Máy đo quang phổ (SPECTROPHOTOMETER)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM





Tiểu luận

SPECTROPHOTOMETER

(Máy đo quang phổ)

GVHD: TRẦN LỆ THU

Chiều thứ 4 (tiết 9-10), Nhóm 4










Tháng 5 năm 2015

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 2

I.

Sơ lược về máy đo quang phổ 3

II.

Quang phổ UV-Vis 4

1.1.

Khái quát 4

1.2.

Nguyên lý chung của phổ hấp thụ UV-Vis 4

1.3.

Tính năng hoạt động 4

1.4.

Phần mềm cơ bản 5

1.5.

Chức năng định lượng 5

1.6.

Chức năng quét 5

1.7.

Chức năng DNA/protein 5

1.8.

Chức năng đo đa bước sóng 5

1.9.

Ứng dụng 6

1.10.

Giới thiệu về một số loại máy quang phổ UV-Vis trên thị trường 7

Máy quang phổ UV-VIS 8000 UV 8

1.11.

Một số thiết bị quang phổ UV-Vis được sử dụng trong phân tích thực
phẩm thông qua các bài báo khoa học 10

III.

Kết luận 11

Tài liệu tham khảo 11








LỜI MỞ ĐẦU
Ngày xưa, thực phẩm chỉ đơn giản là cung cấp năng lượng cho con người hoạt
động. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của xã hội ngày nay thì yêu cầu về thực
phẩm của con người ngày càng cao. Con người không chỉ cần được ăn no, ăn đủ mà
còn cần thực phẩm phải “bắt mắt”, hình thức đẹp, mùi vị hấp dẫn cũng như đáp ứng
các nhu cầu thẩm mỹ khác.
Bên cạnh đó, vấn đề an toàn thực phẩm cũng được đặt lên hàng đầu, để kiểm
tra trong thực phẩm có chứa những phân tử chất độc hại các nhà khoa học đã tìm
hiểu, nghiên cứu và chế tạo ra một loại máy có thể kiểm tra thực phẩm mà có thể
cho ra kết quả một cách nhanh chóng và chính xác, đó chính là máy đo quang phổ
(Spectrophotometer). Thấy được những lợi ích đó, nhóm chúng em quyết định chọn
đề tài này để báo cáo. Trong quá trình làm bài không thể tránh khỏi những sai sót,
chúng em mong nhân được đóng góp ý kiến của cô.
Chúng em chân thành cảm ơn cô ạ!




I. Sơ lược về máy đo quang phổ

Ánh sáng được tách thành phổ nhờ lăng kính hay bộ lọc nhiễu xạ trước khi
mỗi dải bước sóng được chọn lọc cho đo lường. Hệ thống lọc giao thoa, sau đó chọn
lọc dải sóng dẹp phù hợp.
Độ phân giải của thiết bị phụ thuộc vào độ hẹp của dải phổ sử dụng khi đo
liên tục một mẫu.
Máy quang phổ chứa cảm biến và bộ tách sóng để đo tỷ lệ phản xạ của màu
sắc sản phẩm ở mỗi 10nm hay ít hơn, sau đó tổng hợp từ ít nhất 30 điểm dữ liệu và
bắt đầu tính toán đưa ra giá trị màu.
Có 3 phương pháp phổ
Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử
+ Phương pháp phổ quay và dao động: phương pháp quang phổ hồng ngoại
+ Phương pháp phổ Raman
+ Phương pháp electron UV-Vis
Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Phương pháp phổ khối lượng

Trong bài tiểu luận này nhóm chúng em sẽ khai thác về quang phổ UV-Vis



II. Quang phổ UV-Vis
1.1. Khái quát
Máy quang phổ tử ngoại khả kiến (Ultra Violet- Visbility Spectrum hay UV-
Vis) là vùng nằm ở cận UV cho đến IR, được xác định từ khoảng 180-1100nm. Đây
là vùng phổ đã được nghiên cứu nhiều và được áp dụng nhiều về mặt định lượng.
Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học, sinh học, công nghệ thực phẩm,
đồ uống cũng như môi trường.
Là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những
thành phần đơn sắc khác nhau.
Máy quang phổ UV - VIS vận hành trên cơ sở đo độ hấp thụ ánh sáng đặc

trưng cũng như độ truyền quang ở các bước sóng khác nhau, nhờ đó kết quả thu
được nhanh và chính xác, đặc biệt là việc ứng dụng thiết bị trong ngành đồ uống để
xác định thành phần vi lượng cũng như các chỉ tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm.
1.2. Nguyên lý chung của phổ hấp thụ UV-Vis
Phổ hấp thụ UV-Vis là phổ hấp thụ của các chất tan ở trạng thái dung dịch
đồng thể của một dung môi nhất định như: nước, metanol, benzen, toluen,
cloroform, Vì thế, muốn thực hiện phép đo phổ này ta phải:
 Hòa tan chất phân tích trong một dung môi phù hợp
 Chiếu vào dung dịch mẫu chứa hợp chất cần phân tích một chùm bức
xạ đơn sắc có năng lượng phù hợp để cho chất phân tích hay sản phẩm
của nó hấp thụ bức xạ để tạo ra phổ hấp thụ UV-Vis của nó.
 Đo cường độ của chùm sáng sau khi đã qua dung dịch mẫu nghiên cứu
1.3. Tính năng hoạt động
Máy quang phổ UV - VIS là thiết bị có thể sử dụng để kiểm tra các chỉ tiêu
hoá học trong các mẫu nước có kết quả phân tích nhanh, cho phép sử dụng các loại
hóa chất và thuốc thử thông dụng và sẵn có ở Việt Nam.


Đặc biệt, hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đang sử dụng phổ biến
máy quang phổ UV - VIS model U - 1900 và U - 2900. Đây là thiết bị hoạt động có
độ ổn định cao, giá thành rất hợp lý, giao diện phần mềm thân thiện dễ sử dụng.
1.4. Phần mềm cơ bản
Đo độ hấp thụ, độ truyền quang hoặc đo nồng độ với hệ số nồng độ hay hệ số
nồng độ chuẩn như μg/ml, mg/ml, g/l, ppb, ppm, %, IU, mM/l, M/l hoặc các giá trị
nồng độ khác có thể đưa vào qua bàn phím, hiển thị liên tục giá trị đo không cần
nhấm phím đọc.
1.5. Chức năng định lượng
Thiết lập hoặc lưu trữ các cách tính hiệu chuẩn để đo nồng độ mẫu chưa biết.
Có thể dùng đến 10 dung dịch chuẩn để xác định đường cong chuẩn.
1.6. Chức năng quét

Quét phổ của mẫu tại bất kỳ khoảng bước sóng nào với việc lựa chọn tốc độ
quét và lượng dữ liệu đo. Tốc độ quét có thể lựa chọn phù hợp từ 100nm đến
3600nm/phút; Bước sóng quét sẽ được quét từ bước sóng cao đến bước sóng thấp.
Do vậy, thiết bị đợi bước sóng cao, cách này làm giảm nhiễu, tăng độ nhạy của thiết
bị. Việc điều khiển chính xác kính lọc và đổi đèn làm tăng hiệu quả quét.
1.7. Chức năng DNA/protein
Tính toán nồng độ và độ tinh khiết DNA. Tỷ lệ tại các bước sóng đo khác
nhau. Tỉ lệ tại các bước sóng 260nm/280nm hoặc 260nm/230nm và có thể trừ đi độ
hấp thụ tại bước sóng 320nm. Các bước sóng khác và hệ số có thể thêm vào.
1.8. Chức năng đo đa bước sóng
Đo đa bước sóng để phân tích và xác định các thành phần trong hỗn hợp như
phân tích mầu của bia.


1.9. Ứng dụng
Người ta dùng máy quang phổ để quan sát và xác định các thành phần của một
nguồn sáng.
Phân tích protein
Phân tích carbonhydrate
Phân tích hàm lượng kim loại trong thực phẩm
Phân tích một số chỉ tiêu nước
Kiểm tra độ tinh khiết
 Vết của tạp chất trong chất hữu cơ được phát hiện dễ dàng khi nó có
cường độ hấp thu đủ lớn
Nhận biết chất và nghiên cứu cấu trúc
 Bằng cách so sánh phổ hấp thu của chất so với phổ hấp thu của chất
trong thiên nhiên hoạc với mẫu chuẩn có thể cho kết luận về một sản
phẩm tổng hợp
Phân tích hỗn hợp
 Các máy quang phổ UV-Vis hiện đại có khả năng xác định các nồng độ

riêng rẽ trong hỗn hợp gồm n cấu tử. Máy sử dụng tính chất cộng độ
hấp thụ để giải hệ phương trình và cho kết quả nồng độ từng cấu tử
trong hỗn hợp phân tích.
Xác định khối lượng phân tử
Xác định hằng số phân ly acid-bazo
 Xác định hằng số phân ly acid-bazo là một trong những phương pháp
quan trọng để nghiên cứu cấu trúc các hợp chất hữu cơ. Nội dung của
phương pháp là đo phổ hấp thu của các chất hữu cơ chứa các nhóm có
tính chất acid-bazo phụ thuộc vào pH của mội trường.
Xác định thành phần của phức chất


 Thành phần của phức chất trong dung dịch có thể được xác định bằng
quang phổ hấp thu tử ngoại khả kiến theo một trong các phương pháp
khác nhau: phương pháp biến số liên tục, phương pháp tỷ lệ mol
Trong lĩnh vực công nghệ sản xuất bia, máy đo quang phổ UV-Vis được ứng
dụng để xác định độ màu của nguyên liệu cũng như bia thành hẩm, thành phần đạm
amin, đường khử, hàm lượng glucan, polyphenol, hàm lượng chất đắng và
diacetyl,
Phân tích NH
3+
sử dụng phương pháp Nessler và đem đo màu ở bước sóng
410 nm
Phân tích NO
2
so màu ở bước sóng 520 nm.
Phân tích Nitrat (NO


) so màu ở bước sóng 410 nm.

Phân tích 


so màu ở bước sóng 410 nm.
Phân tích COD trong nước ở bước sóng 600 nm.
1.10. Giới thiệu về một số loại máy quang phổ UV-Vis trên thị trường


Máy UV- Vis 1800 dùng để phân tích định tính cũng như định lượng các hợp
chất hữu cơ hoặc vô cơ, phân tích các hợp chất hữu cơ ,vô cơ, phức chất, xác định
mức độ tinh khiết của chất.



Máy quang phổ UV-VIS 8000 UV
Hãng sản xuất: Thermo Scientific - Mỹ
Máy đo quang phổ Orion AquaMate được thiết kế để phân tích nước và các
ứng dụng quang phổ khác với hơn 260 phương pháp lập trình trước tương thích với
một số thương hiệu phổ biến về cung cấp hóa chất phân tích nước (Merck, Hach,
CHEMetrics, và hóa chất AQUAfast của Thermo Orion) cùng với các phương pháp
do người sử dụng tối ưu để đo độ hấp thụ, % truyền qua và kiểm tra nồng độ.
Phương pháp đo được lưu trữ trên thẻ nhớ USB nên người sử dụng có thể thêm vào
hoặc gỡ bỏ khỏi thiết bị khi cần thiết.

MÁY ĐO QUANG PHỔ UV-VIS- UVD-3200
Thông số kỹ thuật:


 Loại 2 chùm tia
 Model UVD 3200 loại 2 chùm tia với giá giữ cuvet 8 chỗ tự động, tự động

quét phổ
 Có 04 khe sóng lựa chọn tự động
Máy được thiết kế với độ ổn định cao dễ sử dụng và được sử dụng với nhiều
ứng dụng khác nhau như trong các phòng phân tích kiểm tra chất lượng thuộc lĩnh
vực như dược phẩm, thuốc, hoá dầu, hoá chất, phòng nghiên cứu sinh học, phân tích
DNA/RNA, phòng kiểm tra chất lượng môi trường, kiểm tra thực phẩm, các sản
phẩm nông nghiệp.
Model UVD 3200 được thiết kế với hệ quang mới có thể điều khiển bằng bộ vi
xử lý.
Bước sóng: 190-1100nm
Spectro UV-VIS Double Beam PC Scanning Spectrophotometer
Model UVD-2960
Spectro UV-Vis đôi máy tính (Model UVD-2960) là một hiệu suất cao UV-
Vis chùm kép tự động quét quang phổ. Máy quang phổ mẫu UVD-2960 có thể được
sử dụng rộng rãi để phân tích định tính và định lượng trong các lĩnh vực như kiểm
tra dược phẩm, phân tích lâm sàng, hóa dầu các phòng thí nghiệm, phòng thí
nghiệm hóa học và hóa sinh học, DNA / RNA phân tích cũng như trong các cơ quan
kiểm tra chất lượng, tức là kiểm soát môi trường, quản lý nước , chế biến thực phẩm


và nông nghiệp. Spectro UV-Vis đôi máy tính (Model UVD-2960) sử dụng một
thiết kế hệ thống quang học mới và là máy vi tính kiểm soát.
1.11. Một số thiết bị quang phổ UV-Vis được sử dụng trong phân tích thực
phẩm thông qua các bài báo khoa học
Tên bài báo: Determination of total iron in water and foods
(xác định tổng lượng sắt có trong nước và thực phẩm)
a) Nhà khoa học nghiên cứu :
Bo Peng, Yingping Shen, Zhuantao Gao, Min Zhou, Yongjun Ma, Shengguo
Zhao.
b) Mục đích nghiên cứu :

Xác định tổng liên kết sắt có trong nước và thực phẩm.
c) Phương pháp thực hiện:
Chiết vi lượng lỏng -lỏng phân tán cùng với phương pháp phổ UV-VIS.
Chiết vi lượng lỏng -lỏng phân tán (DLLME) thường dựa trên việc sử dụng các
hệ thống thành phần dung môi tam phân trong đó các giọt đều đặn của các dung môi
chiết xuất được phân tán trong pha nước (Anthemidis & IOANNOU, 2010). Sau đó,
vì một diện tích tiếp xúc lớn giữa dung môi chiết xuất và mẫu dung dịch nước, trạng
thái cân bằng trích dẫn sẽ được nhanh chóng đạt được. So với các phương pháp khai
thác điển hình, lợi thế của DLLME bao gồm dễ dàng hoạt động, phân tích nhanh,
chi phí thấp và yếu tố làm giàu cao.
Phương pháp quang phổ UV-Vis được biết đến như một phương pháp đơn giản
và nhạy cảm để phân tích hoạt động của sắt. Trong nghiên cứu này, phương pháp
DLLME kết hợp với quang phổ xác định nhanh tổng sắt sử dụng 5-Br-PADAP như
các thuốc thử tạo phức. Các phương pháp này để xác định sắt có độ nhạy tốt và
chọn lọc với một phạm vi tuyến tính rộng hơn và có khả năng tái tốt và lặp lại.
d) Thuốc thử:
*2- (5-bromo-2-pyridylazo) -5- (diethyl amin) phenol (5-Br-PADAP) là một
trong những thuốc thử mạnh mẽ và độ ổn định màu cao và ổn định phức hợp với
một loạt các kim loại.
*5-Br-PADAP có thể phản ứng với Fe (II) ion để tạo thành một phức màu đỏ
trong đó có hai đỉnh hấp thụ ở 555 và 742 nm .
e) So sánh các DLLME trong sự hiệu quả xác định hàm lượng sắt với các
phương pháp khác:
So với các phương pháp báo cáo khác, các phương pháp được đề xuất có thời
gian chiết xuất ngắn, LOD thấp hơn và khoảng tuyến tính rộng. Kết quả chỉ ra rằng
phương pháp hiện tại là một kỹ thuật đơn giản, nhanh chóng và chi phí thấp có thể
được sử dụng cho các sự cô đặc và xác định sắt trong các mẫu thực phẩm và nước.
f) Kết quả:
Các chất phản ứng tạo phức 5-Br-PADAP cho thấy hấp thu tối đa ở 444 nm
(gần như không có sự hấp thụ ở 740 nm), trong khi phức Fe (II) -5-Br-PADAP hấp

thụ tối đa ở 2 đỉnh cao nhất 558 và 740 nm riêng rẽ .


Đáng chú ý là cường độ hấp thụ của phức hợp có mặt tại 740 nm là thấp hơn so
với ở 558 nm. Loạt các thí nghiệm sơ bộ chứng minh rằng hóa trị hai khác thường
cation (Co, Ni, Cu, Pb, Cd, Hg, Zn, Mn) cũng có thể tạo thành một phức màu với 5-
Br-PADAP. Tuy nhiên, các phức hợp có dải bước sóng hấp thụ tối đa 538-586 nm.
Thực tế cho thấy rằng sự chọn lọc để phát hiện sắt ở 740 nm là tốt hơn nhiều.
g) Kết luận:
Tổng số sắt có thể được xác định một cách hiệu quả dựa trên sự hình thành
phức màu của Fe (II) với 5-Br-PADAP.
Độ nhạy của phương pháp này được tăng cường rộng rãi vì chỉ có phức Fe (II) -
Br-PADAP có thể thấy màu tại đỉnh hấp thụ ở 740 nm.
Bên cạnh đó, các thủ tục là kinh tế và thân thiện với môi trường do tiêu thụ thấp
hữu cơ dung môi, thời gian tiêu thụ thấp và chi phí thiết bị thấp. Phương pháp này
có thể được đề xuất thành công cho tổng số xét nghiệm sắt trong phân tích nước và
thực phẩm thông thường.
III. Kết luận
Phương pháp đo quang phổ là một trong những phương pháp hiện đại được sử
dụng phổ biến, đặc biệt là quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis), chúng được sử
dụng trong các phòng thí nghiệm hóa phân tích, hóa sinh học thực phẩm, trong lĩnh
vực y tế (DNA/RNA), Ở Việt Nam chưa phổ biến bằng nước ngoài. Với trình độ
tiên tiến, công nghệ hiện đại, hy vọng sẽ có nhiều quang phổ mới ra đời. Bài báo
cáo này chỉ giới thiệu về quang phổ UV-Vis, là sinh viên chuyên ngành thực phẩm
chúng ta cần phải tìm hiểu nhiều hơn nữa các thiết bị được sử dụng trong thực
phẩm.
Tài liệu tham khảo
/>moc/may-quang-pho-do-buoc-song.html
/>chi-tieu-nuoc/flypage.tpl.html
/>tiet&id=1886&alias=may-do-quang-pho-uv-vis uvd-3200&Itemid=151

www.vatgia.com/raovat/8058/10758972/may-quang-pho-tu-ngoai-kha-kien-
hai-chum-tia-uvd-2960-new-labomed-vietnam.html