Sistema que conforma una estación de espectroscopias ópticas (Determinación de la sensibilidad en UV)

La determinación de las características fisicoquímicas de un compuesto químico o el seguimiento del progreso de una reacción química mediante técnicas espectroscópicas es una de las herramientas más ampliamente utilizadas en diferentes áreas de las ciencias y las ingenierías. Generalmente, la elección de la técnica espectroscópica adecuada está limitada por la longitud de onda de la radiación empleada, de la información que se desea obtener de la muestra particular y del estado de agregación de la misma.Las espectroscopias ópticas son un conjunto de técnicas que tienen por objeto cuantificar, en términos de la longitud de onda de la radiación, la interacción de la radiación electromagnética (en el rango UV-VIS-IR del espectro electromagnético) con la materia, mediante el análisis de la cantidad de radiación que es absorbida (espectroscopía de absorción), transmitida (espectroscopía de transmisión), reflejada (espectroscopía de reflectancia especular y difusa), emitida (espectroscopía de fotoluminiscencia) o dispersada (espectroscopía Raman) por la muestra. La absorbancia se define como la cantidad de radiación (UV o visible) que absorbe una sustancia química. Se usa generalmente para determinar la concentración relativa de una o más sustancias en una solución. En este caso, se puede relacionar la concentración de una solución con la absorbancia, a una cierta longitud de onda, por medio de la ley de Lambert-Beer. En el caso de semiconductores en estado sólido se puede determinar el valor de la brecha de energía prohibida (energy band gap) por medio de la absorción UV-VIS en los llamados diagramas de Tauc. En el caso de muestras opacas (no transmiten la radiación) y bajo ciertas aproximaciones se puede considerar la reflectancia como un fenómeno análogo a la absorbancia.Por otra parte, la luminiscencia es la radiación (UV o visible) que emiten ciertas sustancias químicas (sólidas, líquidas o gas) cuando pasa de un estado cuántico excitado de cierta energía a un estado cuántico de menor energía emitiendo fotones con energía igual a la diferencia de energía entre los dos niveles cuánticos involucrados. En el caso en el que la excitación se produce por la absorción de fotones (fotoexitación) se habla del fenómeno de fotoluminiscencia. La energía de los fotones emitidos da información sobre el espectro de energía (atómico, molecular, o bandas de energía) de la sustancia. En el caso de sistemas de baja dimensionalidad (pozos y puntos cuánticos) semiconductores las propiedades de luminiscencias son fuertemente dependientes de la temperatura. Es usual hacer estudios de la fotoluminiscencia de semiconductores en un amplio rango de temperatura.La espectroscopia Raman se usa tanto para identificar sustancias químicas dentro de un compuesto como para definir concentraciones relativas entre ellas a partir de los modos vibracionales de las moléculas. Desde este punto de vista, la espectroscopía Raman da información complementaria a la espectroscopía infrarojo. La espectroscopía Raman, sin embargo, presenta importantes ventajas: i) Se necesita una pequeña cantidad de muestra para excitar los modos Raman, ii) La intensidad de los picos Raman es proporcional a la concentración, iii) Los fotones de excitación están en el visible, iv) La señal Raman del agua y el vidrio es muy baja, iv) La señal Raman es fuertemente dependiente de la temperatura.Por lo tanto, a partir de un análisis espectrofotométrico, se pueden deducir características microscópicas de los materiales, tales como los niveles cuánticos de energía en moléculas, la brecha de energía de semiconductores, o la composición química de una solución. La presente invención consiste en un sistema que ensambla, a partir de elementos aislados, una estación de espectroscopías ópticas (absorbancia, transmitancia, reflectancia, fotoluminiscencia y Raman) para el estudio de las propiedades ópticas de materiales en estado sólido o líquido en función de la temperatura. La presente invención permite, además, la medición simultánea de varias espectroscopias en procesos in vitro.La espectroscopía de absorbancia, en particular, es ampliamente usada en diferentes procesos en la industria farmacéutica, de alimentos, en procesos biológicos y microbiológicos (ensayos de punto final, cinéticas rápidas, Cuantificación de proteínas, ELISA, crecimiento microbiano, etc). Gracias a un sistema óptico de alta precisión de cuarzo (adecuado para mediciones en UV) y a sistemas avanzados de detección y amplificación garantiza una adecuada precisión, exactitud y trazabilidad. Aunque dichos parámetros metrológicos ya han sido determinados para el rango visible, es indispensable hacer una caracterización detallada de resolución y sensibilidad en el UV.