Los espectrofotómetros son dispositivos destacados en muchas industrias y ofrecen valor para muchos fines. La concentración biológica de una sustancia química puede determinarse utilizando datos de espectrofotometría. La construcción de una curva de calibración es una de las formas en que los usuarios emplean los espectrofotómetros. Esta técnica, al igual que el dispositivo, funciona en muchas aplicaciones. En HunterLab, nos especializamos en espectrofotómetros y apoyamos las operaciones que crean curvas de calibración. Las curvas de calibración tienen aplicaciones en varios dominios, incluyendo la química analítica y la biología.

¿Qué es una curva de calibración?

Una curva de calibración, también conocida como curva estándar, es una forma de identificar la concentración de una sustancia desconocida. Calcula la concentración del material desconocido y los límites de detección y cuantificación comparando la muestra con un conjunto de muestras de referencia de concentración conocida. Los datos se ajustan a un modelo que predice las concentraciones desconocidas. La concentración del material provoca un cambio en la señal analítica o respuesta instrumental, como demuestra una curva de calibración.

Las curvas de calibración son beneficiosas para los compuestos que causan absorbancia indirectamente. Típicamente, un colorante reacciona con la molécula de interés, y el colorante se mide para determinar lo que está pasando con la molécula. Comience con una sustancia química conocida, mida su absorbancia y luego grafíquela. En segundo lugar, calcule la absorbancia de la muestra desconocida, represéntela en un gráfico y aplique una curva de calibración para obtener la concentración estimada. 

Estas curvas utilizan puntos de datos de sustancias a concentraciones variadas, y los investigadores pueden utilizarlas para averiguar dónde se sitúa una sustancia desconocida. Un espectrofotómetro ultravioleta-visible (UV-VIS) mide la absorbancia de una sustancia química que absorbe luz en las partes ultravioleta o visible del espectro electromagnético. Este sistema de identificación de sustancias desconocidas es valioso para muchas industrias. Por ejemplo, puede encontrar una curva de calibración en la producción de café para determinar un tueste. Con un gráfico del contenido de cafeína, los tostadores pueden descubrir en qué punto se encuentra un grano. Una curva de calibración para la industria alimentaria puede trazar concentraciones de colorantes alimentarios para la gelatina.

Otras aplicaciones pueden ser:

En pocas palabras, una curva de calibración en espectrofotometría es útil en cualquier situación en la que se desconozca una sustancia.

Cómo hacer una curva de calibración

Para hacer una curva de calibración, necesitas lo siguiente:

  • Una solución estándar
  • Un disolvente para la dilución
  • Pipeta y puntas
  • Cinco microtubos
  • Espectrofotómetro UV-Vis
  • Ordenador

Los pasos clave incluyen:

  • Preparación de estándares: Cree una solución estándar concentrada y dilúyala para generar cinco concentraciones múltiples conocidas.
  • Medición de muestras: Utilizando un espectrofotómetro, mide la absorbancia de cada solución estándar y de tus muestras desconocidas.
  • Análisis de datos: Represente gráficamente la absorbancia (eje y) frente a la concentración (eje x) para establecer una curva de calibración lineal. Utilice software estadístico para ajustar los datos a una ecuación de regresión lineal (y = mx + b) y determine el coeficiente de determinación (R²) para evaluar la bondad del ajuste.

Cómo se utiliza una curva de calibración

Las curvas de calibración se utilizan en muchas áreas científicas para calcular la cantidad de sustancias químicas desconocidas en una muestra. He aquí algunas aplicaciones populares:

  • Vigilancia medioambiental: Las curvas de calibración son esenciales para medir la salud medioambiental. Pueden utilizarse para determinar las concentraciones de contaminantes en muestras de suelo, como metales pesados o pesticidas.
  • Investigación neurocientífica: La medición de los niveles de neurotransmisores se utiliza con frecuencia para comprender el complejo funcionamiento del cerebro. Las curvas de calibración permiten a los investigadores calcular la concentración de estas sustancias químicas señalizadoras en los fluidos cerebrales.
  • Control de calidad farmacéutico: Es fundamental garantizar que los productos farmacéuticos sean eficaces y seguros. Las curvas de calibración se utilizan para medir con precisión la cantidad de fármacos activos y otros componentes en muestras farmacéuticas.
  • Análisis de alimentos y bebidas: Las curvas de calibración desempeñan un papel importante a la hora de garantizar la calidad de alimentos y bebidas, desde el control de la concentración de cafeína en bebidas hasta la garantía de la potencia vitamínica en productos enriquecidos.

¿Qué es un espectrofotómetro ultravioleta-visible (UV-Vis) ?

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Un espectrofotómetro UV-vis es un dispositivo que mide la energía electromagnética en distintas longitudes de onda de la luz. Una lámpara situada en el interior del aparato crea un haz de luz que alimenta una rejilla de difracción. Esta pieza actúa como un prisma, separando el haz de luz en diferentes longitudes de onda. Cuando hay una muestra dentro, la rejilla la expone a cada longitud de onda individualmente para medir su absorbancia y transmitancia para cada una de ellas. 

El aparato está programado para emitir un haz de luz a través de una muestra a una longitud de onda en la que absorbe la luz. El aparato puede medir la absorbancia (A) y la transmitancia (%T). La absorbancia es la cantidad de luz absorbida por la muestra en comparación con el blanco. La transmitancia es el porcentaje de luz transmitida a través de la muestra en lugar de absorbida en comparación con el blanco. La relación entre estas dos métricas es:

A es igual a log(100/%T).

Cuando A = 0 (%T = 100%), la muestra no absorbe luz a la longitud de onda especificada. Este resultado debe ser la lectura del blanco. Cuando A = infinito (%T = 0), la muestra absorbe toda la luz sin transmitir ninguna. La relación lineal entre la absorbancia y la concentración de la muestra es la siguiente:

A = kM

A= absorbancia

M = molaridad

k = constante específica del instrumento

Esta ecuación establece que cuanto más concentrada esté una muestra, mayor será su capacidad para absorber la luz.

Cada instrumento tiene su propia constante, k, que depende de la longitud de onda y de la muestra analizada. El valor de k varía en función de la antigüedad del instrumento y de sus componentes. Por ello, la medición de k debe realizarse antes de cada experimento. Esta evaluación se realiza preparando varias concentraciones conocidas del material y midiendo su absorbancia. 

A continuación, crea un gráfico de la absorbancia (eje y) frente a la concentración (eje x). De acuerdo con la ecuación anterior, este gráfico dará como resultado una línea recta con pendiente k.

Graph showcasing how a calibration curve can be used to calculate the concentration of a material

Una vez creada la curva de calibración, puede utilizarla para calcular la concentración de un material desconocido midiendo su absorbancia. La absorbancia medida se muestra en el gráfico. Se traza una línea horizontal desde la absorbancia hasta la curva de calibración, seguida de una línea vertical desde la curva hasta la concentración. La concentración de la muestra desconocida se indicará en el punto del eje x en el que se sitúe la línea vertical.

Este dispositivo puede ayudar a los usuarios a identificar concentraciones para crear curvas de calibración. También es valioso para comprender el color en industrias en las que el color es un estándar vital para el rendimiento del producto. Un espectrofotómetro proporciona una cantidad para el color en lugar de confiar en las inconsistencias del ojo humano. El objetivo principal de la calibración es hallar la concentración de una molécula en una muestra desconocida. Sin embargo, hay más razones por las que la calibración es esencial:

  • Garantiza buenos resultados analíticos
  • Garantía de calidad
  • Normas de procedimiento (por ejemplo, DIN EN ISO 9001:2000)
INFO  Más información

Ventajas de un espectrofotómetro

Además de realizar curvas de calibración para diversas aplicaciones, un espectrofotómetro ofrece toda una serie de ventajas. Los investigadores, desarrolladores y fabricantes utilizan estos dispositivos porque proporcionan:

  • Flexibilidad: Un espectrofotómetro puede medir cualquier cosa que absorba luz, lo que lo hace adaptable a numerosas aplicaciones. Puede leer algo tan simple como una manzana o tan complejo como una bacteria.
  • Precisión: Al medir la concentración o el color, no puede confiar en que los cálculos humanos sean precisos. Con un espectrofotómetro, obtendrá resultados de alta precisión en todo momento.
  • Velocidad: Con el modelo de espectrofotómetro adecuado, los usuarios pueden obtener resultados en pocos segundos, lo que lo hace ideal para muchas aplicaciones. Con mediciones más rápidas, los desarrolladores pueden avanzar más en menos tiempo.

Encuentre espectrofotómetros para su aplicación

Las curvas de calibración son una forma excelente de identificar sustancias desconocidas, y los espectrofotómetros le ayudan a crear estos valiosos gráficos. En HunterLab, nuestra amplia selección de espectrofotómetros permite a los usuarios realizar curvas de calibración precisas para sus aplicaciones. Explore nuestro inventario completo o hable con nuestro equipo hoy para obtener más información sobre lo que podemos hacer por su operación.