Химики удешевили спектрофотометр светодиодами

Спектрофотометр, собранный учеными, не только дешевле в десятки раз коммерческих, но и не уступает им в чувствительности и точности анализа.

Как сообщает ToDay News Ufa со ссылкой на публикацию исследования в журнале PLoS One, ученые из Индии и США охарактеризовали и собрали на трех стандартных растворах спектрофотометр, источником излучения которого являются светодиоды. Себестоимость устройства составила всего 63 доллара, что в десятки раз меньше стоимости коммерческих спектрофотометров.

Почти в каждой современной лаборатории, занимающейся анализом веществ, стоят спектрофотометры. Несмотря на свою достаточно небольшую стоимость, эти приборы обладают достаточными характеристиками для решения широкого спектра важных задач: определение многих неорганических, органических и лекарственных веществ. Однако стоимость в две и более тысяч долларов, делает такие приборы самым дорогим оборудованием в небольших лабораториях.

В качестве источника света в диапазоне от 350 до 2500 нанометров в современных спектрофотометрах используются вольфрамовые лампы накаливания. С помощью сложной системы линз, щелей и дифракционных решеток выделяется излучение одной длины волны (монохроматическое). Это излучение проходит сквозь кювету с раствором и частично поглощается в нем, попадая затем на детектор. Для определения концентрации определяемых веществ используется доля поглощенного раствором излучения.

Ученые из Норвичского университета заменили лампу накаливания и оптическую систему на светодиоды и создали спектрофотометр себестоимостью всего 63 доллара. Создать такой аппарат можно обладая базовыми знаниями электроники прямо в условиях лаборатории. Учеными было проведено исследование, в ходе которого они сравнили возможности прибора с современными доступными спектрофотометрами ценой от двух до восьми тысяч долларов и детально определили важнейшие характеристики спектрофотометра.

Предел концентрации железа, ниже которого сохранялась линейная зависимость сигнала от концентрации, составил от 3 до 4,99 миллиграмм в литре. Тогда как коммерчески доступные приборы обеспечивали предел от 3 до 6,99 миллиграмм в литре. Небольшая разница есть и в определении верхнего предела линейности двух других растворов. Кроме этого незначительная разница есть в значениях коэффициента детерминации, точности и пределов обнаружения. Чувствительность определения фторида и марганца оказались почти в полтора раза хуже.

Ученые утверждают, что спектрофотометр, себестоимость которого составляет 63 доллара, сможет обеспечить лаборатории, которые не имеют универсального прибора. Это даст возможность проводить анализы без особой потери в характеристиках. Кроме этого, устройство способно работать от шестивольтовой батареи, что дает возможность проводить исследований вне лабораторий.

Ранее мы писали о том, что ученые нашли у африканцев гены неандертальцев

Источник