معرفی Optima 7300‌ PerkinElmer

طیف‌سنج نشر اتمی پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-OES)  مدل Optima 7300 ساخت شرکت پرکین‌المر (PerkinElmer) است که برای آنالیز عنصری سریع و چندعنصری در نمونه‌های مختلف به‌کار می‌رود. این دستگاه توانایی آنالیز 73 عنصر در زمان 35 ثانیه را دارا است. دستگاههای سری Optima 7300  دید دو جهته دارد (Dual View). و در برخی مدل‌ها، حساسیت بالا و انعطاف‌پذیری قابل توجهی در اندازه‌گیری عناصر مختلف دارد. طراحی اپتیک پیشرفته این دستگاه تمام طول‌موج‌های مورد نیاز در ناحیه ماوراءبنفش و مرئی را پوشش می‌دهد و داده‌های طیفی خام را برای هر آنالیز ذخیره می‌کند تا امکان پردازش مجدد و تحلیل‌های تکمیلی بعدی فراهم باشد. Optima 7300 به پایداری بالا، قابلیت اطمینان و سهولت استفاده شهرت دارد و برای آزمایشگاه‌هایی با حجم کاری متوسط تا بالا و نمونه‌های دشوار، یک انتخاب ایده‌آل محسوب می‌شود.

مدل‌های مختلف Optima 7300 

سری Optima 7300 شامل دو پیکربندی اصلی است:  مدل 7300DV  (Dual View ) که هم دید شعاعی و هم دید محوری دارد. مدل 7300 V دارای مشعل عمودی و یا مشاهده شعاعی (Radial) است که برای ماتریس های سنگین با غلظتهای بالا تکرارپذیری و اطمینان را فراهم می‌کند. این مدل به‌طور ویژه برای کاربردهایی طراحی شده که حداکثر حساسیت دستگاه DV مورد نیاز نیست و در عوض پایداری، هزینه عملیاتی پایین و نیاز کمتر به نگهداری اولویت دارد. در مقابل، مدل 7300 DV دارای سیستم دو دید است که امکان مشاهده پلاسما به هر دو صورت محوری (Axial) و شعاعی (Radial) را می‌دهد. این ویژگی باعث ارتقای چشمگیر حساسیت به ویژه برای عناصر در غلظت‌های بسیار کم می‌شود و حد تشخیص بهتری را فراهم می‌کند. دستگاه‌های دو دید می‌توانند بازه دینامیکی وسیع‌تری را نیز پوشش دهند، زیرا در حالت محوری مسیر نور طولانی‌تری در پلاسمای داغ طی می‌شود که انتشار نور عناصر با غلظت پایین را تقویت می‌کند. در عین حال، دید شعاعی برای نمونه‌های با غلظت بالای مواد جامد محلول یا مواد آلی سنگین مناسب‌تر است چون آثار ماتریسی و تداخل‌های طیفی در این حالت کمتر می‌شود. Optima 7300 DV با بهره‌گیری از هر دو نوع دید پلاسما و داشتن دو آشکارساز حالت‌جامد مجزا (یکی برای ناحیه UV و یکی برای VIS) توانایی اندازه‌گیری همزمان تمامی طول‌موج‌های انتخاب‌شده را دارد و انعطاف و دقت بیشتری به کاربر می‌دهد. به طور خلاصه، مدل DV برای آزمایشگاه‌هایی مناسب است که نیاز به پایین‌ترین حد تشخیص و بیشترین انعطاف‌پذیری در اندازه‌گیری طیف گسترده‌ای از عناصر دارند، در حالی‌که مدل V راهکاری اقتصادی‌تر و پایدارتر برای نمونه‌های با ماتریس پیچیده ارائه می‌دهد.

علاوه بر این دو مدل اصلی، شرکت پرکین‌المر نسخه‌های ویژه‌ای از 7300 V را برای کاربردهای تخصصی عرضه کرده است. مدل Optima 7300 V Oils که به‌طور خاص برای آنالیز روغن‌ها و روانکارها طراحی شده و نیازهای برنامه‌های آنالیز روغن را برآورده می‌کند. در این مدل، سیستم ورود نمونه شامل یک محفظه اسپری سیکلونی با تیغه داخلی و نبولایزر با دبی پایین است که برای کار مداوم با نمونه‌های روغنی و حاوی ذرات را فراهم می‌کند. طراحی مشعل عمودی این مدل به‌گونه‌ای است که از تشکیل رسوب کربنی ناشی از نمونه‌های نفتی روی دهانه مشعل تا حد زیادی جلوگیری می‌کند و نیاز به تمیزکاری مکرر را کاهش می‌دهد. همچنین استفاده از استانداردهای داخلی مناسب (مثلاً کبالت) برای جبران اثر ماتریس روغن‌ها در این نسخه معمول است. مدل Optima 7300 V HF دیگر نسخه خاص می باشد. این نسخه برای کاربردهای اسید HF و نمونه‌های زمین‌شناسی/متالورژی که حاوی اسید هیدروفلوئوریک یا مواد سخت هستند طراحی شده است. در پیکربندی HF، تمامی قسمت‌های مسیر نمونه که در تماس با محلول هستند از مواد مقاوم در برابر HF ساخته شده‌اند.

مشخصات فنی دستگاه

دستگاه Optima 7300 یک طیف‌سنج نشر اتمی پلاسمای القایی همزمان است که از یک سیستم اپتیکی Echelle همراه با آشکارسازهای CCD  یا SCD بهره می‌برد. این طراحی اپتیکی امکان اندازه‌گیری طیف کامل UV-Vis را به‌صورت همزمان فراهم می‌کند. بازه طول موج قابل اندازه‌گیری دستگاه حدود 163 نانومتر تا 782 نانومتر است که عملاً تمامی خطوط نشری عناصر را در بر می‌گیرد. پراش‌سنج دستگاه یک شبکه با اندازه شیاری 79 خط بر میلی‌متر  است. به طور مثال رزولوشن طیفی حدود 0.006 نانومتر در طول‌موج 200 نانومتر را دارد. این رزولوشن بالا به دستگاه امکان می‌دهد که خطوط طیفی نزدیک به هم را از یکدیگر تفکیک کرده و دقت آنالیز را بالا ببرد. سیستم پلی‌کروماتور Optima 7300 انرژی بالا دو آشکارساز CCD مجزا برای پوشش نواحی فرابنفش و مرئی دارد. این طراحی دوقسمتی آشکارساز باعث می‌شود که برای تمام طول‌موج‌ها پاسخ‌دهی بهینه حاصل شود و نیازی به تعویض فیلتر یا آشکارساز بین نواحی مختلف نباشد. آشکارساز SCD ثبت همزمان سیگنال تمامی عناصر را ممکن می‌سازد و ضمن افزایش سرعت آنالیز، تداخل‌های طیفی را به حداقل می رساند.

توان و منبع پلاسمای دستگاه توسط یک ژنراتور RF حالت‌جامد تأمین می‌شود که دارای فرکانس آزاد 40 مگاهرتز می باشد. توان RF معمول عملیاتی تا  1500 وات قابل تنظیم است (بسته به روش آنالیز)، و طراحی منبع RF بدون لامپ خلأ  باعث کاهش نیاز به تعمیرات دوره‌ای و افزایش پایداری توان ژنراتور می شود. مشعل یا همان تورچ Torch و سیستم ورود نمونه در Optima 7300 به‌گونه‌ای طراحی شده که برای کاربری سنگین و آنالیز طیف گسترده‌ای از نمونه‌ها مناسب باشد. مشعل کوارتز دستگاه به صورت یک‌تکه است، یعنی به آسانی بدون نیاز به ابزار خاص از محل خود خارج می‌شود و اجزای آن قابل جدا شدن و تعویض سریع می باشند. سیستم معرفی نمونه شامل نبولایزر، محفظه اسپری، پمپ پریستالتیک و لوله‌های انتقال است. Optima 7300 با انواع مختلف نبولایزرها و محفظه‌های نبولایزر سازگار است تا بتواند با انواع نمونه عمل نماید. از جمله نبولایزرهای قابل استفاده، نوع Cross-Flow  سنتی و نبولایزرهای Concentric را می‌توان نام برد. برای نمونه‌های حاوی اسید HF یا دارای ذرات معلق، نبولایزرهای خاصی نظیر GemCone (که یک نوع نبولایزر Cross-Flow ارتقایافته با دهانه یاقوت است) توسط پرکین‌المر ارائه شده که مقاومت شیمیایی و تحمل بالایی دارند. همچنین محفظه‌های نبولایزر از نوع چرخشی (Cyclonic) یا اسکات دو مرحله‌ای  (Scott double-pass) بسته به نیاز مشتری قابل نصب می باشند. سیستم پمپ پریستالتیک دستگاه، محلول نمونه را از طریق لوله‌های انعطاف‌پذیر به نبولایزر منتقل می‌کند. این پمپ چندکاناله امکان استفاده همزمان از محلول استاندارد داخلی یا حامل را نیز می‌دهد. برای مثال، در آنالیز روغن اغلب از یک استاندارد داخلی (مانند عنصر کبالت یا اسکاندیم در یک کانال مجزا) استفاده می‌شود تا تغییرات سیگنال به دلیل نوسانات نبولایزر یا ماتریس جبران گردد. کنترل و بهره‌برداری از دستگاه Optima 7300 از طریق نرم‌افزار تخصصی انجام می‌شود. نرم‌افزار قدیمی‌تر و اصلی این سری WinLab32 for ICP است که یک پلتفرم جامع برای کنترل دستگاه، توسعه روش و تحلیل داده محسوب می‌شود. این نرم‌افزار که تحت ویندوز (تا نسخه‌های جدید مانند ویندوز 7) کار می‌کند، تمامی مراحل کاری اعم از ایجاد روش آنالیز (Method) و اجرای توالی نمونه‌ها و پردازش نتایج را به‌صورت یکپارچه مدیریت می‌کند. WinLab32 با رابط کاربرپسند خود، حتی کاربران تازه‌کار را قادر می‌سازد تنها در چهار گام ساده یک روش آنالیزی جدید ایجاد کرده و به نتایج قابل اطمینان دست یابند.