Rilevamento di composti organici nell’analisi dell’acqua
L’assorbimento della luce è correlato all’energia di un fotone che viene assorbito dagli elettroni dell’atomo della sostanza. L’energia elettromagnetica si trasforma in energia interna della sostanza assorbente. L’assorbanza di una sostanza quantifica la quantità di luce incidente che viene assorbita (anziché essere riflessa o rifratta). Misurazioni precise dell’assorbanza a molte lunghezze d’onda consentono di identificare una sostanza mediante la spettroscopia di assorbimento, in cui il campione viene illuminato da un lato e si misura l’intensità della luce che esce dal campione in ogni direzione (vedere Fig. 1). Alcuni esempi di spettroscopia di assorbimento sono la spettroscopia ultravioletta-visibile (UV-Vis) e la spettroscopia infrarossa (IR).
Fig. 1. Principio della spettroscopia di assorbanza, che utilizza luce bianca e componenti ottici per filtrare la luce di una specifica lunghezza d’onda, che interagisce con le molecole nella soluzione. L’assorbanza a questa specifica lunghezza d’onda da parte delle molecole nella soluzione viene rilevata come una diminuzione dell’intensità luminosa (spettrofotometro - fonte: http://chemwiki.ucdavis.edu/).
L’assorbimento è la quantità di luce che una sostanza assorbe e non lascia passare. Gli spettrofotometri misurano in realtà la trasmissione, ovvero la quantità di luce che attraversa un campione, ma questa viene convertita in assorbimento confrontando l’emissione della lampada con la luce che ha attraversato il campione. Le sorgenti luminose utilizzabili per la spettroscopia di assorbanza dipendono in larga misura dalla sostanza impiegata per identificare una specifica molecola e possono coprire l’intero spettro elettromagnetico della luce.
Le applicazioni industriali che coprono lo spettro UV per il rilevamento delle proteine sono legate all’analisi degli alimenti (per esempio, alla classificazione dell’olio d’oliva come extravergine, vergine ecc., secondo quanto stabilito dalle normative europee) o al controllo della qualità nell’industria farmaceutica. Inoltre, le applicazioni industriali della spettrofotometria di assorbanza comprendono la caratterizzazione della purezza dell’acqua e l’analisi delle acque reflue, oltre alla determinazione di specifiche molecole organiche come nitrato, nitrito o fosforo. Quest’ultima applicazione è interessante quando si utilizza lo spettro della luce visibile (Vis).
Le applicazioni biologiche comprendono anche la misurazione della diffusione della luce a 600 nm per monitorare la velocità di crescita di una popolazione batterica in coltura e individuarne la concentrazione massima.
La spettrofotometria di assorbanza Vis che utilizza sorgenti luminose monocromatiche, come i LED ad alta potenza, è impiegata nello spettrofotometro LEDSpec di WPI, in configurazioni a 2 o 4 canali, con un massimo di sette lunghezze d’onda. LEDSpec offre misurazioni dell’assorbanza altamente sensibili e stabili, con caratteristiche di basso rumore, a una specifica lunghezza d’onda. Inoltre, i LED ad alta potenza forniscono una sorgente luminosa stabile, non richiedono tempi di riscaldamento, hanno un costo contenuto e una lunga durata.
