The Measurement of High Optical Densities in the Near-Infrared

Význam tématu

Měření vysokých optických hustot v blízké infračervené oblasti je zásadní pro vývoj a kontrolu kvality laserových brýlí, optických filtrů a analýzu silně absorbujících vzorků v biophotonice či průmyslové analytice.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit fotometrickou přesnost, linearitu a dynamický rozsah spektrofotometru Agilent Cary 6000i v NIR oblasti až do 8 absorbancí. S využitím techniky přidávání filtrů autoři demonstrovali schopnost měřit materiály pro laserovou ochranu při 980 nm a 1064 nm.

Použitá metodika a instrumentace

• Spektrofotometr Agilent Cary 6000i UV-Vis-NIR
• Lockdown Solid Sample Holder a Lockdown Cuvette Holder
• Sada síťkových filtrů pro zadní oslabování referenčního paprsku
• Dvojpaprskový režim, základní korekce (Zero/Baseline)
• Protokol: metoda přidávání dvou a tří filtrů, sběr dat s různými spektrálními šířkami pásma a dobami průměrování signálu

Hlavní výsledky a diskuse

• Přidávání dvou filtrů prokázalo korelaci mezi měřenou a vypočtenou absorbancí až do 7,19 Abs při 1248 nm.
• Rozšíření na tři filtry potvrdilo linearitu a přesnost až do 8,10 Abs při 1208 nm.
• Spektra materiálů pro laserové brýle vykázala absorbance 7,16 Abs při 964 nm a 7,45 Abs při 1230 nm s dobrým poměrem signál/šum.
• Užití delšího průměrování signálu minimalizovalo šum na maximech absorbance.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přidávání filtrů poskytuje ekonomický a jednoduchý způsob ověření fotometrických parametrů spektrofotometru bez nutnosti drahých kalibrovaných standardů. Umožňuje rychlé vyhodnocení materiálů pro ochranné brýle, optické filtry a analýzu silně absorbujících vzorků bez rozsáhlého ředění.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace plně automatizovaného zadního oslabování pro zvýšení rozsahu měření.
• Vylepšení softwarových nástrojů pro analýzu spekter a redukci šumu v NIR oblasti.
• Rozšíření aplikací do biomedicínského výzkumu, fotoniky a monitorování průmyslových procesů.

Závěr

Studie prokázala, že Agilent Cary 6000i poskytuje vysokou fotometrickou přesnost, lineární dynamický rozsah až 8 Abs v blízké infračervené oblasti a je schopen spolehlivě měřit materiály s vysokou absorbancí. Technika přidávání filtrů je efektivní a nákladově příznivá pro validaci a rutinní analýzu vysoce absorbujících vzorků.

Reference

1. Agilent Technologies. The Linear Dynamic Range of the New Generation Cary 4000, 5000 and 6000i Spectrophotometers. Data Sheet, 2011.
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, 2011.
3. Hind A.R. To improvements in spectrophotometry. American Laboratory, 34(24), 2002.
4. Agilent Technologies. Photometric Linearity Range of the New Generation Cary 4000/5000/6000i Spectrophotometers. Data Sheet, 2011.
5. Agilent Technologies. Cary Rear Beam Attenuator Accessory; Part No. 0010044100.
6. Agilent Technologies. Part Numbers for Cary 6000i Spectrophotometer and Accessories.