UV-Vis спектрофотометр нь шинжлэх ухааны янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг нарийн төвөгтэй багаж юм. Эдгээр нь чухал ач холбогдолтой хэдий ч олон хүмүүс эдгээр төхөөрөмжүүд нь юу болох, тэдгээрийн хэрэглээ, хэрхэн ажилладаг талаар бүрэн ойлгодоггүй. Энэхүү нийтлэл нь UV-Vis спектрофотометрийн зарчим, хэрэглээ, ашиглах нөхцөл байдлын талаар дэлгэрэнгүй тайлбарлах зорилготой юм.
Хэт ягаан туяаны спектрофотометр гэж юу вэ?
Хэт ягаан туяаны спектрофотометр нь цахилгаан соронзон спектрийн хэт ягаан туяа (хэт ягаан туяа) болон үзэгдэх (Vis) бүс дэх гэрлийн эрчмийг хэмжихэд ашигладаг аналитик төхөөрөмж юм. Эдгээр хэрэгслүүд нь бодисын оптик шинж чанарыг шинжлэх, тэдгээрийн концентрацийг тодорхойлох, гэрлийн янз бүрийн нөхцөлд тэдний зан төлөвийг ойлгоход маш чухал юм.
Хэт ягаан туяаны спектрофотометр хэрхэн ажилладаг вэ?
UV-Vis спектрофотометрийн ажиллагаа нь хэд хэдэн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг, алхмуудыг агуулна.
Гэрлийн эх үүсвэр:
Спектрофотометр нь ихэвчлэн дейтерийн чийдэн (хэт ягаан туяаны хувьд) ба вольфрамын чийдэнгийн (харагдах гэрлийн хувьд) гэрлийн эх үүсвэрийг агуулдаг. Эдгээр чийдэн нь хэт ягаан туяа болон харагдахуйц спектрээр гэрэл цацруулдаг.
Монохроматор:
Эх үүсвэрээс ялгарах гэрэл нь монохроматороор дамждаг бөгөөд энэ нь түүнийг бие даасан долгионы уртад хуваадаг. Үүнийг ихэвчлэн призм эсвэл дифракцийн тор ашиглан хийдэг.
Дээж эзэмшигч:
Монохромат гэрэл нь дээж эзэмшигчээр дамждаг бөгөөд дээжийн уусмалыг кюветт, шилэн эсвэл кварцаар хийсэн жижиг саванд хийнэ.
Илрүүлэгч:
Дээжийг дамжуулсны дараа гэрэл детекторт хүрдэг. Илрүүлэгч нь дамжуулж буй гэрлийн эрчмийг хэмжиж, цахилгаан дохио болгон хувиргадаг.
Өгөгдлийн шинжилгээ:
Дараа нь цахилгаан дохиог компьютер эсвэл микропроцессор боловсруулж, янз бүрийн долгионы уртад дээжийн шингээлт эсвэл дамжуулалтыг харуулсан спектрийг үүсгэдэг.
Хэт ягаан туяаны спектрофотометрийн зарчим
Хэт ягаан туяаны туяа спектрофотометрийн үндсэн зарчим нь гэрлийн шингээлтийг гэрлийн өнгөрч буй материалын шинж чанартай холбодог Шар-Ламбертын хууль юм. Хууль нь дараахь байдлаар илэрхийлэгддэг.
=⋅⋅
хаана:
А нь шингээх чадвар (энэ нь харьцаа учраас нэгж байхгүй).
нь молийн шингээлтийн коэффициент (L/моль·см) бөгөөд энэ нь тухайн бодис тодорхой долгионы уртад гэрлийг хэр хүчтэй шингээж байгааг илтгэдэг тогтмол юм.
нь дээж дэх шингээгч зүйлийн концентраци (моль/л).
нь дээжинд гэрэл өнгөрөх замын урт (см).
Шингээлт нь концентраци ба замын урттай шууд пропорциональ байдаг тул UV-Vis спектрофотометрийг тоон шинжилгээний хүчирхэг хэрэгсэл болгодог.
Хэт ягаан туяаны спектрофотометрийн хэрэглээ
UV-Vis спектрофотометр нь янз бүрийн салбарт өргөн хүрээний хэрэглээтэй байдаг.
1. Хими
Концентраци тодорхойлох:
Уусмал дахь ууссан бодисын концентрацийг тодорхойлохын тулд UV-Vis спектрофотометрийг тогтмол ашигладаг. Жишээлбэл, ДНХ, уураг эсвэл бусад биомолекулуудын концентрацийг тодорхой долгионы уртад шингээх чадвараар хэмжиж болно.
Урвалын кинетик:
Эдгээр хэрэгслүүд нь урвалд орох бодис эсвэл бүтээгдэхүүний шингээлтийн өөрчлөлтийг цаг хугацааны явцад хянах замаар химийн урвалын хурдыг судлахад тусалдаг.
Химийн шинжилгээ:
Тэдгээрийг химийн нэгдлүүдийн чанарын болон тоон шинжилгээнд ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн шингээлтийн спектр дээр үндэслэн бодисыг тодорхойлоход тусалдаг.
2. Биохими ба молекул биологи
Уураг ба нуклейн хүчлийн тоо хэмжээ:
UV-Vis спектрофотометр нь нуклейн хүчлүүд (ДНХ ба РНХ) болон уургийн агууламж, цэвэршилтийг хэмжихэд биохимид зайлшгүй шаардлагатай.
Ферментийн үйл ажиллагаа:
Ферментийн идэвхжилийг ферментийн урвалд оролцдог субстрат эсвэл бүтээгдэхүүний шингээлтийг хэмжих замаар судалж болно.
3. Байгаль орчны шинжлэх ухаан
Усны чанарын туршилт:
UV-Vis спектрофотометрийг усан дахь нитрат, фосфат, хүнд металл зэрэг бохирдуулагч бодисыг илрүүлэх, хэмжихэд ашигладаг.
Агаарын чанарын хяналт:
Тэд озон, азотын давхар исэл зэрэг хийн шингээлтийг хэмжих замаар агаар бохирдуулагчийг хянахад тусалдаг.
4. Эмнэлзүйн болон эмийн шинжилгээ
Эмийн туршилт ба хөгжүүлэлт:
Эмийн үйлдвэрт UV-Vis спектрофотометрийг эмийн концентраци, цэвэршилтийг шинжлэх, эмийн нэгдлүүдийн тогтвортой байдал, задралыг судлахад ашигладаг.
Эмнэлзүйн оношлогоо:
Эдгээр багажууд нь глюкоз, холестерин, билирубин зэрэг биеийн шингэн дэх янз бүрийн бодисын концентрацийг хэмжих замаар эмнэлзүйн оношлогоонд тусалдаг.
5. Хүнс, ундааны үйлдвэр
Чанарын хяналт:
Нэмэлт, хадгалах бодис, бохирдуулагчийн агууламжийг хэмжих замаар хоол хүнс, ундааны чанар, аюулгүй байдлыг хангах зорилгоор UV-Vis спектрофотометрийг ашигладаг.
Хоол тэжээлийн шинжилгээ:
Хүнсний бүтээгдэхүүн дэх витамин, эрдэс бодис болон бусад шим тэжээлийн агууламжийг энэ аргыг ашиглан тодорхойлж болно.
Хэт ягаан туяаны спектрофотометрийн төрлүүд
UV-Vis spectrophotometers co
намайг янз бүрийн тохиргоотой, тус бүр нь тодорхой хэрэглээнд тохирсон:
Нэг цацрагийн спектрофотометр:
Эдгээр нь нэг гэрлийн замтай бөгөөд энэ нь лавлагаа болон дээжийн хэмжилтийг дарааллаар нь авдаг. Эдгээр нь илүү энгийн бөгөөд илүү хэмнэлттэй боловч гэрлийн эх үүсвэрийн эрчмийн боломжит хэлбэлзлээс шалтгаалан нарийвчлал багатай байдаг.
Давхар цацрагийн спектрофотометр:
Эдгээр хэрэгслүүд нь гэрлийг хоёр замд хуваадаг бөгөөд нэг нь дээжээр, нөгөө нь лавлагаагаар дамждаг. Энэхүү тохиргоо нь нэгэн зэрэг хэмжилт хийх, гэрлийн эрчмийн хэлбэлзлийг нөхөж, илүү нарийвчлалтай үр дүнг гаргах боломжийг олгодог.
Микроплит уншигч:
Өндөр хүчин чадалтай скрининг хийхэд зориулагдсан бичил хавтан уншигч нь биотехнологи болон эмийн үйлдвэрлэлд түгээмэл хэрэглэгддэг олон цооног бүхий микроплитуудыг ашиглан олон дээжийг нэгэн зэрэг хэмжих боломжтой.
Зөөврийн хэт ягаан туяаны спектрофотометр:
Эдгээр авсаархан, гар төхөөрөмж нь хээрийн ажил, газар дээр нь дүн шинжилгээ хийхэд ашиглагддаг бөгөөд байгаль орчны хяналт, чанарын хяналтыг хийхэд хялбар, уян хатан байдлыг санал болгодог.
Нарийвчилсан техник, хувилбарууд
Хэт ягаан туяаны спектрофотометр нь дэвшилтэт техник, хувилбаруудыг багтаасан байдлаар хөгжсөн:
1. Дериватив спектрофотометр
Энэхүү техник нь шингээлтийн спектрийн деривативыг тооцоолох, давхцаж буй оргилуудын нарийвчлалыг нэмэгдүүлэх, нарийн төвөгтэй хольц дахь концентрацийн хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулахад оршино.
2. Зогссон урсгалын спектрофотометр
Түргэн урвалын кинетикийг судлахад ашигладаг, зогссон урсгалтай спектрофотометр нь урвалд орох бодисуудыг хурдан хольж, шингээлтийн өөрчлөлтийг бодит цаг хугацаанд хэмжиж, биохимийн болон химийн процессуудын хурдацтай ойлголтыг өгдөг.
3. Фотоакустик спектроскопи
Энэ арга нь модуляцлагдсан гэрлийн шингээлтээс үүсэх дууны долгионыг хэмждэг бөгөөд уламжлалт хэт ягаан туяаны спектрофотометрийн үр дүнгүй байж болох хатуу ба тунгалаг дээжийг судлахад өндөр мэдрэмжийг санал болгодог.
Давуу тал ба хязгаарлалт
Давуу тал
Үл эвдэх:
UV-Vis спектрофотометр нь ерөнхийдөө үл эвдэх шинж чанартай бөгөөд дээжийг цаашдын шинжилгээнд зориулж хадгалдаг.
Өндөр мэдрэмж ба нарийвчлал:
Энэхүү техник нь өндөр мэдрэмж, нарийвчлалыг санал болгодог бөгөөд энэ нь бага концентрацитай анализаторыг илрүүлэх, хэмжихэд тохиромжтой.
Олон талт байдал:
Энэ нь янз бүрийн төлөвт (хатуу, шингэн, хий) органик болон органик бус нэгдлүүд зэрэг өргөн хүрээний бодисыг шинжлэх боломжтой.
Хурдан бөгөөд энгийн:
Хэмжилт нь ихэвчлэн хурдан бөгөөд энгийн бөгөөд үр дүнтэй, тогтмол дүн шинжилгээ хийх боломжийг олгодог.
Хязгаарлалтууд
хөндлөнгийн оролцоо:
Ижил долгионы уртад шингэдэг хөндлөнгийн бодисууд байгаа нь шинжилгээнд хүндрэл учруулдаг.
Дээж бэлтгэх:
Зарим дээжийг өргөнөөр бэлтгэх эсвэл шингэлэх шаардлагатай бөгөөд алдаа гаргаж болзошгүй.
Хязгаарлагдмал мэдээлэл:
UV-Vis спектрофотометр нь үндсэндээ нэгдлүүдийн концентраци болон шингээлтийн талаарх мэдээллийг өгдөг боловч масс спектрометр эсвэл NMR гэх мэт нэмэлт аргуудыг шаарддаг бүтцийн нарийвчилсан ойлголтгүй байдаг.
UV-Vis спектрофотометр нь орчин үеийн шинжлэх ухаанд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл бөгөөд өргөн хүрээний бодисыг шинжлэх олон талт, хүчирхэг аргыг санал болгодог. Тэдгээрийн хэрэглээ нь хими, биохими, байгаль орчны шинжлэх ухаан, клиник оношлогоо, хүнсний үйлдвэрлэл зэрэг янз бүрийн салбарыг хамардаг. Хэт ягаан туяаны-Vis спектрофотометрийн зарчим, үйл ажиллагаа, хэрэглээг ойлгох нь эрдэмтэд, мэргэжилтнүүдэд судалгаа, боловсруулалт, чанарын хяналт, аналитикийн зорилгоор түүний чадавхийг бүрэн ашиглах боломжийг олгодог. Хэдийгээр хязгаарлалттай ч UV-Vis спектрофотометр нь шинжлэх ухаан, технологийн дэвшилд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг аналитик лабораторийн тулгын чулуу хэвээр байна.
