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Spectronic 20は、可視スペクトル[1]で動作するように設計されたシングルビーム分光光度計のブランドであり、340 nmから950 nmの波長範囲にわたって、 20 nmのスペクトルバンドパスで設計されています。 [2] [3]単一波長での定量的な吸収測定用に設計されています。 [1]溶液を通過する可視光の透過率または吸収を測定するため、[4]比色計と呼ばれることもあります。[5] [6]この機器の名前は製造元の商標です。 [3]
ボシュロム社が開発し、1953年に発売されたSpectronic 20は、最初の低価格分光光度計でした。[5]低コスト、耐久性、使いやすさから、すぐに業界標準となり、 [7 ]「象徴的なラボ用分光光度計」と呼ばれています。[9]約60年間の生産期間中に約60万台が販売されました。これは、世界中で最も広く使用されている分光光度計です。[1] 2011年にSpectronic 200に置き換えられて生産が中止されましたが、[10] Spectronic 20は現在でも広く使用されています。[8] 「Spec 20」と呼ばれることもあります。[8]
デザイン
ボシュロム社のスペクトロニック20比色計は、340nmから950nmの範囲の光波長を検出、増幅、測定するシステムと組み合わせた回折格子モノクロメータを使用しています。[ 11 ] : 3
概略光学図（左を参照）に示されているように、システム内の光源からの多色光はレンズを通過し、回折格子によって反射および分散されて光の波長範囲が制限されます。この制限された波長範囲は、測定対象のサンプルを通過します。透過光の強度は、光電管 検出器によって決定されます。波長制御に取り付けられたカムによって回折格子を機械的に動かすことで、ユーザーはさまざまな波長を選択できます。これが「λノブ」です。ここで、λは測定に使用される光の波長を指します。[11] : 3–5
定量的測定
| 外部ビデオ | |
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 「色彩測定入門」（Spectronic 20）、David Frank | |
| 「吸光分光測定ビデオ 02、Spectronic 20+ の機能テスト」、Robin Aiken | |
| 「ラボプロトコル - Spec 200 (ユニット 2 分光光度計)」、マーク ガルシア |
多くの物質は紫外線から可視光線の範囲の光を吸収します。紫外線から可視光線の範囲の特定の波長での吸収は、ビール・ランベルトの関係に従って、溶液またはその他の媒体内の物質の濃度に比例します。実際的な意味では、ビール・ランベルトの関係は次のように表すことができます。
A = ε x l x c
ここで、Aは機器によって測定された吸光度、εはサンプルのモル吸光係数、lはサンプルを通過する光線の経路長、cは溶液または媒体中の物質の濃度です。 [12]そのため、Spectronic 20は、対象物質の濃度を定量的に測定するためによく使用されます。Spectronic 20は、所定の濃度で光の吸光度を測定し、濃度はBeer-Lambertの関係から計算されます。[12]
光の吸光度は、純粋な溶媒の透過率とサンプルの透過率の比の10を底とする対数であるため、吸光度と透過率の 2 つは相互に変換できます。 [12]したがって、Spectronic 20 の測定値を使用して、透過率または吸光度のいずれかを濃度に対してプロットできます。光の透過率パーセントを使用して曲線をプロットすると、指数曲線が得られます。ただし、吸光度は濃度と直線関係にあるため、標準曲線をプロットするには吸光度が好まれることがよくあります。このタイプの標準曲線は、溶液の濃度 (x 軸) とその吸光度の測定値 (y 軸) を関連付けます。[13]
このような曲線を得るには、既知濃度の溶液の一連の希釈液を準備し、各希釈液について測定値を取得します（左のグラフを参照）。[13] このグラフでは、直線の傾きは積 ε x lです。一連の標準を測定して標準曲線を作成することで、Spec 20 で吸光度を測定し、対応する濃度を較正曲線で見つけることで、サンプル内の物質の量または濃度を定量化できます。または、同じ手順を使用して、透過率の対数を濃度に対してプロットして標準曲線を作成することもできます。[14]
Spectronic 20 で測定される吸光度は、溶液の各成分の吸光度の合計です。そのため、Spectronic 20 はより複雑な溶液を分析するために使用できます。たとえば、サンプル溶液に 2 つの光吸収化合物が含まれている場合、ユーザーは 2 つの異なる波長で測定を行い、各化合物の標準曲線を作成します。その後、各化合物の濃度を代数的に計算できます。[15]
Spectronic 20は濁度測定に使用できます。微生物学的研究では、細菌細胞の液体培養の濁度は細胞数に関係しており、 Spectronic 20を使用してOD600測定を行うことができます。[16]同様に、粘土や光散乱に適したサイズの他の粒子の水懸濁液の濁度は、Spectronic 20を使用して定量的に測定できます。 [17]過去には、Spectronic 20は臨床診断目的で使用されていました。[18]
使用
サンプルをテストする前に、Spectronic 20 はブランク溶液を使用して校正されます。ブランク溶液は、実験サンプルで使用される純粋な溶媒です。通常は水または有機溶媒です。この校正では、機器の校正ノブ (右図のアンプ制御ノブ) を使用して透過率が 100% に設定されます。また、右図の光吸収ノブを使用して、吸光度が 2 であることがわかっている濃度のサンプルの原液またはベンダー提供の標準で機器を校正することもできます。[3]校正後、ユーザーは測定するサンプル溶液が入った1/2 インチの試験管またはキュベットをサンプル室に置きます。[11] : 5 校正は、波長が変更されるたびに繰り返されます。ドリフトを定期的にチェックするには、通常、標準参照サンプルまたは標準参照サンプルが使用されます。650 nmを超える波長を測定するには、機器の底部を開き、赤色フィルターと赤色に敏感な光電セルを取り付けます。[11] : 7
Spectronic 20のオリジナル設計では、透過率を100%Tから1%T（上目盛）、[2] 0A - 2A（下目盛）まで表示するためにアナログダイヤル[19]を使用していました。オリジナルの機器を使用するには、波長を手動で設定し[2]、針が動くアナログディスプレイから読み取る必要がありました。[20]
| 外部ビデオ | |
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| 「標準曲線」（Spec 20 の説明）、ウェルズリー大学 |
交換
Spectronic 20D（1985年発売）とその後の20D+では、アナログダイヤルが赤色のデジタルLED表示に置き換えられ、実際の読み取り精度は向上しなかったものの、表示精度が向上しました。20+と20D+の機能の比較は、2001年の操作マニュアルに記載されています。[20]
Spectronic 20は、2011年にThermo Scientific分光光度計製品ラインでSpectronic 200に置き換えられました。[10] Spectronic 200は、波長を設定するためのSpec 20の特徴的なλノブを保持しながら、アレイ検出器と測定波長のデジタル制御を利用しています。Spec 200は、Spec 20D+のユーザーモードを複製することに加えて（カラーLCD画面でエミュレートできます）、アダプターをインストールすることなく試験管と角型キュベットの両方に対応しています。Spectronic 200の仕様に記載されているソフトウェアモードには、スキャン、4波長同時測定、最大4つの標準による定量分析が含まれます[21]。これは、単一ポイントキャリブレーションのみを提供したSPEC 20D+とは対照的です。
製品ラインの歴史
この製品ラインは1953年にボシュロム社によって最初に導入され、1985年にミルトン・ロイ社に売却されました。ミルトン・ロイ社は機器グループをライフサイエンス・インターナショナル社に売却し、1995年にスペクトロニック・インスツルメンツ社に改名しました。スペクトロニック・インスツルメンツ社は1997年にサーモ・オプテック社に買収され、2001年にスペクトロニック・ユニカム社、2002年にサーモ・スペクトロニック社に改名されました。2003年に製品ラインはウィスコンシン州マディソンに移され、ブランド名がサーモエレクトロンに変更されました。[22]
2006年にサーモエレクトロンとフィッシャーサイエンティフィックが合併したことにより、ブランド名はサーモサイエンティフィックに変更され、生産終了までその名前が維持されました。[23]現在研究室で見られるスペクトロニック20の機器には、ボシュロム、ミルトンロイ、スペクトロニック、サーモエレクトロン、サーモサイエンティフィックのいずれかのブランド名が付けられている場合があります。[22]
大衆文化
スペクトロニック20は、映画『バック・トゥ・ザ・フューチャー』で研究室が破壊された後も無傷のまま残っている数少ない実験器具の一つであるようだ。[8]
参考文献
- ^ abc スクーグ、ダグラス A.; ウェスト、ドナルド M.; ホラー、F. ジェームズ; クラウチ、スタンレー R. (2014). 分析化学の基礎。ブルックス コール。p. 710。ISBN 978-0495558286. 2015年11月11日閲覧。
- ^ abc Murphy, Dr. Catherine J. 「1 Chem 142 実験マニュアル」(PDF)。化学・生化学科。サウスカロライナ大学。2015年11 月 11 日閲覧。Bausch
& Lomb Spectronic 20 分光光度計は、340 ～ 650 nm の波長範囲で動作します。赤色フィルターを追加し、光電管検出器を変更することで、範囲を 950 nm まで拡張できます。
- ^ abc SPECTRONIC 20 + および SPECTRONIC 20D + ユーザーガイド(PDF) . Thermo Fisher Scientific. 2007. p. 1.
- ^ 「分光光度計」（PDF）AP生物学実験室。
- ^ ab Buie, John (2011 年 7 月 13 日)。「UV-Vis 分光光度計の進化」。ラボ マネージャー。
- ^ Jarnutowski, R.; Ferraro, JR; Lankin, DC (1992). 「吸収分光法における市販機器の 50 年間、パート II. UV/vis における画期的な機器」.分光法. 7 : 22–24, 26.
- ^ 「Spectronic 20」。ロバート・A・パセルク科学機器博物館。ハンボルト州立大学。 2015年11月11日閲覧。
- ^ abcd 「分光測光法50周年を祝う」サーモフィッシャーサイエンティフィック（分子分光法）2003年12月10日閲覧。
- ^ Morris, Rob (2015 年 11 月 2 日)。「UNIT 2.1 分光光度法」。必須実験技術の最新プロトコル(オンライン)。doi :10.1002/9780470089941.et0201s11。S2CID 221579940 。
- ^ ab Ritter, Stephen K. (2011年4月4日). 「Pittconの注目の新製品: Pittcon Potpourri」. Chemical & Engineering News . 89 (14): 45–46 . 2015年11月11日閲覧。、
- ^ abcd Bausch & Lomb Spectronic 20 色彩計 Cat No. 33-29-40、リファレンスマニュアル。ニューヨーク州ロチェスター: Bausch & Lomb Incorporated。1962 年。
- ^ abc 「The Beer–Lambert Law」. chemguide.co.uk . Jim Clark . 2017年4月7日閲覧。
- ^ ab 「BIOL 1406 PreLab 2.2 分光光度計を使用して溶液中の溶質の濃度を測定する方法を教えてください。」オースティンコミュニティカレッジ。 2016年2月29日閲覧。
- ^ 「Spec 20の使用」ベイツ大学。 2016年2月29日閲覧。
- ^ Wikipedia寄稿者。「ランベルト・ビールの法則」Wikipedia、フリー百科事典。Wikipedia、フリー百科事典、2017年3月15日。ウェブ。2017年4月8日。
- ^ Baribeau, Hélène. 「配水システムにおける消毒副産物の形成と減衰」（PDF） . waterrf.org . AWWA Research Foundation . 2017年4月8日閲覧。
- ^ Kissa, Erik (1999).分散：特性評価、試験、測定。CRC Press。pp. 291–292。ISBN 0824719948。
- ^ 臨床方法マニュアル: Spectronic 20 . ニューヨーク: Bausch & Lomb, Inc. 1965.
- ^ 「分光光度計」（PDF） .
- ^ ab 「 SPECTRONIC ® 20 + シリーズ 分光光度計操作マニュアル」(PDF)。ThermoSpectronic 。2001 年。
- ^ 「Thermo Scientific SPECTRONIC 200 可視分光光度計」（PDF）。Thermo Scientific 。 2015年11月11日閲覧。
- ^ ab 「Thermo Fisher Scientific 法人リファレンスガイド 米国およびカナダ」(PDF)。Thermo Fisher Scientific 。 2015年11月11日閲覧。
- ^ 「Thermo ElectronとFisher Scientificが業界変革の取引で合併」Thermo Fisher Scientific 2006年5月8日。 2015年11月11日閲覧。
外部リンク
- Spectronic 20、ChemLab 画像と説明 (ダートマス大学より)
- メーカーの SPEC 200 ウェブページ (現在のメーカーから)