cellule.La sensibilité de détection du faisceau lumineux après son passage à travers l'échantillon est élevée car il utilise un faisceau lumineux non divisé ; une énergie élevée existe donc partout.

Les spectrophotomètres UV-Vis à faisceau unique peuvent mesurer dans la plage de longueurs d'onde de 190 à 750 nm, bien que certains vont jusqu'à 1 100. La région UV, considérée comme toute longueur d'onde inférieure à 340 nm, est utile pour mesurer les acides nucléiques, les protéines purifiées et autres des molécules organiques, par exemple.

Double poutre

À l’inverse, la lumière provenant de la source d’un spectrophotomètre à double faisceau se divise en deux faisceaux, un seul traversant l’échantillon et l’autre ne traversant que la référence.Chaque faisceau monochromatique est à son tour divisé en deux faisceaux d'intensité égale par un dispositif semi-miroir.Un faisceau, le faisceau échantillon, traverse une cuvette contenant une solution du composé étudié dans un solvant transparent.L'autre faisceau, la référence, traverse une cuvette identique contenant uniquement le solvant.Les intensités de ces faisceaux lumineux sont ensuite mesurées par des détecteurs électroniques et comparées.Les spectrophotomètres à double faisceau offrent généralement une plage de mesure de 190 à 1 100 nm.

Bien qu'ils ne soient pas considérés comme un type supplémentaire de spectrophotomètre, les instruments à faisceau divisé sont similaires aux spectrophotomètres à double faisceau.Cependant, ils s'appuient plutôt sur un séparateur de faisceau qui alterne rapidement le trajet de la lumière entre la référence et l'échantillon tout en utilisant un seul détecteur.

Avantages et inconvénients

Bien que les spectrophotomètres à double faisceau soient le choix le plus populaire dans les laboratoires modernes d'aujourd'hui, les spectrophotomètres à simple faisceau présentent néanmoins certains avantages.La rentabilité des spectromètres à faisceau unique constitue le principal avantage, ainsi que leur encombrement réduit par rapport aux autres spectrophotomètres.Les spectrophotomètres à faisceau unique présentent également une sensibilité de détection élevée en raison du débit d'énergie élevé dû à la non-division du faisceau source.

D'un autre côté, si une application nécessite de la stabilité, un spectrophotomètre à faisceau unique n'est peut-être pas la meilleure option car l'instrument ne compense pas les perturbations telles que les fluctuations des circuits électroniques, les fluctuations de tension, l'instabilité des composants mécaniques ou la dérive de l'énergie de la lumière. sources.De telles dérives provoquent des fluctuations anormales des résultats.2

Un instrument à double faisceau, quant à lui, permet de compenser les fluctuations de puissance de la source, améliorant considérablement le rapport signal/bruit et permettant de diluer les échantillons de solutions et les mesures avec des gaz.

En général, les spectrophotomètres à double faisceau fonctionnent plus rapidement et fournissent des résultats plus reproductibles car ils effectuent une correction automatique de la perte d'intensité lumineuse lorsque le faisceau traverse l'échantillon et la solution de référence.De plus, le temps de préchauffage de la lampe est faible, voire inexistant, ce qui contribue non seulement à améliorer le débit des résultats, mais également à préserver la durée de vie de la lampe.

Les spectrophotomètres à double faisceau sont nettement plus chers que les versions à faisceau unique, bien que le coût de la durée de vie de l'instrument puisse être réduit lorsque l'on prend en compte la durée de vie de la lampe.