Přenosné spektrometry: co to je, druhy, použití

Přenosné spektrometry jsou kompaktní analytická zařízení určená k rychlému a přesnému měření charakteristik látky na základě jejích spektrálních vlastností. Díky své mobilitě, vysoké citlivosti a univerzálnosti nacházejí široké uplatnění v terénu i v laboratořích. Na rozdíl od stacionárních systémů umožňují tyto přístroje provádět operativní analýzy bez nutnosti přepravy vzorků do specializovaných laboratoří.

Princip činnosti a konstrukční vlastnosti

Spektrometrie je založena na měření intenzity světla odraženého, procházejícího nebo vyzařovaného vzorkem v určitém rozsahu vlnových délek. Výsledky takové analýzy umožňují určit složení látky, přítomnost příměsí a koncentraci prvků. Přenosná zařízení zahrnují zdroj světla, optický systém, dispergační prvek a fotodetektor. Moderní modely jsou často integrovány s počítači nebo mobilními zařízeními pro operativní zpracování a vizualizaci dat.

Kompaktnost spektrometrů je dána miniaturizací optických komponent a použitím energeticky účinných technologií. Některé modely jsou vybaveny bezdrátovými rozhraními, což usnadňuje jejich použití mimo laboratoř. Mohou být také vybaveny vyměnitelnými moduly, které umožňují přizpůsobit přístroj konkrétním úkolům.

Druhy přenosných spektrometrů

Existují různé typy přenosných spektrometrů, které se liší spektrálním rozsahem, metodou analýzy a cílovým použitím. Každý typ je přizpůsoben konkrétním úkolům, od kontroly kvality potravin až po geochemický výzkum.

• Optické (UV-Vis, NIR) – analyzují světlo v ultrafialovém, viditelném a blízkém infračerveném rozsahu.
• Ramanovy spektrometry – určují strukturu látky podle rozptylu světla, jsou účinné pro analýzu pevných látek a kapalin.
• Fluorescenční – zaznamenávají záření látky po excitaci zdrojem světla, používají se v biochemii a medicíně.
• Rentgenfluorescenční – používají se k analýze elementárního složení, zejména kovů a minerálů.
• Hmotnostní spektrometry – méně rozšířené v přenosném provedení, ale používají se k detekci plynů a těkavých sloučenin.

Výběr vhodného typu závisí na specifikách měření a požadavcích na přesnost a citlivost. Některé univerzální modely mohou kombinovat několik metod analýzy najednou.

Oblasti použití

Přenosné spektrometry nacházejí uplatnění v nejrůznějších oblastech vědy a průmyslu. Jejich hlavními výhodami jsou rychlost, možnost analýzy na místě a absence nutnosti složité přípravy vzorků. To je činí obzvláště užitečnými v terénu, při kontrole kvality a v situacích vyžadujících okamžitou reakci.

• Kontrola kvality výrobků (analýza surovin a hotových výrobků z hlediska shody s normami).
• Ekologický monitoring (stanovení znečišťujících látek ve vzduchu, vodě a půdě).
• Archeologie a kunsthistorie (nedestruktivní analýza materiálů a pigmentů).
• Medicína a farmacie (kontrola složení léků a diagnostika biologických tekutin).
• Geologie a těžba nerostných surovin (stanovení složení hornin a rud přímo na ložisku).
• Bezpečnost a kriminalistika (rychlá analýza podezřelých látek a materiálů na místech činu).

Vysoká přesnost měření a univerzálnost umožňují použití přenosných spektrometrů jak ve vědeckém výzkumu, tak v aplikovaných úkolech. Používají se také pro vzdělávací účely k výuce studentů metod spektrální analýzy.

Výhody a omezení

Navzdory širokým možnostem mají přenosné spektrometry jak silné, tak slabé stránky. Při jejich výběru je třeba zohlednit specifika úkolu, provozní podmínky a požadavky na výsledky analýzy. Výhody přenosných zařízení:

• Kompaktní rozměry a nízká hmotnost: umožňují použití přístroje na těžko přístupných místech.
• Rychlá příprava k provozu: nevyžaduje složité nastavení a kalibraci.
• Autonomie: funguje na baterie, často je vybaven vestavěnou pamětí a bezdrátovými rozhraními.

Mezi nevýhody přenosných spektrometrů patří:

• Omezená citlivost: zaostává za laboratorními analogy v přesnosti při analýze složitých směsí.
• Omezený spektrální rozsah: každý model je přizpůsoben určitým rozsahům vlnových délek.

Portativní spektrometry jsou tedy pohodlným nástrojem pro expresní analýzu, zejména v terénu a ve výrobních podmínkách. Pro složitější výzkumy je však vhodnější použít stacionární laboratorní zařízení.