La guía de compra definitiva de espectrofotómetro UV/VIS: desde las necesidades de la aplicación hasta las decisiones de compra

La guía de compra definitiva de espectrofotómetro UV/VIS: desde las necesidades de la aplicación hasta las decisiones de compra

Capítulo 1: Introducción – Comience con “qué necesito”, no “cuál es el mejor”.

1.1. Más allá de lo básico: ¿Por qué es importante la “guía definitiva”?

Los espectrofotómetros ultravioleta-visible (UV-Vis) son uno de los instrumentos básicos y más utilizados en los laboratorios analíticos modernos. Sin embargo, la amplitud de su mercado y la profundidad de su tecnología también plantean desafíos significativos para los compradores. Desde decenas de miles de yuanes en equipos de grado docente hasta millones de yuanes en sistemas de grado de investigación, hay muchos modelos y parámetros complejos, que son deslumbrantes. Un simple catálogo de productos o una tabla comparativa de parámetros está lejos de ser suficiente para respaldar una decisión de inversión de capital informada y con visión de futuro. El propósito de esta guía es ir más allá de esta comparación superficial y proporcionar un marco sistemático para la toma de decisiones.

La idea central de una adquisición exitosa no es buscar el “mejor” o el “más caro” instrumento del mercado, sino identificar y obtener el instrumento que “mejor” se adapte a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Un instrumento con un rendimiento superior pero características redundantes es un desperdicio de presupuesto; Un dispositivo que es barato pero que no satisface las necesidades de una aplicación crítica puede dar lugar a experimentos fallidos, datos no válidos e incluso mayores pérdidas ocultas. Por lo tanto, el valor de esta guía definitiva es que guiará al usuario a través de una mirada de adentro hacia afuera: primero, definirá claramente sus aplicaciones principales, requisitos de rendimiento, características de muestra y flujos de trabajo, y luego hará coincidir con precisión estas necesidades específicas con los muchos espectrofotómetros de HINOTEK en términos de especificaciones, diseño óptico y capacidades de software, y actuaremos como un asesor técnico experimentado para ayudar al cliente (un distribuidor de instrumentos de laboratorio). Gerentes de laboratorio, científicos y expertos en adquisiciones) navegan por el océano de la información y, en última instancia, toman decisiones de compra seguras, racionales y que maximizan el valor.

1.2. Filosofía central de selección: decisiones de adquisición impulsadas por los requisitos de la aplicación

Con el fin de evitar caer en la trampa de la “competencia de parámetros”, proponemos una metodología de selección de tres pasos centrada en la aplicación y lógicamente progresiva. Esta metodología se utilizará a lo largo de esta guía para ayudarte a construir un camino claro para la toma de decisiones.

Definición de la aplicación: Esta es la piedra angular de todo el proceso de selección. Primero debe responder definitivamente a la siguiente pregunta: ¿Cuál es el objetivo principal del instrumento? ¿Es la cuantificación de ácidos nucleicos y proteínas en las ciencias de la vida ¹? ¿Es la caracterización de las propiedades ópticas de películas delgadas, recubrimientos o nanopartículas en ciencia de materiales ³? ¿La industria farmacéutica sigue estrictamente la farmacopea para la determinación del contenido de ingredientes activos (API) o las pruebas de disolución 5? ¿O se trata de la detección rutinaria de contaminantes del agua en el monitoreo ambiental ⁵? Las diferentes aplicaciones imponen exigencias muy diferentes al instrumento, lo que determina directamente las consideraciones de rendimiento posteriores.
Coincidencia de rendimiento: Una vez que se ha identificado la aplicación, el siguiente paso es traducir los requisitos de la aplicación en métricas de rendimiento específicas del instrumento. Por ejemplo, si su tarea principal es analizar una alta concentración de solución madre de muestra, el nivel de “luz parásita” y el “rango fotométrico” del instrumento son las consideraciones principales. Si necesita resolver componentes estructuralmente similares en una mezcla compleja, el “ancho de banda espectral” (resolución) es crítico. Si el experimento implica hasta varias horas de monitoreo cinético de enzimas, entonces la “estabilidad de referencia” (deriva) y la “precisión de la temperatura” del instrumento serán críticas para el éxito o ^elfracaso. En este paso, debe priorizar los parámetros técnicos.
Presupuesto y preparación para el futuro: Finalmente, haga las concesiones finales dentro de un marco presupuestario claro. No se trata solo de considerar el precio de compra del host, se trata de evaluar su “costo de ciclo de vida completo”. Al mismo tiempo, es necesario pensar en el futuro: ¿Es posible que el laboratorio lleve a cabo nuevas direcciones de investigación en el futuro? ¿Es el instrumento lo suficientemente escalable, por ejemplo, es compatible con accesorios como esferas integradoras, muestreadores automáticos, soportes de cubetas de múltiples vacantes, termostatos^,etc.11? Elegir un instrumento que crezca con su laboratorio es clave para maximizar el retorno de la inversión.

1.3. Revisión de la Ley de Beer-Lambert: la piedra angular teórica de todo lo medido

La base teórica para el análisis cuantitativo preciso de la espectrofotometría UV/VIS es la ley de Lambert-Beale13. La expresión matemática de esta ley es:

A = εbc

A continuación:

A es la absorbancia, adimensional.
ε (épsilon) es la absorción molar, que es la constante física intrínseca de una sustancia a una longitud de onda y disolvente específicos, y se mide en L⋅mol−1⋅cm−1 ¹³.
b es la longitud del camino, es decir, la distancia a la que la luz viaja a través de la muestra, generalmente determinada por el ancho de la cubeta, y el estándar es 1 cm ¹³.
c es la concentración molar de la sustancia absorbente, y la unidad es mol⋅L−1 ¹³.

La absorbancia A en sí misma se calcula midiendo la intensidad de la luz incidente (I0) y la intensidad de la luz transmitida (I) con una relación de A = log10 (I0 / I)¹³. La importancia física de la ley de Lambert-Beale es que revela que, en condiciones ideales, la absorbancia de una sustancia es perfectamente proporcional linealmente al producto de su concentración y longitud de trayectoria óptica. Esto nos permite determinar la concentración de una muestra desconocida mediante la formulación de una serie de soluciones estándar de concentraciones conocidas, midiendo su absorbancia y trazando una ^{curva estándar13}.

Sin embargo, la comprensión de esta ley no debe detenerse en la fórmula en sí. Más importante aún, es importante tener una comprensión profunda de los requisitos previos para su establecimiento y las razones de la “desviación” en la medición real, ya que esto está directamente relacionado con la selección del instrumento y la precisión de los resultados experimentales.

Análisis de los límites de la ley y del fenómeno de la “desviación”.

La relación lineal de la ley de Lambert-Beale no es incondicionalmente cierta, y se basa en una serie de supuestos estrictos ¹⁶:

La luz incidente debe ser una luz monocromática ideal: La luz incidente debe ser una sola longitud de onda de luz paralela que ilumine la muestra perpendicularmente.
El sistema de absorbancia es homogéneo y no dispersante: la solución debe ser clara y homogénea, sin partículas en suspensión ni emulsiones que provoquen dispersión de la luz.
Sin interacción entre las partículas de absorbancia: Las moléculas de soluto deben permanecer independientes entre sí, y la asociación, disociación o interacción con solventes que puede ocurrir a altas concentraciones cambiará sus propiedades de absorbancia y provocará desviaciones.
Sin otros procesos ópticos: La interacción de la radiación con la materia se limita a la absorción, y no hay otros procesos que consuman o produzcan fotones, como la fluorescencia, la fosforescencia o las reacciones fotoquímicas.

En la práctica, la curva estándar a menudo se desvía de la linealidad en áreas de alta concentración, con una “desviación negativa” hacia el eje de concentración o una “desviación positiva” hacia el eje de absorbancia16. Los factores químicos (por ejemplo, las interacciones intermoleculares) son una de las causas, pero de manera más general, y más directamente relacionada con el rendimiento del instrumento, son factores físicos, especialmente la presencia de luz monocromática no ideal, conocida como “luz parásita”.

La lógica detrás de este fenómeno es la clave para comprender el valor de los instrumentos de alta gama. La ley de Lambert-Beale supone que toda la luz que llega al detector se mide a una longitud de onda específica a través de la muestra. Sin embargo, la “luz parásita” está inevitablemente presente en el sistema óptico de cualquier espectrofotómetro: puede ser luz de una longitud de onda no medida o luz que se dispersa internamente por un elemento óptico (por ejemplo, espejos, rejillas) y llega al detector directamente sin pasar a través de la muestra8.

Al analizar muestras a bajas concentraciones, la absorbancia es baja, la mayor parte de la luz medida se transmite y la proporción de luz parásita es insignificante. Sin embargo, cuando se analiza una muestra de alta concentración, la absorbancia de la muestra en sí es muy alta (por ejemplo, A>2.0) y la mayor parte de la luz de longitud de onda medida (I) se absorbe, y la intensidad total de la luz parásita (Istray) recibida por el detector (Imeasured = I + Istray) casi no cambia ) se vuelve muy significativo. Debido a que el instrumento confundió esta parte de la luz parásita con luz transmitida, la transmitancia calculada (Tmeasured = I medido / I0) fue mayor que la transmitancia verdadera (Ttrue = I / I0), de modo que la absorbancia calculada (Ameasured = −logTmeasured) es menor que el valor verdadero. A medida que la concentración aumenta aún más, esta desviación se hace más grande, lo que finalmente hace que la curva estándar se doble hacia abajo con una “desviación negativa”⁸.

Por lo tanto, un problema aparentemente simple de “la curva estándar no es recta” revela directamente el cuello de botella del rendimiento del instrumento. Si el trabajo diario de un laboratorio implica la medición precisa de muestras de alta concentración (como sustancias farmacéuticas, colorantes de alta concentración, filtros ópticos, etc.), entonces la métrica de “luz parásita” del instrumento ha pasado de ser un parámetro técnico aparentemente menor a un elemento central que determina el éxito o el fracaso de la adquisición. Esto conduce directamente a la necesidad de diseños ópticos avanzados con muy poca luz parásita, como los monocromadores duales, que exploraremos con más detalle en el próximo capítulo.

Capítulo 2: Desmantelamiento de la tecnología central: comprensión del “corazón” de un espectrofotómetro

El rendimiento de un espectrofotómetro UV/VIS está determinado fundamentalmente por la precisión y la filosofía de diseño de sus componentes principales, como el sistema óptico, la fuente de luz, el monocromador y el detector ^{en su interior19}. Comprender cómo funcionan estas “cajas negras” es clave para discernir las verdaderas diferencias entre los diferentes grados de instrumentos, y es un requisito previo para hacer coincidir eficazmente los requisitos de la aplicación con las especificaciones.

2.1. Configuración del sistema óptico: elección entre haz simple y haz doble

La configuración básica del sistema óptico se divide en dos tipos: haz simple y haz doble, que es la primera cuenca importante para distinguir el grado del instrumento y el escenario aplicable.

El diseño óptico de un espectrofotómetro de haz único es muy sencillo: la luz emitida por la fuente de luz, después de pasar a través del monocromador, pasa a través de la celda de referencia (generalmente una cubeta con un solvente en blanco) y la celda de muestra, y finalmente llega al detector 6. El proceso de medición se divide en dos pasos: primero se coloca la celda de referencia para la corrección del blanco (determinación I0) y, a continuación, la muestra se mide en la celda de muestra (determinación I).

Ventajas: Rentable debido a la construcción simple y poca óptica, y generalmente tamaño más pequeño. Su trayectoria óptica simple lo hace más sensible a pequeños cambios en la muestra, lo que lo hace ideal para el control de calidad (QC) de rutina, experimentos de enseñanza y laboratorios sensibles a los ^costos21.

Contras: El mayor inconveniente es su estabilidad. Dado que las mediciones de referencia y de muestra están separadas en el tiempo, no se pueden compensar las fluctuaciones en la energía de la fuente de luz o la deriva en la respuesta del detector durante este período, lo que da lugar a errores de ^medición22. Como resultado, los instrumentos de haz único no son adecuados para aplicaciones que requieren un monitoreo continuo durante largos períodos de tiempo, como reacciones cinéticas de enzimas o pruebas de disolución de productos farmacéuticos.

Espectrofotómetro de doble hazEl diseño de doble haz está diseñado para superar la estabilidad de un solo haz. Después del monocromador, un haz de luz monocromática se divide en dos haces de igual energía a través de un chopper o divisor de haz: uno a través de la celda de muestra (haz de muestra) y el otro a través de la celda de referencia (haz de referencia) al mismo tiempo. Los dos haces de luz son finalmente detectados alternativamente por el mismo detector.

Ventajas: La fortaleza del núcleo es su excelente estabilidad a largo plazo. Dado que el instrumento puede monitorear la intensidad del haz de referencia en tiempo real, cualquier deriva de energía causada por el envejecimiento de la fuente de luz, las fluctuaciones de voltaje o los cambios en la temperatura ambiente se pueden restar en tiempo real, lo que da como resultado una línea de base extremadamente recta y ^estable23. Esto hace que la instrumentación de doble haz sea la opción preferida para la cuantificación de alta precisión, los estudios cinéticos a largo plazo, el análisis de trazas y el trabajo de investigación y desarrollo21. Por ejemplo, los espectrofotómetros L7 y L8 de HINOTEK son ejemplos típicos de diseños de doble haz, que garantizan mediciones fiables durante largos períodos de tiempo.

Desventajas: La estructura óptica es más compleja y tiene más componentes, lo que resulta en un costo más alto y un volumen relativamente grande.

La elección entre haces simples o dobles no es un simple juicio de “bueno” o “malo”, sino una decisión estratégica basada en las necesidades de la aplicación. Para un laboratorio farmacéutico, el desarrollo de métodos y el control de calidad requieren una reproducibilidad y fiabilidad de los datos extremas para cumplir con los requisitos reglamentarios. En este escenario, la estabilidad proporcionada por el diseño de doble haz es la base para garantizar la validez de los datos experimentales, lo cual es una inversión “imprescindible”. Compensa la deriva de la fuente de luz y evita grandes errores sistemáticos causados por los cambios generales de la línea de base durante las pruebas de disolución durante horas. Por el contrario, para un laboratorio de enseñanza o un laboratorio de control de calidad que solo realiza mediciones colorimétricas simples, el instrumento de un solo haz es más que suficiente debido a su rentabilidad y facilidad de operación.

2.2. Módulo de luz: El primer paso en el análisis de la iluminación

La fuente de luz es el punto de partida de todo el proceso de análisis y su rendimiento afecta directamente el rango de longitud de onda, la producción de energía y la estabilidad del instrumento.

Lámpara de deuterio y lámpara de tungsteno: Esta es la combinación más clásica y madura de fuentes de luz.

Las lámparas de deuterio son fuentes de luz UV ideales con una cobertura espectral continua de 185 nm a 400 nm. Cuando la lámpara de deuterio está funcionando, la energía máxima se encuentra alrededor de 230 nm, lo que es muy adecuado para la detección de sustancias con fuerte absorción en la región ultravioleta, como los ácidos nucleicos. Además, las lámparas de deuterio tienen dos líneas espectrales características en la región visible, 486,0 nm y 656,1 nm, que a menudo son utilizadas por los instrumentos para la corrección automática de la precisión de la longitud de ^onda19.

Las lámparas de tungsteno proporcionan un espectro continuo en las regiones visible e infrarroja cercana, normalmente en el rango de longitud de onda de 320 nm a 1100 nm o más.
Las dos fuentes de luz suelen estar integradas en un solo módulo, y el instrumento cambia sin problemas entre las regiones UV y visible a través de un espejo de conmutación automática basado en la longitud de onda establecida.

Lámparas de xenónLas lámparas de xenón son una fuente de luz cada vez más popular en los últimos años, especialmente en espectrofotómetros y microfotómetros de gama media y alta.

Ventajas: Como fuente de luz parpadeante de alta intensidad, las principales ventajas de las lámparas de xenón son:

Larga vida útil y sin necesidad de calentamiento: las lámparas de xenón emiten luz pulsada de alta intensidad solo en el momento de la medición, en lugar de iluminarse continuamente, por lo que tienen una vida útil extremadamente larga y están listas para usar nada más sacarlas de la caja, eliminando la necesidad de precalentamiento y estabilización como las lámparas de deuterio27.
Cobertura de alta energía de toda la banda de longitud de onda: Una sola lámpara de xenón puede proporcionar suficiente energía desde el UV hasta la región NIR sin necesidad de cambiar de fuente de luz.
Protección de muestras sensibles a la luz: La forma en que funciona el centelleo significa que el tiempo total que la muestra se expone a la luz es extremadamente corto, lo cual es esencial para el análisis de muestras sensibles (por ejemplo, ciertas proteínas, medicamentos fotosensibilizantes) que son propensas a la fotólisis o a los cambios fotoconformacionales.

HINOTEK utiliza lámparas de xenón en nuestros espectrofotómetros de microvolumen y espectrofotómetros de fluorescencia.

La elección de la fuente de luz está estrechamente relacionada con el concepto general de diseño óptico del instrumento. Con el fin de obtener la máxima resolución y baja luz parásita, los espectrofotómetros de barrido convencionales de alto rendimiento suelen utilizar una combinación de lámparas de deuterio/tungsteno con funcionamiento continuo, junto con un monocromador de barrido mecánico de precisión.

Las lámparas de xenón, por otro lado, están más integradas con la moderna tecnología de detector de matriz de diodos (DAD o CCD). En este diseño (a veces denominado sistema policromador), la “luz blanca” de espectro completo emitida por la fuente de luz primero pasa a través de la muestra, es absorbida selectivamente por la muestra y luego la luz de espectro completo transmitida ingresa a un policromador fijo (generalmente una rejilla), donde se dispersa en un espectro de arco iris y se proyecta en una matriz lineal de detectores5. Cada píxel del detector corresponde a una longitud de onda específica, lo que permite capturar todo el espectro simultáneamente en una fracción de segundo, normalmente menos de 1 segundo.

Este diseño da como resultado velocidades de medición inigualables, lo que hace que los instrumentos de matriz con lámparas de xenón sean ideales para aplicaciones que requieren detección de alto rendimiento, estudios cinéticos rápidos o acceso inmediato a información de espectro completo para la identificación de componentes. Por lo tanto, cuando los vendedores enfatizan la “larga vida útil del xenón”, los compradores inteligentes deben ser conscientes de que no se trata solo de reemplazar una bombilla más duradera, es probable que detrás haya un conjunto completamente diferente de modos de funcionamiento ópticos que brindan grandes ventajas en términos de velocidad y protección de muestras, pero también pueden tener compensaciones con los instrumentos de escaneo de primera línea en métricas tradicionales como la resolución y la luz parásita.

2.3. Monocromador: El componente decisivo del rendimiento del instrumento

El monocromador es el “corazón” del espectrofotómetro, y su función principal es descomponer la luz compuesta (luz blanca) emitida por la fuente de luz en una serie de luz monocromática dispuesta en orden de longitud de onda, de la cual se selecciona con precisión el haz de longitud de onda específico requerido para el experimento19^. Un monocromador típico consta de una ranura de entrada, un espejo colimador, un elemento de dispersión, un espejo de enfoque y una ranura de salida encapsulados en un casete opaco a la luz.

Elementos dispersivos: Los primeros instrumentos usaban prismas, pero los instrumentos modernos casi invariablemente usan una rejilla de difracción (Rejilla) como elemento dispersivo ^central19. En comparación con los prismas, las rejillas tienen las ventajas de una dispersión más uniforme, una mayor resolución y una mejor linealidad de la longitud de onda en todo el rango espectral. Los instrumentos de gama alta suelen utilizar
una rejilla holográfica, que tiene un marcado de superficie extremadamente uniforme, lo que puede reducir significativamente la luz parásita y mejorar la relación señal-ruido.
Este es otro momento decisivo clave que separa los instrumentos de rango medio de los instrumentos de grado de investigación de gama alta.

Monocromador único: es decir, solo hay un sistema de espectroscopia completo en el instrumento. Es capaz de satisfacer las necesidades de la mayoría de los análisis de rutina.

Monocromadores duales: Como su nombre indica, dos sistemas de monocromadores están conectados en serie dentro del instrumento. La luz que sale de la fuente de luz primero es separada y filtrada por el primer monocromador (a veces llamado pre-monocromador), y luego la luz monocromática de salida ingresa al segundo monocromador (el monocromador principal) para una segunda división más fina. El Q-8 de HINOTEK es un diseño típico de monocromador doble, con un divisor que consta de un pre-monocromador y un monocromador primario, cada uno de los cuales contiene dos codificadores para cubrir un rango de longitud de onda ultra amplio mediante la conversión de cuatro codificadores ²⁰.

La mayor ventaja del monocromador dual es su inigualable capacidad de rechazo de luz parásita. La luz se filtra dos veces y la mayor parte de la luz parásita de la longitud de onda no objetivo se filtra por completo. Esto permite que los instrumentos monocromadores duales reduzcan los niveles de luz parásita en varios órdenes de magnitud (por ejemplo, de 0,01% a 0,0001% o menos, lo cual es común con monocromadores individuales), como nuestro espectrofotómetro de doble haz Q-8 con menos de 0,00005% T.

¿Qué significa este aumento de rendimiento en la práctica? Como se discutió en el Capítulo 1, la luz parásita es un factor fundamental que limita el rango de medición lineal de un instrumento8. Para el análisis rutinario de soluciones diluidas (absorbancia < 2,0 A), es suficiente un instrumento monocromador único de alto rendimiento. Sin embargo, en muchas investigaciones farmacéuticas y de ciencia de materiales de vanguardia, la muestra en sí misma puede ser altamente absorbente. Por ejemplo:

Mida la diminuta transmitancia de recubrimientos ópticos altamente reflectantes u opacos.
Analice la pureza de soluciones madre de fármacos altamente concentradas sin dilución para evitar introducir errores adicionales.
Estudie los espectros de reflectancia difusa de muestras turbias o polvos sólidos.

En estos escenarios, la absorbancia de la muestra puede superar los 3,0 A e incluso alcanzar los 5,0 A o 6,0 A. En este punto, los instrumentos monocromadores estarán severamente distorsionados o incluso completamente incapaces de producir datos significativos debido a sus niveles de luz parásita inherentes8. Por otro lado, los instrumentos monocromadores duales pueden ampliar el rango fotométrico (rango lineal) de mediciones precisas a 6,0 A o incluso 8,0 A (por ejemplo, Agilent Cary 5000 ²⁹) con su luz parásita extremadamente baja , por lo que es la única forma de lograr aplicaciones tan desafiantes. Por lo tanto, a la hora de seleccionar un modelo, el usuario debe valorar con calma el tipo de muestra a la que puede estar expuesto en el futuro. Si la dirección de la investigación implica materiales de alta absorbancia o alta dispersión, invertir en un instrumento monocromador dual es un paso crítico para evitar futuros cuellos de botella y garantizar que la investigación pueda avanzar sin problemas.

Si tiene esta necesidad, puede considerar nuestro espectrofotómetro de doble haz Q-8

2.4. Análisis en profundidad de los indicadores clave de rendimiento

Además de la configuración óptica macroscópica, una serie de indicadores de rendimiento específicos definen las ventajas y desventajas de un espectrofotómetro. Comprender el significado de estos indicadores y su impacto en los resultados del análisis es la base para hacer comparaciones inteligentes.

Ancho de banda espectral (SBW)El ancho de banda espectral se refiere a la pureza espectral de un haz monocromático emitido por un monocromador, es decir, el ancho del rango de longitud de onda, generalmente medido en nanómetros (nm). Está determinado esencialmente por el ancho de la hendidura dentro del monocromador. El ancho de banda espectral es una
medida fundamental de la resolución del instrumento.

Un ancho de banda estrecho (por ejemplo, ≤ 1 nm) significa que el instrumento puede resolver espectralmente dos picos de absorción que están muy cerca uno del otro, proporcionando información más precisa sobre la estructura espectral. Esto es esencial para la identificación de compuestos estructuralmente similares, el análisis de mezclas complejas y la adherencia a métodos analíticos que requieren una resolución estricta en las farmacopeas, como la Farmacopea Europea9.

Un ancho de banda amplio (por ejemplo, 2-5 nm), mientras que una resolución más baja, permite que pase más energía luminosa, lo que resulta en una mayor relación señal-ruido y una mejor estabilidad fotométrica, que es totalmente suficiente y adecuada para la cuantificación colorimétrica rutinaria que no requiere alta resolución9.
Los instrumentos de gama alta a menudo ofrecen capacidades de ancho de banda variables, lo que permite a los usuarios elegir de acuerdo con diferentes necesidades experimentales. Por ejemplo, el espectrofotómetro UV-1700S de HINOTEK es capaz de aumentar el ancho de banda en 0,5/1,0/2,0/4,0 nm a pesar de ser de un solo haz.

Luz parásitaComo se mencionó anteriormente, la luz parásita es cualquier radiación detectada por un detector a una longitud de onda distinta a la longitud de onda establecida para medir8. Es una realización integral del diseño del sistema óptico, la calidad de los componentes (especialmente la rejilla) y el nivel del proceso de sellado interno, y es uno de los indicadores principales para medir la calidad del instrumento.

Impacto: La alta luz parásita puede limitar severamente el rango fotométrico y lineal del instrumento, lo que resulta en mediciones bajas con alta absorbancia y desviando la curva estándar de la Ley de Beer8 .

Pruebas: Las farmacopeas y los estándares de la industria tienen métodos de prueba claros para esto, como el uso de concentraciones específicas de soluciones de cloruro de potasio (KCl) o yoduro de sodio (NaI) que se medirán cerca de sus longitudes de onda de corte UV (por ejemplo, 198 nm), donde la transmitancia debería ser teóricamente cero y cualquier señal de transmisión medida es luz parásita5.

Niveles métricos: Los niveles de luz parásita oscilan entre 0.02% ~ 0.1% T para instrumentos convencionales, mientras que los instrumentos de investigación de alto rendimiento (especialmente los modelos de monocromador dual) pueden alcanzar < 0.0005% T o incluso menos.

波长准确度与重复性 (Precisión de longitud de onda y repetibilidad)

La precisión de la longitud de onda se refiere a la consistencia entre la longitud de onda establecida por el instrumento y la longitud de onda máxima de la luz monocromática de salida real. Garantiza que la medición se realiza en el punto de longitud de onda correcto, lo cual es esencial tanto para el análisis cualitativo (confirmando la ubicación del pico de absorción) como para el análisis cuantitativo (asegurando que la medición se realice en la longitud de onda de máxima absorción λmax).

La repetibilidad de la longitud de onda se refiere a la consistencia de la longitud de onda de salida real del instrumento cuando se escanea o se establece en la misma longitud de onda varias veces. Refleja la precisión y estabilidad del mecanismo de accionamiento de la longitud de onda del instrumento.

Calibración y validación: Estos parámetros se calibran y validan normalmente utilizando un material de referencia con un pico de absorción característico conocido, como una solución de óxido de holmio (Ho2O3) o una línea de emisión característica de una lámpara de deuterio5. Las farmacopeas tienen un claro rango de tolerancia para la precisión de la longitud de onda en diferentes bandas de longitud de onda, por ejemplo, generalmente se requiere que la región ultravioleta (200-400 nm) sea mejor que ±1 nm5.

光度准确度与重复性 (Precisión fotométrica y repetibilidad)

La precisión fotométrica se refiere a la concordancia entre el valor de absorbancia medido por el instrumento y el valor de absorbancia real del material de referencia estándar. Es fundamental garantizar la precisión y fiabilidad de los resultados de los análisis cuantitativos.

La repetibilidad fotométrica, o precisión fotométrica, se refiere a la consistencia de las lecturas de absorbancia cuando se realizan múltiples mediciones repetidas de la misma muestra. Refleja el nivel de ruido general y la estabilidad a corto plazo del instrumento.

Validación: La validación se realiza normalmente utilizando filtros estándar certificados, como la serie NIST SRM 930 o una solución estándar de dicromato de potasio (K2Cr2O7) con un espectro estable en una solución ácida5. La farmacopea también especifica tolerancias a diferentes niveles de absorbancia, como ±0,010 A 5 a una absorbancia de ≤ 1 A.

Estabilidad de línea de base / DerivaLa estabilidad de línea de base, a menudo cuantificada por la deriva, se refiere al cambio máximo en las lecturas de absorbancia de un instrumento durante un período de tiempo (por ejemplo, cada hora) en condiciones constantes (generalmente a una longitud de onda fija). Refleja la capacidad del instrumento para resistir las fluctuaciones de la señal a largo plazo causadas por factores como los cambios de temperatura ambiente, el envejecimiento de la fuente de luz y el detector, etc. Para los experimentos cinéticos que requieren monitoreo a largo plazo, es esencial un sistema de dos haces con una tasa de deriva baja (por ejemplo, < 0.0002 Abs/h 20).

Para ayudarle a relacionar estos parámetros abstractos con las decisiones de selección reales, la siguiente tabla proporciona una guía clara.

Tabla 2.1: Guía de selección para los parámetros técnicos básicos del espectrofotómetro UV/VIS

El nombre del parámetro	Definición e importancia de los parámetros	Valores típicos de los instrumentos convencionales	Valores típicos de los instrumentos de investigación	Consideraciones de selección y sugerencias de aplicación
Óptica	La base para determinar la estabilidad del instrumento. La estructura de una sola viga es simple y económica; Deriva de compensación en tiempo real de doble haz con alta estabilidad.	Viga simple	Verdaderas vigas gemelas	Control de calidad/Enseñanza/Análisis de rutina: Un solo haz es rentable. Cinética a largo plazo/disolución de fármacos/investigación y desarrollo de alta precisión: Se deben seleccionar haces duales para garantizar la fiabilidad de los datos ²¹.
Ancho de banda espectral (SBW)	Determina la resolución del instrumento. Cuanto más estrecho sea el ancho de banda, mayor será la capacidad de resolver la estructura fina del espectro.	Ancho de banda fijo (2 nm, 5 nm)	Ancho de banda variable (por ejemplo, 0,1-5 nm)	Cuantificación colorimétrica convencional: 2-5 nm es suficiente. Análisis de Farmacopea/Mezclas Complejas/Estudios Cualitativos: Seleccione un ancho de banda estrecho o variable que cumpla con los requisitos del ^método9.
Luz parásita	Métricas básicas que limitan el rango lineal del instrumento y la capacidad de medir altas concentraciones. Cuanto menor sea la luz parásita, mayor será el límite superior de la absorbancia medible.	≤ 0.05% T	≤ 0,001% T (monocromador) ≤ 0,0001% T (monocromador dual)	Solución diluida convencional (A<2): ≤ 0,05% T es suficiente. Análisis de altas concentraciones de soluciones madre/materiales sólidos/muestras turbias: Se deben seleccionar instrumentos de luz parásita ultrabaja, y los monocromadores duales son la mejor opción8.
Precisión de la longitud de onda	Asegúrese de que la medición se realice en la longitud de onda correcta. Es esencial tanto para el análisis cualitativo como para el cuantitativo.	± 2.0 nm	≤ ± 0,1 nm	Todas las aplicaciones requieren un alto grado de precisión. Las aplicaciones de grado de investigación y el cumplimiento normativo, como los productos farmacéuticos, tienen requisitos más estrictos para esta métrica.
Precisión fotométrica	Asegurar la autenticidad de los resultados cuantitativos. Es fundamental medir la fiabilidad de los valores medidos del instrumento.	± 0.005 A @ 1 A	≤ ± 0.003 A @ 1 A	Métricas básicas para aplicaciones de análisis cuantitativo, especialmente el control de calidad farmacéutico. Es necesario comprobar si cumple con las especificaciones de la farmacopea como USP/EP5.
Rango fotométrico	El instrumento es capaz de medir con precisión el rango lineal de absorbancia. Se determina mediante una combinación de luz parásita, detectores y sistemas electrónicos.	0 – 3,5 A	0 – 6 A o superior	Ciencia de los Materiales/Investigación Óptica/Análisis de Alta Concentración: Instrumentos que requieren un amplio rango de luminosidad, que a menudo se asocia con monocromadores duales y detectores de alto rendimiento29.
Estabilidad de la línea de base (deriva)	Una medida de la capacidad del instrumento para resistir las fluctuaciones de la señal a largo plazo.	< 0,002 Abs/h	< 0,0002 Abs/h	Supervisión cinética/en línea a largo plazo: La baja deriva es imprescindible, y el sistema de doble haz tiene una ventaja natural a este respecto ²⁰.

Capítulo 3: Enfoque en las áreas de aplicación: ¿En qué se encuentra su laboratorio?

En última instancia, los parámetros teóricos y técnicos están al servicio de la aplicación práctica. Los requisitos para los espectrofotómetros UV/VIS varían significativamente entre los diferentes campos científicos. Este capítulo profundizará en algunas de las principales áreas de aplicación y analizará sus requisitos específicos para la configuración de instrumentos para ayudarlo a “sentarse en el asiento correcto” y encontrar la mejor solución para su flujo de trabajo.

3.1. Ciencias de la vida: de las proteínas de ácidos nucleicos a la cinética enzimática

La espectroscopia UV-Vis es una herramienta indispensable en los laboratorios modernos de biología molecular, y su aplicación muestra una tendencia de “miniaturización”, “automatización” y “especialización”.

Aplicación principal: Cuantificación y análisis de pureza de ácidos nucleicos y proteínasEsta es la aplicación más básica y frecuente. El principio es analizar los picos de absorción característicos de las biomacromoléculas1.

Ácido nucleico (ADN/ARN): Pico máximo de absorción a 260 nm. Al medir el valor de A260, su concentración se puede calcular utilizando la ley de Beer-Lambert2.

Proteínas: Las proteínas que contienen residuos de triptófano (Trp) y tirosina (Tyr) tienen picos de absorción característicos a 280 nm que pueden utilizarse para la cuantificación directa2.

Evaluación de la pureza: La relación A260/A280 es el estándar de oro para evaluar la pureza de los ácidos nucleicos. El ADN puro tiene una proporción de aproximadamente 1,8 y el ARN puro es de aproximadamente 2,0. Una proporción baja suele indicar contaminación por proteínas. La relación A260/A230 se utiliza para evaluar la presencia de contaminación residual de agentes químicos como sales y fenol2.
Además, se incluye la cuantificación de proteínas mediante métodos colorimétricos (e.g., BCA, Bradford, Lowry) y la medición de la densidad óptica (OD600) de cultivos bacterianos a 600 nm para monitorizar el crecimiento celular32.

Requisitos técnicos: Las muestras utilizadas en la investigación en ciencias de la vida suelen ser muy valiosas y pequeñas (por ejemplo, ADN extraído de un pequeño número de células o proteínas purificadas). Los métodos tradicionales que utilizaban una cubeta estándar de 1 mL no solo desperdiciaban la muestra, sino que también requerían concentración cuando la concentración de la muestra era baja y dilución si no, todo lo cual podía introducir errores. Para abordar este punto débil, se desarrolla un espectrofotómetro de ultra microvolumen para medir simplemente agregando una gota de muestra de 0,5 μL a 2 μL directamente a la plataforma de medición y utilizando la tensión superficial del líquido para formar una “lente líquida” con una longitud de ruta óptica muy corta. Esta técnica elimina la necesidad de cubetas, la ausencia de dilución y las velocidades de detección rápidas, lo que mejora en gran medida la eficiencia del trabajo y ahorra muestras valiosas. Haga clic en el enlace a nuestro espectrofotómetro de microvolúmenes.
Requisitos técnicos: La cinética enzimática y el análisis de hebras de pirólisis de ADN para estudiar los procesos dinámicos de las biomoléculas es otra área importante en las ciencias de la vida.

Cinética de enzimas: Investigar la velocidad catalítica y el mecanismo de reacción de las enzimas mediante el monitoreo de los cambios en la absorbancia a lo largo del tiempo debido al agotamiento del sustrato o la formación de producto.

Análisis de estabilidad térmica de ADN/ARN: Al aumentar programáticamente la temperatura y monitorear el cambio en la absorbancia a 260 nm durante la fusión (fusión) de la doble hélice de ADN, se traza una “curva de fusión” para determinar su temperatura de fusión (valor Tm), que refleja la estabilidad y las propiedades estructurales de la secuencia de ADN. Una característica común de estos dos tipos de experimentos es la necesidad de un monitoreo continuo de la absorbancia durante largos períodos de tiempo a temperaturas controladas con precisión. Como resultado, los requisitos impuestos al instrumento son extremadamente exigentes:

Sistema de control de temperatura preciso: Algunos espectrofotómetros HINOTEK pueden equiparse con un controlador termostático para controlar la temperatura.
Excelente estabilidad de la línea de base: Los experimentos pueden durar decenas de minutos o incluso horas, y se requiere un sistema óptico de doble haz con una tasa de deriva muy baja para garantizar resultados de medición fiables.
Potente software cinético: El software debe ser compatible con un modo de escaneo de tiempo que pueda calcular automáticamente la velocidad de reacción, la constante de Michaelis (Km), la velocidad máxima de reacción (Vmax) o analizar automáticamente los valores de Tm.

Para los compradores del sector de las ciencias de la vida, la idea de selección debe pasar de la compra de un “instrumento de uso general” a la compra de una “solución de flujo de trabajo integrada”.

3.2. Ciencia y Química de los Materiales: Películas Delgadas, Nanomateriales y Análisis de Rutina

La ciencia y la química de los materiales tienen una amplia gama de aplicaciones y morfologías de muestras, desde líquidos y polvos hasta películas sólidas y materiales a granel. Como resultado, se imponen las más altas exigencias a la “flexibilidad” y “escalabilidad” del instrumento. El valor del instrumento radica no solo en el anfitrión en sí, sino también en la amplitud y profundidad de su ecosistema de accesorios.

Aplicación principal: Caracterización del rendimiento óptico

Películas delgadas, recubrimientos y vidrio: La medición de los espectros de transmitancia, reflectancia y absorbancia de materiales transparentes o translúcidos es una tarea fundamental. Con estos espectros, se pueden analizar parámetros ópticos clave como el color del material, las propiedades del filtro, la resistencia a los rayos UV/IR, el espesor del recubrimiento, la neblina, etc.

Nanomateriales: La espectroscopia UV-Vis es un medio importante para caracterizar las propiedades ópticas de las nanopartículas (por ejemplo, TiO₂, ZnO, Cu₂S). Al analizar el borde de absorción de su espectro de absorción, se puede calcular la banda prohibida óptica del material, que es fundamental para el desarrollo de semiconductores, células solares y materiales fotocatalíticos4.

Análisis químico de rutina: En los campos de la síntesis química, el control de calidad, etc., se utiliza para la identificación de sustancias, las pruebas de pureza, el seguimiento del proceso de reacción y la cuantificación de la concentración5.

Requisitos técnicos: Amplio rango de longitudes de onda y compatibilidad de accesoriosDebido a la diversidad de materiales, un solo modo de medición de transmisión de líquido está lejos de ser suficiente.

Amplio rango de longitudes de onda: La absorción o reflexión característica de muchos materiales cubre una amplia área desde el ultravioleta profundo hasta el infrarrojo cercano (NIR). Por lo tanto, un instrumento con un rango de longitud de onda que pueda cubrir, por ejemplo, de 175 nm a 3300 nm, es indispensable para la investigación integral de materiales.
Soporte integral de accesorios: Esta es una prioridad absoluta a la hora de seleccionar aplicaciones de ciencia de materiales.

Esfera integradora: Esta es el arma definitiva para medir muestras dispersas. En el caso de muestras con superficies irregulares o interiores irregulares, como polvos, cerámicas, textiles, láminas de polímeros, etc., las mediciones de transmisión ordinarias darán lugar a resultados muy bajos debido a la dispersión de la luz. Una esfera integradora es una esfera hueca recubierta con un material difuso altamente reflectante (por ejemplo, sulfato de bario BaSO₄) que recoge la luz transmitida (transmitancia total) o la luz reflejada (reflectancia difusa) en todas las direcciones para obtener las verdaderas características de absorción de la muestra. Nuestro espectrofotómetro de doble velocidad de luz UV-1800 puede equiparse con una esfera integradora como opción

Accesorio de reflectancia especular: Se utiliza para medir con precisión la reflectividad de superficies lisas como especulares, metales pulidos, obleas semiconductoras, etc. HINOTEK también ofrece este accesorio.

Los compradores en el campo de la ciencia de los materiales deben prestar la misma o incluso más atención a su lista de accesorios mientras observan las características principales del anfitrión, como el amplio rango de longitudes de onda, la baja luz parásita y el amplio rango de luminosidad de los monocromadores duales. El hecho de que una marca ofrezca una gama completa de accesorios con un rendimiento excelente y una fácil instalación y conmutación determina directamente si el instrumento es capaz de realizar futuras tareas de investigación de materiales complejos y cambiantes, y es la encarnación principal de su valor de inversión.

3.3. Seguimiento farmacéutico y medioambiental: del control de calidad al cumplimiento normativo

En los campos altamente regulados de los productos farmacéuticos y el monitoreo ambiental, la “precisión”, la “confiabilidad” y el “cumplimiento” del instrumento son las principales prioridades.

Aplicaciones principales:

Industria farmacéutica: La espectroscopia UV-Vis es un método analítico clásico especificado en las farmacopeas (por ejemplo, USP, Farmacopea Europea EP, Farmacopea China ChP) y se utiliza ampliamente en:

Determinación del contenido de ingredientes farmacéuticos activos (API) y productos farmacéuticos: Determine de forma rápida y precisa la concentración de ingredientes activos en un producto a nivel ^objetivo5.

Prueba de disolución: Simular el proceso de liberación del medicamento en el cuerpo y monitorear la cantidad de medicamento disuelto por la dosis sólida en el tiempo especificado es un indicador clave para evaluar la calidad del medicamento.

Análisis de sustancias/impurezas: Identificación y cuantificación de trazas de impurezas en los productos.

Pruebas de identificación y análisis de color: Identificación cualitativa de sustancias, o clasificación cuantitativa del color de soluciones químicas5.

Monitoreo ambiental: Se utiliza para analizar diversos contaminantes en el agua, el suelo o el aire. Muchos métodos estándar nacionales (GB) se basan en la colorimetría UV-Vis, como la detección de la demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno amoniacal, nitrato, nitrito, fosfato y varios iones de metales pesados como el cromo hexavalente ^{en agua5}.

Requisitos técnicos: El cumplimiento normativo y la integridad de los datos están altamente estandarizados para estas aplicaciones, con métodos experimentales y criterios de aceptación claramente definidos. Por lo tanto, los requisitos para el instrumento son:

El rendimiento debe cumplir o superar los requisitos reglamentarios: las farmacopeas tienen límites claros para las propiedades clave del instrumento, como la precisión de la longitud de onda, la precisión fotométrica, la luz parásita y la ^resolución5. Por ejemplo, la Farmacopea Europea exige una relación de absorbancia superior a 1,5 a 269 nm a 267 nm cuando se prueba con una solución de tolueno-hexano al 0,02% v/v para verificar la resolución del ^{instrumento23}. El instrumento debe ser seleccionado para poder pasar fácilmente estas Calificaciones de Desempeño (PQ).
El software debe ser compatible con la integridad de los datos: Este es un requisito difícil para la industria farmacéutica. El software de control del instrumento debe cumplir con las regulaciones FDA 21 CFR Parte 11. Esto significa que el software debe contar con una gestión integral de los derechos de los usuarios (los diferentes niveles de usuarios tienen diferente acceso a la acción), pistas de auditoría (todas las acciones y modificaciones de datos se registran de forma inmutable), firmas electrónicas y copias de seguridad de los datos para garantizar la autenticidad, integridad y fiabilidad de todos los registros electrónicos12. Esto es más que una simple opción de software, requiere que los laboratorios establezcan un conjunto de procedimientos operativos estándar (SOP) para trabajar con ⁴³.

Para ayudarle a hacer coincidir de forma más intuitiva las aplicaciones y las configuraciones, en la tabla siguiente se resumen los puntos clave para seleccionar modelos en diferentes áreas.

Tabla 3.1: Áreas de aplicación y pautas recomendadas para la configuración de instrumentos

Campos de aplicación	Misión principal	Indicadores clave de rendimiento	Se recomiendan configuraciones ópticas	Accesorios/características imprescindibles
Ciencias de la Vida (Básico)	Cuantificación rutinaria de ácidos nucleicos/proteínas, OD600	Precisión fotométrica, repetibilidad	Vigas simples o dobles	Capacidades de microdetección (p. ej., tecnología NanoDrop) con métodos biológicos incorporados9
Ciencias de la Vida (Investigación Avanzada)	Cinética enzimática, curva de fusión de ADN/ARN (Tm), termoestabilidad de proteínas	Estabilidad de la línea de base (baja deriva), precisión del control de temperatura, velocidad de escaneo	Verdaderas vigas gemelas	Sistema de control de temperatura, bastidor multicelda, software de análisis cinético/térmico dedicado ¹⁰
Ciencia de los Materiales/Óptica	Caracterización de propiedades ópticas de películas delgadas/recubrimientos/polvos/nanomateriales	Amplio rango de longitud de onda, amplio rango de luminosidad, luz parásita ultra baja	Doble haz, doble monocromador	Esferas integradoras, accesorios variables/especulares, polarizadores, detectores de banda ancha (p. ej., PbS) ¹¹
Control de calidad farmacéutico	Determinación del contenido de API, prueba de disolución, análisis de color	Precisión/repetibilidad fotométrica, precisión de longitud de onda, estabilidad	Verdaderas vigas gemelas	Célula de flujo/sonda de fibra (para instrumento de disolución), muestreador automático, software de cumplimiento de 21 CFR Parte 11 ⁵
Investigación y desarrollo farmacéutico	Desarrollo de métodos, estudios de impurezas, investigaciones de estabilidad	Resolución (ancho de banda variable), sensibilidad, poca luz parásita	Doble haz, doble monocromador	Control de temperatura Peltier, accesorios de microdetección, software de análisis con todas las funciones, software conforme a 21 CFR parte 11 ²¹
vigilancia ambiental	Pruebas rutinarias de contaminantes del agua/suelo (DQO, nitrógeno amoniacal, etc.)	Estabilidad, precisión fotométrica	Vigas simples o dobles	Cubetas de largo recorrido (100 mm) para análisis de trazas, procedimiento de prueba de kit prefabricado ⁴⁰
Análisis químicos de rutina	Cuantificación de concentraciones, pruebas de pureza, monitorización de reacciones	Precisión fotométrica, estabilidad, velocidad de escaneo	Vigas simples o dobles	Rack termostático para piscina, software cinético, soporte para cubetas múltiples ⁵

Capítulo 4: Análisis de Patrones de Mercado y Marcas: Un Enfrentamiento Integral entre Importaciones y Mercados Domésticos

Después de aclarar los principios técnicos y los requisitos de aplicación, ingresaremos al mercado y revisaremos el posicionamiento, las líneas de productos y la competitividad central de las principales marcas. Es un campo en el que los gigantes de la importación compiten con campeones locales, y comprender sus características puede ayudarte a tomar decisiones más acordes con tu estrategia.

4.1. Análisis en profundidad de las marcas internacionales de primera línea

Las marcas internacionales de primera línea suelen ocupar el mercado de gama media y alta con su excelente rendimiento, su profunda acumulación técnica, su perfecta ecología de software y su red de servicio global. Sus productos son a menudo los definidores de los estándares de la industria y los líderes de las tendencias tecnológicas.

安捷伦 (Agilent) – Cary系列

Análisis de posicionamiento: Sinónimo de espectrofotómetros de investigación de alto rendimiento, la serie Cary de Agilent se centra en satisfacer las necesidades científicas más exigentes, especialmente en los campos de investigación de vanguardia de la ciencia de los materiales, la óptica, la química y las ciencias de la vida.

Productos y tecnologías:

Cary 5000 / Cary 7000 UMS: Este es su producto estrella y es conocido por sus métricas de rendimiento inigualables. Por ejemplo, el Cary 5000 ofrece un rango de longitud de onda extremadamente amplio (175-3300 nm) que cubre toda la región desde el ultravioleta profundo hasta el infrarrojo cercano; Diseñado con monocromadores duales y luz parásita extremadamente baja, tiene un rango de luminosidad de hasta un asombroso 8 ABS; El ancho de banda espectral se puede ajustar de forma fina y continua desde 0,01 nm en la región UV-Vis, lo que proporciona una resolución de primera línea ^{de 24}.

Cary 60: Este es un instrumento de investigación de nivel básico con una fuente de lámpara de xenón que es popular en el análisis de rutina y la enseñanza por su escaneo rápido, fuente de luz de larga duración y compatibilidad con muestras sensibles a la luz.

Además del rendimiento de host de primera línea, la competencia principal de Agilent radica en su ecosistema extremadamente robusto y rico de accesorios, que incluye una amplia gama de accesorios de medición de muestras sólidas (esferas integradoras, accesorio de reflexión universal URA), sondas de fibra óptica, etc., para construir una plataforma de medición para cualquier aplicación compleja.

赛默飞世尔 (Thermo Fisher Scientific) – Evolución / GENESYS / NanoDrop系列

Análisis de posicionamiento: Thermo Fisher Scientific es uno de los proveedores más completos del mercado, y su estrategia de productos es satisfacer las necesidades de una amplia gama de productos, desde la educación básica hasta los productos farmacéuticos de alta gama, desde el control de calidad de rutina hasta las ciencias de la vida de vanguardia, a través de múltiples submarcas y series bien posicionadas. Sus puntos fuertes radican en un diseño fácil de usar, potentes soluciones de aplicación y dominio en el sector de las ciencias de la vida.

Productos y tecnologías:

Serie NanoDrop (NanoDrop One, NanoDrop Lite): Esta serie es la líder absoluta y pionera en el campo de la detección ultramicro. Su tecnología patentada de retención de muestras permite una rápida cuantificación y análisis de pureza de ácidos nucleicos y proteínas con tan solo 1-2 μL de muestra, y se ha convertido en el estándar en los laboratorios de biología molecular de todo el mundo2.

LA SERIE GENESYS: Posicionado como un instrumento analítico de rutina robusto y fácil de usar. Con su diseño compacto y operación intuitiva, la serie es ideal para control de calidad industrial, monitoreo ambiental y laboratorios de educación superior6.

Evolution Pro: Esta es la plataforma de instrumentos de investigación y rendimiento de Thermo Fisher con un diseño de doble haz que ofrece un rendimiento óptico y una flexibilidad superiores. Viene con un potente software Insight Pro que es totalmente compatible con las regulaciones FDA 21 CFR Parte 11, lo que lo hace ideal para laboratorios farmacéuticos y regulados6.

岛津 (Shimadzu) – UV系列

Análisis de posicionamiento: Shimadzu es conocido en todo el mundo por su rendimiento bien equilibrado, su excelente estabilidad y su software extremadamente potente. Su línea de productos cubre una amplia gama de productos, desde modelos de investigación de nivel básico hasta modelos de investigación de primera línea, todos los cuales ofrecen el más alto nivel de confiabilidad y experiencia de usuario.

Productos y tecnologías:

UV-3600i Plus / UV-2700i, etc.: Esta es la plataforma de grado de investigación de alta gama de Shimadzu. El UV-3600i Plus utiliza un detector triple único (PMT, InGaAs, PbS) y un diseño de monocromador dual para lograr un rango de longitud de onda ultra amplio de 185 nm a 3300 nm, luz parásita ultra baja y alta sensibilidad20. Su ancho de banda espectral multiajustable proporciona una excelente ^{flexibilidad20}.

UV-1900i / UV-2600i: Este es el modelo de caballo de batalla de Shimadzu en el mercado de gama media a alta, y ha sido elogiado por su velocidad de escaneo ultrarrápida (hasta 29.000 nm/min), sus bajos niveles de luz parásita líderes en la industria (en su clase) y su diseño compacto.

Software UV-Vis de LabSolutions: Esta es una de las competencias principales de Shimadzu. El software es fácil de usar y lógicamente claro, a la vez que proporciona un potente procesamiento de datos, evaluación espectral, multitarea y generación de informes. Su software de validación incorporado y su excelente compatibilidad con las normativas, incluida la norma 21 CFR Parte 11, lo han hecho popular en los sectores de control de calidad ^{farmacéutico y}químico35.

PerkinElmer – Colección Lambda

Análisis de posicionamiento: La serie Lambda de PerkinElmer, similar a la serie Cary de Agilent, es un fuerte competidor en el mercado de investigación de alto nivel, con una profunda historia y ventajas técnicas en ciencia de materiales, recubrimientos ópticos, semiconductores y análisis de alta absorbancia.

Productos y tecnologías:

Lambda 850/950/1050+: Este es su sistema modular de grado de investigación de primera línea, que también cuenta con un diseño de doble haz y doble monocromador que permite un rango de luminosidad extremadamente amplio (hasta 6 A y más) y una luz parásita extremadamente baja ³¹.

Lambda 25/35/45: Esta es su línea de productos de gama media estable y ampliamente utilizada, con su bajo nivel de ruido, alta estabilidad y confiabilidad, es ampliamente utilizada en R&D convencional y QC industrial ⁴⁹.

Beneficios clave: PerkinElmer ofrece soluciones extremadamente especializadas para muestras sólidas y mediciones ópticas, con accesorios bien diseñados como el accesorio de reflexión universal (URA), la esfera integradora y más. Además, la empresa cuenta con sólidas capacidades en otras tecnologías analíticas, como la espectroscopia atómica (AAS, ICP), y es capaz de proporcionar a los clientes soluciones integradas para aplicaciones cruzadas ⁵⁰. Su
software UV WinLab es igualmente potente, ya que admite una amplia gama de modos complejos de adquisición y procesamiento de datos ⁵².

4.2. Visión general de excelentes marcas nacionales

Con el auge de la industria manufacturera de China, varios excelentes fabricantes de instrumentos nacionales también han logrado un gran progreso en el campo de los espectrofotómetros ultravioleta-visibles, proporcionando una opción rentable para el mercado.

Posicionamiento y Análisis de Ventajas y Desventajas:

Ventaja:

Extremadamente rentable: La mayor ventaja de los instrumentos nacionales es el precio, que suele ser mucho más bajo que el de las marcas importadas con la misma configuración, lo que es muy atractivo para los laboratorios con presupuestos limitados (como la enseñanza universitaria, el control de calidad de la pequeña y mediana empresa).
Servicio de localización rápida: Los fabricantes nacionales generalmente pueden proporcionar una respuesta de servicio posventa más rápida y flexible, incluida la instalación, la capacitación, el mantenimiento y el soporte de aplicaciones, y reducir los costos de comunicación.
Satisfacer las necesidades básicas: Para la gran mayoría de los análisis cuantitativos rutinarios con absorbancia dentro de 2.0 A, los instrumentos domésticos calificados son completamente competentes, evitando pagar por una “redundancia de rendimiento” innecesaria.

Desafiar:

Brecha en los indicadores de rendimiento superior: En algunos indicadores de rendimiento extremos, como la luz parásita ultra baja (<0,001% T), el rango de luminosidad ultra amplio (>6 A), la resolución máxima (<0,1 nm), etc., todavía hay una brecha en comparación con los modelos insignia de las marcas internacionales de primer nivel18.
Ecología de accesorios de alta gama: Todavía hay espacio para el desarrollo en la riqueza y precisión de los accesorios profesionales y especiales (como esferas integradoras de alto rendimiento, accesorios de reflexión de ángulo variable y sistemas automatizados).
Madurez del software y cumplimiento normativo: La experiencia del usuario del software, la profundidad de los algoritmos de procesamiento de datos y el soporte integral de las regulaciones internacionales (especialmente 21 CFR Parte 11) son áreas en las que los fabricantes nacionales deben seguir invirtiendo y ponerse al día.

La elección de “importación vs. nacional” nunca debe basarse en simples preferencias de marca o sentimientos nacionales, sino que debe ser una evaluación sobria y objetiva de las propias necesidades. Se trata de la disyuntiva entre la redundancia de rendimiento frente a la rentabilidad y la estandarización global frente a la localización.

La cadena lógica de la toma de decisiones debe ser:

En primer lugar, evalúe si la aplicación necesita superar los límites de rendimiento del instrumento. Si su investigación implica medir una muestra de alta concentración con una absorbancia de > 3.0 A, o si necesita resolver una estructura espectral fina de < 0.2 nm, entonces es una opción más segura y confiable elegir un modelo importado de alta gama que haya sido rigurosamente verificado en el mercado global.
En segundo lugar, si su aplicación es la determinación rutinaria de la concentración (absorbancia < 2.0 A), el análisis colorimétrico o la enseñanza básica, entonces un instrumento doméstico con el más alto rendimiento no solo satisfará sus necesidades, sino que también le ahorrará mucho dinero en su presupuesto de adquisición. En este momento, la búsqueda de indicadores de rendimiento adicionales de las marcas importadas es un desperdicio de recursos.
Por último, evalúe la necesidad de servicios. Si el laboratorio tiene requisitos extremadamente altos para el tiempo de actividad continuo del instrumento, o si el operador es muy móvil y requiere soporte de capacitación frecuente, entonces la red de servicio local rápida y conveniente del fabricante nacional puede convertirse en una ventaja importante.

4.3. Sistemas de software e integridad de datos: la importancia de 21 CFR Parte 11

En los instrumentos modernos, el software ya no es un simple controlador, sino el “cerebro” y el “alma” de todo el sistema de análisis. Para las industrias reguladas, especialmente la industria farmacéutica, el cumplimiento del software es un elemento de “un voto” en las decisiones de compra.

El Código de Regulaciones Federales de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés), Título 21 CFR Parte 11, establece requisitos legales estrictos para el uso de registros electrónicos y ^{firmas electrónicas41}. Su objetivo principal es garantizar que todos los datos electrónicos generados durante el proceso de desarrollo y fabricación de fármacos, su

Autenticidad, integridad y fiabilidad**Equivalente a los registros tradicionales en papel y a ^{las firmas manuscritas43}.

Para que el software de un instrumento admita el cumplimiento de 21 CFR Parte 11, debe tener las siguientes características básicas ⁴²:

Validación del sistema: Se requiere un programa para garantizar que el sistema funcione de manera precisa, confiable y estable.
Control de acceso: Restrinja el acceso al sistema a través de nombres de usuario y contraseñas, y establezca múltiples niveles de derechos de usuario (por ejemplo, operadores, administradores, auditores) para garantizar que los usuarios con diferentes roles solo puedan realizar las acciones para las que están autorizados.
Registros de auditoría: El software debe ser capaz de registrar de forma automática y segura todas las acciones relacionadas con la creación, modificación y eliminación de datos. El contenido del registro deberá incluir el operador, el tiempo de operación, el contenido de la operación y el valor antes y después de la operación, y el registro no deberá ser manipulado.
Firmas electrónicas: Las firmas electrónicas son el equivalente legal de las firmas manuscritas y deben contener al menos dos partes de identificación separadas, como un ID y una contraseña, y estar firmemente vinculadas al registro electrónico correspondiente y ser indivisibles41.

Es importante enfatizar que ningún instrumento o software por sí mismo puede afirmar que “cumple con 21 CFR Parte 11”. El cumplimiento es un proyecto de sistemas que requiere que el software del instrumento proporcione una funcionalidad habilitada para el cumplimiento, mientras que el usuario debe establecer e implementar un conjunto integral de procedimientos operativos estándar (SOP) para administrar el uso del instrumento, la revisión de datos y la capacitación del personal43. Las ediciones Insight Pro ^{12 de Thermo Fisher}, STARe 42 de METTLER TOLEDO y LabSolutions DB/CS de Shimadzu están diseñadas específicamente para cumplir con estos requisitos normativos. Por lo tanto, para los compradores de la industria farmacéutica y relacionada, el primer punto a tener en cuenta debe ser “si el software proporciona una solución técnica completa 21 CFR Parte 11” al seleccionar un modelo.

Tabla 4.1: Análisis de las líneas de productos y el posicionamiento de las marcas convencionales

marca	La serie principal	Posicionamiento en el mercado	Fortalezas principales: Tecnología/Características	Áreas de aplicación objetivo
Agilent	Cary 60, Cary 3500, Cary 5000/7000	Investigación de alto nivel y aplicaciones desafiantes	Rendimiento óptico de primera clase (banda amplia/rango de luminosidad), luz parásita ultrabaja, robusto ecosistema de accesorios ópticos/de estado sólido ²⁴	Ciencia de los Materiales, Recubrimientos Ópticos, Semiconductores, Química, Ciencias de la Vida de Frontera
Termo Fisher	NanoDrop, GENESYS, Evolución	Cobertura total del mercado, orientada a soluciones	NanoDrop Micro Volume, software de cumplimiento Insight Pro, potente solución de aplicaciones de ciencias de la vida ²	Ciencias de la Vida (Líder), Farmacéutica, Control de Calidad Industrial, Educación, Medio Ambiente
Shimadzu	UV-1900i, UV-2600i, UV-3600i Plus	Rendimiento equilibrado, fiable y duradero	Escaneo rápido, poca luz parásita, excelente estabilidad y repetibilidad, potente software LabSolutions ²⁰	Farmacéutico, Químico, Alimentario, Medio Ambiente, Investigación, Control de Calidad
PerkinElmer	Lambda 25/35/45, Lambda 850/950/1050+	Investigación de alto nivel y aplicaciones industriales	Amplio rango de luminosidad, materiales profesionales/accesorios de medición óptica, potente software UV WinLab ³¹	Ciencia de Materiales, Óptica, Polímeros, Farmacéutico, Control de Calidad Industrial
HINOTEK	Serie TU	Aplicaciones rutinarias y rentables	Precios competitivos, servicios de localización rápidos, cumplimiento de las necesidades de las normas nacionales y análisis rutinarios 53	Enseñanza, control de calidad de rutina, monitoreo ambiental, seguridad alimentaria, laboratorios de pequeñas y medianas empresas

Capítulo 5: Adjuntos y extensiones: maximice el retorno de la inversión

La verdadera potencia de un espectrofotómetro UV/VIS a menudo se refleja en la funcionalidad ampliada que se puede lograr cuando se combina con una variedad de accesorios. Elegir una plataforma con un rico ecosistema de accesorios significa que sus inversiones actuales se pueden utilizar para enfrentar desafíos más diversos en el futuro, maximizando el valor.

5.1. Accesorios para la medición de muestras sólidas

Para campos como la ciencia de los materiales, la ingeniería óptica, la geología y la industria textil, la medición directa de muestras sólidas es un requisito indispensable.

Esfera integradoraLa esfera integradora es el accesorio más importante para el manejo de muestras dispersas y turbias. En su interior hay una esfera hueca recubierta con un material de reflectividad muy difusa, como el sulfato de bario o el PTFE. Cuando el haz ingresa a la esfera, se reflejará difusamente en la pared interior innumerables veces, formando un campo de luz uniforme.

Aplicar:

Medición de reflectancia difusa: Al colocar la muestra en el puerto reflector de una esfera, se puede medir directamente el espectro de reflectancia de superficies rugosas como polvos, cerámicas, papel, textiles, etc. Esto es esencial para el análisis del color y la ^{identificación de materiales24}.
Medición de transmitancia total: al colocar la muestra en la entrada de la esfera, la esfera integradora recoge toda la luz transmitida que pasa a través de la muestra, incluida la luz dispersada por la muestra en todas las direcciones. Esta es la única forma precisa de analizar las verdaderas propiedades de transmisión/absorción de muestras como vidrio esmerilado, películas de polímeros, soluciones turbias, etc.10.

Consideraciones de selección: El tamaño de la esfera integradora, el material de recubrimiento para la pared interior y el rango de longitud de onda aplicable son parámetros clave. Los instrumentos de gama alta suelen ofrecer una gran esfera integradora que cubre toda la gama de UV-VIR-NIR ³¹.

镜面/通用反射附件 (Accesorios especulares/universales de reflectancia)

Accesorio de reflectancia especular (SRA): Para la medición precisa de la reflectancia de superficies de muestra altamente pulidas, similares a espejos (por ejemplo, espejos, obleas semiconductoras, vidrio recubierto). La luz incide en un ángulo específico y es recibida por el detector después de ser reflejada en el mismo ^ángulo11.

Ángulo Variable o Accesorio Reflectante Universal (URA): Proporciona una mayor flexibilidad para estudiar las propiedades ópticas dependientes del ángulo de los materiales al cambiar el ángulo de incidencia de la luz y el ángulo de recepción del detector, lo cual es crítico para el desarrollo de películas delgadas ópticas y recubrimientos especiales39.

5.2. Automatización de muestras líquidas y control de temperatura

Para los laboratorios de ciencias de la vida, farmacéuticos y de cribado de alto rendimiento, la mejora de la eficiencia del análisis de muestras líquidas y el control de las condiciones experimentales son requisitos fundamentales.

Muestreador automático/Soporte multicelda

Cambiador multicelda: Se pueden acomodar múltiples cubetas (por ejemplo, 6, 8 o incluso 15) en la cámara de muestras y las mediciones se cambian automáticamente mediante el control del programa. Esto es útil para la monitorización de reacciones cinéticas de varias muestras al mismo tiempo o para ensayos de punto final de muestras a granel, lo que puede aumentar significativamente el ^{rendimiento analítico10}.

Muestreador automático: combinado con múltiples racks de celdas, puede lograr un análisis desatendido totalmente automatizado de decenas o incluso cientos de muestras, lo cual es ideal para que los laboratorios de control de calidad prueben grandes lotes de muestras.

Celda de flujoLa celda de flujo permite que una muestra líquida fluya continuamente a través de la ruta óptica de medición. Su aplicación principal es como detector en línea para otras técnicas de análisis de separación, como HPLC 26. La columna de separación de HPLC pasa a través de la celda de flujo y el espectrofotómetro monitorea el cambio de absorbancia en tiempo real a una longitud de onda específica para obtener un cromatograma.
El control preciso de la temperatura de los sistemas termostáticos (Peltier/baño de agua) es decisivo para el estudio de muchas reacciones químicas y bioquímicas.

Sistema de circulación de baño de agua: El agua termostática circula en la camisa de la cubeta por medio de un baño de agua termostático externo para mantener la temperatura de la muestra. Esta es una forma económica de mantener la temperatura, pero la precisión y el tiempo de respuesta del control de temperatura son limitados.

Sistema de control de temperatura Peltier: Este es el método de control de temperatura más avanzado y preciso disponible. El elemento Peltier es una lámina de refrigeración/calentamiento semiconductora que permite un calentamiento y enfriamiento rápidos y precisos mediante la aplicación de una corriente eléctrica. Por lo general, se usa junto con un sensor de temperatura que se inserta directamente en la solución de muestra para lograr un control de retroalimentación de circuito cerrado de la temperatura de la muestra con una precisión de ±0,1 °C ¹⁰. El sistema Peltier no solo mantiene una temperatura constante, sino que también realiza programas precisos de gradiente de temperatura (escaneos de rampa/enfriamiento), lo que lo convierte en un
accesorio esencial para aplicaciones como la cinética de enzimas, el análisis de la curva de fusión de ADN/ARN, los estudios de estabilidad térmica de proteínas y más10.

5.3. 光纤探头 (Sondas de fibra óptica)

La tecnología de sonda de fibra óptica extiende el uso de espectrofotómetros desde la cámara de muestras en el laboratorio hasta la línea de producción, el reactor o cualquier escenario que requiera mediciones in situ. El principio es dirigir la luz del instrumento a la sonda a través de una fibra óptica, la punta de la sonda está en contacto directo con la muestra para completar la medición, y luego la señal se transmite al detector a través de otra fibra óptica.

Aplicar:

Tecnología analítica de procesos (PAT): En los procesos de producción química y farmacéutica, las sondas de fibra óptica se pueden insertar directamente en el reactor o la tubería para monitorear los cambios de concentración de reactivos / productos, puntos finales de reacción o calidad del producto en tiempo real y en línea, para lograr el control y la optimización en tiempo real del proceso de producción.
Acoplamiento de la prueba de disolución: La inserción de una sonda de fibra óptica directamente en la copa de disolución permite el monitoreo en tiempo real del proceso de disolución del medicamento sin muestreo, evitando los retrasos y errores de los métodos tradicionales de muestreo-dilución-medición.
Mediciones de muestras remotas o especiales: Las sondas de fibra óptica proporcionan un medio conveniente para medir muestras que son demasiado grandes para caber en una cámara de muestras o en entornos especiales como cajas de guantes.

A la hora de tomar una decisión final de compra, es una inversión estratégica mirar la lista de accesorios y capacidades de expansión del instrumento candidato y combinarla con el plan de desarrollo del laboratorio para los próximos 3-5 años.

Capítulo 6: Conocer haciendo: Técnicas de preparación y medición de muestras

Tener un instrumento de primera línea es solo la mitad de la batalla, y la otra mitad depende de operaciones rigurosas y disciplinadas de preparación y medición de muestras. Muchos problemas de instrumentos aparentemente complejos a menudo tienen su origen en los detalles más pasados por alto del procesamiento de muestras. En este capítulo se proporcionan una serie de prácticas recomendadas para ayudarle a garantizar la calidad de sus datos en la fuente.

6.1. Mejores prácticas para la preparación de muestras

La homogeneización y la clarificación son premisas, y uno de los supuestos básicos de la ley de Lambert-Beer es que el sistema de muestras es un sistema homogéneo no dispersivo16. Las partículas sólidas en suspensión, las burbujas o las gotas de emulsión dispersan la luz incidente en lugar de absorberla. La dispersión desvía la trayectoria óptica, lo que resulta en una disminución en la intensidad de la luz que llega al detector, lo que resulta en un aumento anómalo en la absorbancia aparente y una falla completa de la medición.

Prácticas recomendadas:

Asegúrese de que la muestra sólida esté completamente disuelta y que la solución sea clara y transparente.
Las muestras con partículas diminutas deben filtrarse antes de la medición. El uso de un filtro de jeringa que sea compatible con la solución de muestra (por ejemplo, un tamaño de poro de 0,45 μm o 0,22 μm) es un método sencillo y eficaz ⁵.
Al pipetear la muestra en la cubeta, muévala suavemente para evitar burbujas. Si se encuentran burbujas de aire, retírelas con cuidado con la punta de una pipeta.

Elección del disolventeEl disolvente es el portador de la muestra y sus propias propiedades afectan directamente a los resultados de la medición.

Corte UV: Cada solvente tiene una longitud de onda en la región UV que comienza a absorber fuertemente, llamada corte UV. La medición debe realizarse en un área por encima de esta longitud de onda, de lo contrario, la absorción del solvente en sí puede interferir significativamente con la señal de la muestra. Por ejemplo, la acetona tiene una longitud de onda de corte de aproximadamente 330 nm, que no es adecuada para la mayoría de las mediciones UV; El agua, el acetonitrilo, el hexano, etc. son excelentes disolventes ultravioleta de uso común.

Consistencia en blanco: Las soluciones en blanco o de referencia utilizadas para corregir el punto cero (100% T) deben usar exactamente el mismo lote de solvente o tampón 5 que la muestra^disuelta. Cualquier pequeña diferencia (por ejemplo, pH, fuerza iónica) puede conducir a una absorción de fondo inconsistente, introduciendo errores.

Control de concentraciónPara las mediciones más precisas, el valor de absorbancia de la muestra debe estar dentro del rango de linealidad óptimo del instrumento, que generalmente se recomienda entre 0,2 A y 1,5 A62.

Absorbancia demasiado baja (< 0,1 A): La señal es demasiado débil, el instrumento tiene una mala relación señal-ruido y el error de medición es relativamente grande.

La absorbancia es demasiado alta (> 2.0 A): Cerca del límite de detección del instrumento, susceptible a la luz parásita, lo que resulta en una desviación de la linealidad8.

Práctica recomendada: Antes de la medición real, puede hacer un escaneo previo rápido para tener una idea de la absorbancia aproximada de la muestra. Si la concentración es demasiado alta, debe diluirse con precisión con un solvente en blanco; Si la concentración es demasiado baja, considere usar una cubeta de largo recorrido o concentrar la muestra.

6.2. Selección y uso correctos de las cubetas

Una cubeta es un contenedor para la interacción entre la muestra y el haz de luz, y su material, la longitud del camino óptico y el método de uso tienen un impacto directo e incluso decisivo en la precisión de la medición.

Selección de materialesLas cubetas de diferentes materiales tienen diferentes rangos de transmisión de luz y deben seleccionarse de acuerdo con la longitud de onda de medición.

Cubetas de cuarzo: Fabricadas a partir de cuarzo fundido de alta pureza, tiene una excelente transmisión de luz (>80%) en una amplia gama, desde el ultravioleta profundo hasta el infrarrojo cercano (normalmente de 200 nm a 2500 nm). Esta es la única opción para las mediciones UV ⁶².

Cubetas de vidrio: Hechas de vidrio óptico, solo en la región visible (típicamente 320 nm – 2500 nm). En la región ultravioleta, el propio vidrio absorbe fuertemente y no puede ser ^utilizado62.

Cubetas de plástico de un solo uso: Se utilizan mayoritariamente poliestireno (PS) o polimetacrilato de metilo (PMMA). Son baratos y evitan la contaminación cruzada, pero también suelen ser adecuados para su uso en la región visible. Es importante tener en cuenta que las cubetas de plástico pueden no tener la misma precisión de longitud de paso y variación de lote a lote que las cubetas de cuarzo o vidrio, y no son tolerantes a algunos ^{solventes orgánicos62}.

La elección de la ruta óptica se basa en la ley de Beer-Lambert (A = εbc), y la absorbancia es proporcional a la ruta óptica. Al seleccionar cubetas con diferentes longitudes de trayectoria, la absorbancia de la muestra se puede ajustar de manera efectiva para que se encuentre en el rango de medición óptimo.

Longitud de paso estándar (10 mm): Esta es la longitud de camino más utilizada en la que se basan la gran mayoría de los métodos analíticos.

Longitudes de paso cortas (por ejemplo, 5 mm, 2 mm, 1 mm): Cuando la concentración de la muestra es tan alta que la dilución es inconveniente o la dilución puede introducir errores, el uso de cubetas de longitud de paso corta puede reducir eficazmente los valores de absorbancia62.

Longitud de paso larga (por ejemplo, 20 mm, 50 mm, 100 mm): Cuando la concentración de la muestra es extremadamente baja y la señal es débil, el uso de una cubeta de longitud de paso larga puede aumentar exponencialmente la señal de absorbancia, aumentando la sensibilidad y la precisión de la medición44.

El uso y la limpieza adecuados son los más básicos, pero los que más se pasan por alto.

Cómo tomarlo: Las cubetas suelen tener cuatro lados, dos de los cuales son ópticos y los otros dos son no ópticos esmerilados. Al tomarlo, los dedos solo pueden tocar la superficie mate, y está estrictamente prohibido tocar la superficie óptica, para no dejar huellas dactilares, manchas de aceite y afectar el paso de la luz ⁶⁴.
Limpieza: Antes de cada medición, la superficie óptica debe limpiarse suavemente en la misma dirección con un papel especial para lentes sin pelusa o un paño para lentes humedecido en una cantidad adecuada de solvente (por ejemplo, etanol o solvente compatible con la muestra) para garantizar que esté limpio y sin arañazos5.
Orientación de la colocación: Aunque las cubetas de alta calidad tienen muy poca tolerancia, para lograr la máxima precisión, es un hábito colocar siempre las cubetas en el portamuestras en la misma orientación. Por lo general, la cubeta tendrá una marca que garantiza que la marca esté orientada en la misma dirección cada vez que se mida (por ejemplo, hacia una fuente de luz), lo que minimiza los errores causados por pequeñas no uniformidades ópticas en la cubeta ^misma62.
Uso emparejado: Al realizar mediciones de doble haz de alta precisión, se recomienda utilizar cubetas “emparejadas” con trayectoria óptica y características ópticas estrechamente coincidentes, como referencia y muestra, para eliminar las diferencias entre cubetas.
Contención y mantenimiento: La altura de la solución suele ser de 2/3 a 4/5 de la cubeta, asegurando que el nivel del líquido esté por encima del centro de la trayectoria óptica ⁶⁵. Evite calentar las cubetas sobre una llama o hornearlas a altas temperaturas en un horno, y las soluciones altamente corrosivas (como las bases fuertes que pueden corroer el cuarzo y el vidrio) no deben almacenarse durante largos períodos de tiempo64.

Tabla 6.1: Guía de selección de cubetas/celdas

Bandas de medición	Tipo de muestra	Concentración de la muestra	Materiales recomendados	Se recomienda la longitud de la ruta	Precauciones
紫外区 (< 320 nm)	Solución clara	arbitrariamente	Cuarzo	Elegir según la concentración	Se debe utilizar cuarzo, el vidrio o el plástico son opacos en esta zona ⁶².
Área visible (> 320 nm)	Solución clara	arbitrariamente	Cuarzo, vidrio óptico, plástico	Elegir según la concentración	Las cubetas de vidrio son rentables; Las cubetas de plástico de un solo uso evitan la contaminación cruzada, pero la compatibilidad con los disolventes es ^importante62.
Banda arbitraria	Muestras de alta concentración	Absorbancia > 2.0 A	Cuarzo o vidrio	Longitudes de paso cortas (1 mm, 2 mm, 5 mm).	Se pueden evitar los errores asociados con la dilución de la muestra y la solución madre 62 se puede medir directamente.
Banda arbitraria	Muestras de baja concentración	吸光度 < 0.1 A	Cuarzo o vidrio	Longitud de paso larga (20 mm, 50 mm, 100 mm).	Aumenta significativamente la sensibilidad de medición para ^{el análisis de trazas44}.
Banda arbitraria	Muestras corrosivas	arbitrariamente	cuarzo	Longitudes de paso estándar o especiales	Es necesario confirmar si la muestra corroerá el cuarzo (por ejemplo, álcali fuerte, ácido fluorhídrico). Evite las cubetas pegadas ⁶⁴.
Banda arbitraria	Micromuestra (< 50 μL)	arbitrariamente	–	Longitud de paso ultramicro	Utilice un espectrofotómetro de ultra microvolumen (por ejemplo, NanoDrop) o una cubeta micro/ultra micro dedicada.

6.3. 常见问题排查 (Solución de problemas)

Anomalías espectrales (picos de absorción distorsionados, picos fantasma, desplazamientos de picos):

Posibles causas: El disolvente es impuro o se ha seleccionado el disolvente equivocado (se absorbe el propio disolvente); La muestra se degrada o sufre una reacción química bajo la exposición a la luz; Saturación espectral debido a la alta concentración de muestra; La calibración de la longitud de onda del instrumento es inexacta.

Irregularidades o derivas graves de la línea de base:

Posibles causas: Precalentamiento insuficiente de las fuentes de luz (especialmente lámparas de deuterio); La tapa de la cámara de muestras no está debidamente cubierta, lo que provoca fugas de luz; cambios drásticos en la temperatura ambiente; Las cubetas de referencia y de muestra no coinciden, no están limpias o están colocadas en direcciones inconsistentes; Hay suciedad en la trayectoria óptica del instrumento de doble haz.

Mala repetibilidad (gran agotamiento de las lecturas medidas varias veces en la misma muestra):

Posibles causas: El pipeteo inexacto da como resultado diferentes volúmenes de muestra en cubetas; La muestra es heterogénea, con presencia de partículas no disueltas; Hay burbujas en la solución; La pared exterior de la cubeta no está limpia o la orientación es inconsistente cada vez que se inserta; La muestra es volátil.

Capítulo 7: Conclusión y lista final de compras

Después de un análisis exhaustivo desde la teoría hasta la tecnología, desde la aplicación hasta el mercado, hemos creado un marco sistemático de toma de decisiones para usted. El paso final es traducir este conocimiento en acciones concretas para tomar decisiones de compra definitivas e informadas.

7.1. Resumen: Construya su propia matriz de decisiones de compra

Con el fin de cuantificar y organizar el complejo proceso de selección, se recomienda encarecidamente que cree una matriz de decisión de compra individual. Se trata de una hoja de puntuación ponderada que puede ayudarle a comparar objetivamente los diferentes instrumentos candidatos.

Pasos de compilación:

Determine la lista de preseleccionados: Con base en el análisis de los capítulos anteriores, combinado con su presupuesto, seleccione de 2 a 4 modelos candidatos que mejor satisfagan sus necesidades (por ejemplo, un modelo de gama alta importado, un modelo de gama media importado y uno o dos modelos excelentes nacionales).
Enumere las consideraciones clave: en la primera columna de la tabla, enumere todas las consideraciones que son más importantes para su laboratorio. Esto debe cubrir no solo los parámetros técnicos, sino también otros aspectos importantes. Por ejemplo:

Rendimiento del núcleo: luz parásita, ancho de banda espectral, rango de luminosidad, estabilidad de referencia, etc.

Ajuste de la aplicación: ¿Existe una capacidad de detección de microvolúmenes? ¿Es compatible con el control de temperatura Peltier? ¿Es perfecta la ecología del apego?

Software y cumplimiento: ¿Qué tan fácil es el software? ¿Es potente el procesamiento de datos? ¿Es compatible con 21 CFR Parte 11?

Marca y servicio: ¿Qué es la reputación de la marca? ¿Velocidad de respuesta y calidad del servicio postventa? ¿Hay un equipo de soporte técnico de aplicaciones en el entorno local?

Costo: precio de compra del host, precio de los accesorios, costo de los consumibles, tarifa anual del contrato de mantenimiento.

Asigne ponderaciones: para cada consideración, asigne una ponderación (por ejemplo, de 1 a 10) en función de su importancia para el trabajo de su laboratorio. Por ejemplo, para un laboratorio de control de calidad farmacéutico, el peso de “Cumplimiento de software” podría ser 10, mientras que para un laboratorio de enseñanza, podría ser solo 2; Por el contrario, el peso del “precio del anfitrión” puede ser tan alto como 9 en el laboratorio de enseñanza.
Puntuación y cálculo: Para cada candidato, puntúe cada consideración (por ejemplo, 1-5). A continuación, la puntuación de cada factor se multiplica por su ponderación para obtener una puntuación ponderada. Finalmente, se suman todas las puntuaciones ponderadas para obtener la puntuación total de cada instrumento.

Aunque esta matriz de decisiones no es un sustituto del juicio profesional, puede obligarte a pensar sistemáticamente sobre tus necesidades reales y transformar sentimientos vagos en datos claros y comparables, mejorando así en gran medida la objetividad y la naturaleza científica de la toma de decisiones.

7.2. Lista de verificación de compras definitiva

A lo largo del proceso de adquisición, utilice la siguiente lista de comprobación para asegurarse de que no se pierda ningún enlace crítico.

Fase 1: Análisis de necesidades e investigación preliminar

[ ] Defina las aplicaciones principales: ¿Ha definido claramente las aplicaciones principales (por ejemplo, ciencias de la vida, materiales, control de calidad farmacéutico, etc.) en el laboratorio ahora y en los próximos 2-3 años?
[ ] Evalúe las propiedades de la muestra: ¿Se ha evaluado minuciosamente el tipo de muestra (líquido/sólido/polvo), el rango de concentración, el volumen, la fotosensibilidad/sensibilidad al calor?
[ ] Determine el nivel mínimo de rendimiento: ¿Se han identificado indicadores clave de rendimiento no negociables (por ejemplo, deben ser haces dobles, la luz parásita debe estar por debajo de un cierto valor, deben tener control de temperatura Peltier) determinados según la aplicación?
[ ] Establezca el rango de presupuesto: ¿Ha determinado un presupuesto general que incluya la unidad principal, los accesorios necesarios y el mantenimiento del primer año?
[ ] Complete la selección inicial del mercado: ¿Ha seleccionado de 2 a 4 marcas y colecciones objetivo en función de la información anterior?

Fase II: Evaluación de tecnologías y comparación de programas

[ ] Solicite una hoja de especificaciones detallada: ¿Ha solicitado y comparado cuidadosamente las especificaciones detalladas de los instrumentos candidatos de varios proveedores?
[ ] Solicite una demostración: ¿Ha organizado que un proveedor traiga un instrumento a su laboratorio para una demostración en vivo utilizando sus muestras reales? (Esta es la mejor manera de evaluar el verdadero rendimiento del instrumento).
[ ] Estudio en profundidad del sistema de software: Durante el proceso de demostración, ¿se puso manos a la obra con el software para evaluar su facilidad de uso, los procesos de procesamiento de datos y las capacidades de generación de informes? En el caso de las industrias reguladas, ¿se ha verificado la integridad de su funcionalidad 21 CFR Parte 11?
[ ] Evalúe la compatibilidad y extensibilidad de los accesorios: ¿Ha confirmado con su proveedor que los accesorios que puede necesitar en el futuro (por ejemplo, esferas integradoras, muestreadores automáticos) son totalmente compatibles con el host de su elección actual y comprende su precio?
[ ] Consulte con los usuarios existentes: ¿Se ha puesto en contacto con colegas que están utilizando estos instrumentos a través de conferencias académicas, comunidades de la industria, etc., para obtener sus comentarios de usuarios reales?

Etapa 3: Negociación comercial y firma del contrato

[ ] Obtenga un presupuesto oficial: ¿La configuración detallada y el precio de la consola, todos los accesorios, el software, las estaciones de trabajo y los kits de consumibles figuran claramente en el presupuesto?
[ ] Términos de garantía claros: ¿Cuánto dura el período de garantía estándar (generalmente 1 año)? ¿Qué cubre la garantía?
[ ] Negocie un programa de capacitación: ¿El proveedor ofrece capacitación gratuita en el sitio sobre instalación y operación? ¿El contenido y la duración de la formación se ajustan a las necesidades del laboratorio?
[ ] Confirme los detalles del servicio posventa: ¿Cuál es el tiempo de respuesta de servicio estándar para el instrumento? ¿Hay un ingeniero de servicio certificado en su área local? ¿Cuál es el precio y los servicios incluidos en un contrato de mantenimiento anual?
[ ] Firma de un contrato formal: ¿El contrato contiene todos los términos acordados, incluidos los plazos de entrega, los métodos de pago, los criterios de aceptación, etc.?

Etapa 4: Instalación, aceptación y capacitación

[ ] Prepare el entorno de instalación: ¿Ha preparado un lugar de instalación adecuado (fuente de alimentación estable, temperatura y humedad, banco de trabajo libre de fuertes vibraciones e interferencias electromagnéticas) de acuerdo con los requisitos del proveedor?
[ ] Realizar la calificación de instalación (IQ): Cuando llega el instrumento, ¿el ingeniero del proveedor ha completado la instalación de acuerdo con el proceso estándar y ha confirmado que todo el hardware, software y accesorios están en línea con el pedido?
[ ] Realizar Calificación Operacional (OQ): ¿Ha realizado el ingeniero pruebas de campo sobre las propiedades principales del instrumento (precisión de longitud de onda, precisión fotométrica, luz parásita, resolución, etc.) utilizando materiales de referencia certificados (por ejemplo, solución de óxido de holmio, solución de dicromato de potasio) y ha proporcionado un informe que demuestre que la prueba pasó?
Capacitación operativa completa: ¿Todo el personal relevante en el laboratorio ha recibido una capacitación integral en operación y mantenimiento de rutina y es capaz de realizar mediciones básicas de forma independiente?
[ ] Archivar todos los documentos: ¿Se han asegurado correctamente todos los documentos relacionados con los instrumentos, incluidos los contratos, las listas de empaque, los informes de IQ/OQ, los manuales de usuario, los certificados de material de referencia, etc.?

Al seguir esta guía exhaustiva y esta lista de comprobación, podrá navegar con confianza por el complejo proceso de adquisición de UV/VIS y elegir una potente herramienta analítica para su laboratorio que no solo satisfaga las necesidades actuales, sino que también respalde el crecimiento del mañana.