便攜式光譜儀如何實現(xiàn)溶液檢測？

溶液是兩種或兩種以上的物質(zhì)混合形成均勻穩(wěn)定的分散體系，被分散的物質(zhì)（溶質(zhì)）以分子或更小的質(zhì)點分散于另一物質(zhì)（溶劑）中。物質(zhì)在常溫時有固體、液體和氣體三種狀態(tài)，因此溶液也有固、液、氣三種狀態(tài)。氣體溶液一般指氣體混合物，固體溶液混合物常稱為固溶體（如合金）。一般情況下，溶液專指液體溶液。

溶液體系中的物質(zhì)處于高度分散狀態(tài)，構(gòu)成物質(zhì)的粒子有充分接觸的機(jī)會，能夠大大加快反應(yīng)速率。這一性質(zhì)特點被廣泛地應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)、化工、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療等領(lǐng)域。在實驗室里或化工、工業(yè)生產(chǎn)中，常常先把反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行溶解，再將不同種類的溶液進(jìn)行混合，以加快反應(yīng)的進(jìn)行。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，植物、作物和農(nóng)產(chǎn)品會從土壤里獲得各種養(yǎng)料。一些養(yǎng)料或者肥料會預(yù)先配置成溶液施加到作物的土壤中，以促進(jìn)作物對養(yǎng)分的吸收。在醫(yī)療領(lǐng)域，用于治療感染、緩解病痛的各種炎癥的注射液、葡萄糖溶液和生理鹽水等等，也會按照一定比例配成溶液使用，以促進(jìn)人體對藥物的吸收。

在實際應(yīng)用的過程中，合適的溶液濃度才能對生產(chǎn)生活起到良性的積極作用，并且不同濃度的溶液會產(chǎn)生不同效果。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，適當(dāng)濃度的可卡因溶液被用作局部麻醉藥，而高濃度的可卡因?qū)θ梭w危害極大。在食品領(lǐng)域，低濃度的酒精制品是美味無窮的美酒，而高濃度的酒精可用于食品生產(chǎn)線消毒。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，適當(dāng)濃度的肥料能有效地促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量，而肥料濃度會引起明顯的燒傷、落葉、落花、落果等現(xiàn)象。

常見的溶液濃度檢測方法有滴定法、比重計法、折光率法和光譜儀法等等。

滴定法是將一種已知度的試劑溶液(稱為標(biāo)準(zhǔn)溶被)滴加到被測物質(zhì)的溶液中，直到化學(xué)反應(yīng)完成為止，根據(jù)所用試劑溶液的濃度和體積計算被測溶液的濃度。但這種方法操作復(fù)雜，并且不完全的化學(xué)反應(yīng)會影響計算結(jié)果。比重計法的原理是基于某種物質(zhì)的比重與溫度和濃度的相關(guān)性。在某個溫度下測定物質(zhì)的比重，通過查表可以找到對應(yīng)的濃度。但該方法依賴經(jīng)驗值換算，并且讀表操作會產(chǎn)生人工誤差復(fù)雜。折光率法是通過測量物質(zhì)的折光率來判別物質(zhì)的組成，確定物質(zhì)的純度、濃度及判斷物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法。通常需要特定的折光率測試儀器，對技術(shù)操作比較高。

光譜儀法是利用液體吸光度和濃度的關(guān)系來判斷被測液體的濃度，即通過被測液體對紫外光、白光的吸收來測定被測液體中的成分和含量。該方法的基本原理是利用特定波長的光源去照射待測液體，帶測液體會發(fā)生吸光現(xiàn)象，光譜儀記錄被測液體的吸光度，通過Beer lambert法則得出被測液體的濃度。這種檢測方法操作簡便，無需復(fù)雜的技術(shù)步驟，無損檢測樣品，分析速度快。

實驗室級別的光譜儀能實現(xiàn)高精度的吸光光譜測量，但這些光譜儀占用空間面積大，不易攜帶，開機(jī)預(yù)熱時間長，無法適用于室外測量、現(xiàn)場測量、便攜測量和快速光譜測量等場景。

虹科便攜式光譜儀基于新型軸向光柵技術(shù)，光路結(jié)構(gòu)十分緊湊，在保證高精度測量的基礎(chǔ)上，極大地減輕了光譜儀的重量，縮小了光譜儀的尺寸，非常適用于室內(nèi)、室外以及任何具有便攜性的光譜測量場景，隨時隨地助力實現(xiàn)光譜測量！

虹科便攜式光譜儀開發(fā)了化學(xué)分析模塊，這是市場上基于分光光度法進(jìn)行化學(xué)分析的最緊湊的光譜儀。借助化學(xué)分析模塊，可以隨時輕松進(jìn)行吸收測量、光密度（OD）測量、濃度測量（Beer-Lambert）以及熒光測量。虹科便攜式光譜儀的化學(xué)分析模塊配備了高強(qiáng)度平光譜白光源（380nm-720nm）和高強(qiáng)度紫外UVA光源（365nm），可滿足在不同激發(fā)下的測試測量場景，其余波段可根據(jù)客戶要求進(jìn)行調(diào)整和定制。

虹科便攜式光譜儀的化學(xué)分析模塊能夠為不同市場提供多方面的解決方案，助力實現(xiàn)快速的現(xiàn)場溶液分析處理，包括：比色試劑的吸收和濃度分析（廢水分析）、食品液體（葡萄酒、啤酒、油等）的比色分析、通過熒光（橄欖油、蜂蜜、香水、烈酒等）鑒定并控制液體摻假、細(xì)菌密度測量（OD600）

以下是使用虹科便攜式光譜儀的化學(xué)分析模塊進(jìn)行溶液測試的示例：

1. 對不同濃度的溶液進(jìn)行吸收測試

預(yù)先設(shè)置好Indigo光譜儀和軟件的基本參數(shù)，可參考軟件使用手冊

將一定溶液置于比色皿中，進(jìn)行測量

2.基于Beer-lambert模塊測量未知濃度的A溶液濃度

預(yù)先設(shè)置好Indigo光譜儀和軟件的基本參數(shù)，可參考軟件使用手冊

配置不同濃度梯度的A溶液，并測量吸收光譜

進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到濃度與吸收率的曲線

注：此部分可進(jìn)行多個濃度的溶液測試，建立數(shù)據(jù)模型，使?jié)舛?吸收率曲線更接近真實值

將未知濃度的A溶液置于比色皿中，進(jìn)行測量，紅點即為未知濃度A溶液濃度

注：未知濃度需在數(shù)據(jù)模型的最大濃度和最小濃度之間

3. 建立時間-吸收光譜曲線

跟蹤相關(guān)的光譜信號，實時監(jiān)控化學(xué)反應(yīng)過程，得到全光譜延時圖譜或單波長的延時圖譜，詳細(xì)操作請查看視頻鏈接。

虹科便攜式光譜儀

紫外/可見光光譜儀

IndiGo是一款經(jīng)濟(jì)實惠的模塊化、便攜式的光譜儀，體積只有手掌大小，通過USB-C與電腦連接，通過藍(lán)牙與智能手機(jī)連接。

該光譜儀允許測量370 nm至 810nm的發(fā)射、吸收或透射光譜，分辨率為1.5 nm。

我們提供多個與 IndiGo可信兼容的模塊，這將允許您使用光譜儀進(jìn)行多種模式的測量：光纖適配器、UVA-LED光源模塊、UAB/UVB-LED光源模塊、激光誘導(dǎo)熒光(LIF)、基于比色皿的化學(xué)分析模塊

紅外光譜儀

IndiGo NIR是一款便攜式、連接式、價格合理的近紅外光譜器。它通過藍(lán)牙連接到智能手機(jī)、平板電腦或有線連接到 PC。這款光譜儀可以測量從720nm到 1040nm的發(fā)射、吸收和透射光譜，分辨率約為 2nm。

我們還提供 IndiGo NIR兼容的模塊，如：固體上的近紅外反射、比色皿中液體的近紅外吸收/反射，為您提供光譜儀的額外功能。

審核編輯黃昊宇