2016年2月29日

用imagej作分光光度計與光譜儀的量測分析

幾個月前,江老師在科學maker社團裡,說他設計了光譜儀,能搭配手機顯微鏡使用,還能有分光光度計的功能,這麼好用的東西,趕緊贊助取得一組。

模組分兩個,一個是光譜儀,另一個是可以放比色管的分光光度計模組,另外還有反光鏡。

光譜儀00


為了減少外界光源的影響,我剪了一塊黑布蓋住手機和光譜儀。
光譜儀02


如果是要測量溶液的吸收光譜,那麼要使用連續光譜的光源,像是白熾燈泡(鎢絲燈)
光譜儀03


因為光譜儀和手機可以很穩固的擺放,所以很輕易就能拍出光譜
省電燈泡與白熾燈泡



CFL_SPECTRUM_Composite
Lamp_Comp


我也用手捏爆橘子,弄了不同濃度的橘子汁來拍攝光譜,再利用imagej量測計算吸光值和穿透率。(最左邊的才是比色管,右邊五個都只是裝橘子汁的小容器)
IMAG0979

由上至下,分別是0%、20%、40%、60%、80%與100%的橘子汁光譜
橘子汁各濃度光譜

用imagej計算數值之後,再用試算表呈現圖表
橘子汁透光率


也利用A=-logT的公式計算吸光值(absorbance)
橘子汁吸光值absorbance


至於怎麼利用imagej來分析這些光譜,以下影片前四部說明的就是用imagej校正光源、獲取數據的方式,至於最後一個那個名字比較長的那個,就是說明吸光值和透光率的計算。

用imagej進行光譜校正01-curve fitter https://youtu.be/OrsxpVGoNTs
用imagej進行光譜校正02-利用試算表繪製圖形(更改座標) https://youtu.be/ACrOm8T4MYc
用imagej進行光譜校正03 存檔 https://youtu.be/Nsb6CLIkWnY
用imagej進行光譜校正04 組圖 https://youtu.be/KFew1n1T_lQ
用光譜儀+分光光度計+imagej測量橘子汁的吸光值與透光率 https://youtu.be/AI8PKEuTv8w

吸光值和透光率的計算說明如下
========================
拍攝不同濃度溶液的光譜、校正用光譜

將image做成stack
框選範圍,複製另一個stack
利用省電燈泡的光譜來校正影像的X座標
用Analyze/Tool/Curve fitting計算出x座標的校正公式

以20%為例,計算T=透射光強度/入射光強度
Process/Image calcuator...
濃度20%  divide  濃度00(空白)
32-bit float

計算A=-logT
Process/Math/log
Process/Math/multiply -1
或是用
Process/Math/Macro
v=-log(v)

Analyze/Plot Profile取得數值,複製到試算表去處理

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