чем мыть кюветы для спектрофотометра
Чем мыть кюветы для спектрофотометра
|
Автор | Тема: Чем склеить кювету | |
АМД Пользователь Ранг: 184 | Подскажите пожалуйста, чем склеить стеклянную кварцевую кювету для спектрофотометра у которой отвалилось дно? Чем их мыть, чтобы они не разваливались. Спасибо. | |
ANCHEM.RU Администрация Ранг: 246 | ||
Symon Пользователь Ранг: 90 |
Symon, остановитесь. «Канадским бальзамом» склеивают составные линзы, но не кюветы. Больно уж нестоек этот спиртовой раствор «канифоли». | |
Ed VIP Member Ранг: 3278 |
| Обычно он продается в металлических тубах на 2 мл. и стоит порядка 20 р. за тюбик. Но он не держит крепкие (более 2М) щелочи. Это следует учитывать. |
Шуша Пользователь Ранг: 2602 | Старые кварцевые кюветы мыли в хромовой смеси и они нормально такую мойку выдерживали, а кюветы нынешнего производства не только от хромовой смеси разваливаются, но и от аммииака и перекисью. А спиртом или органическими растворителями муть на стенках не отмывается. А пластиковые кюветы наверное вообще не моются ничем кроме воды и спирта. | |
Slawa Пользователь Ранг: 323 | Мне из кювет российского производства попадались два типа: тип 1 состоят из двух кварцевых пластин, и боковые стенки и дно представляет собой цельный изогнутый лист матового стекла. Они устойчивы практически к любым растворам. тип 2. состоят из двух кварцевых стекол, боковые стенки и дно представляют собой три матовые стеклянные пластины. Редкосное г. Склеены каки-то дрянным клеем, который разваливается под действием кислот и органических растворителей (хлороформ и т.п.). После работы с растворами отличными от водных разваливаются на 5 частей. | |
Mick Пользователь Ранг: 117 |
Symon, остановитесь. «Канадским бальзамом» склеивают составные линзы, но не кюветы. Больно уж нестоек этот спиртовой раствор «канифоли». Подобным по составу раствором я, бывалоча, пользовался в кач-ве припоя. Там не совсем уж так просто всё. |
Ответов в этой теме: 17 Уход за кюветами для спектрофотометровДля выполнения спектрофотометрического анализа необходимо поместить исследуемый образец в кювету. Выполняя роль своеобразного контейнера, кюветы применяются и для взаимодействия со спектрофотометром В 1200, который вы можете приобрести на нашем сайте. Как правильно использовать кюветы?Кюветы представляют собой прозрачные сосуды с плоскопараллельными стенками. Качество и состояние кюветы влияет на точность проводимых исследований. Если объектом исследования является жидкость, она заполняет кювет до определенной отметки. Если материала для исследований мало, ученые могут использовать микрокюветы. Их функциональные особенности ничем не отличаются от стандартных разновидностей изделий. При работе с кюветами необходимо брать их исключительно за ребра и ставить в кюветодержатель вертикально. Когда в кювете находится раствор, ее нельзя наклонять или касаться боковых поверхностей стенок. Важно протереть фильтровальной бумагой боковые стенки непосредственно перед установкой кювет с раствором в кюветодержатель. Современные и надежные спектрофотометры вы можете приобрести на нашем сайте. Среди ассортимента предложенных моделей вы найдете и спектрофотометр В 1100. Как мыть и дезинфицировать кюветы?Кюветы принято различать по материалу, из которого они изготовлены. Самыми востребованными являются пластиковые, стеклянные и кварцевые кюветы. Они ценятся за высокую степень прозрачности, герметичность и малую оптическую плотность. Для выполнения спектрофотометрического анализа необходимо использовать чистые хорошо вымытые кюветы. Это является залогом точности результатов проводимых исследований. После проведения исследований раствор из кювет сливают в дезинфицирующее средство. Кюветы необходимо на 1 час замочить в 6%-ом растворе перекиси водорода. После этого их полагается промыть (не менее 8 раз) проточной водой. Затем их необходимо дважды ополоснуть бидистиллированной водой и оставить сушиться естественным образом на воздухе. Стоит отметить, что мытье и дезинфекцию кювет следует проводить в перчатках. Из каких материалов изготавливаются кюветы для спектрофотометраМетод спектрального анализа применяется для определения состава разнообразных веществ. Чтобы выполнить необходимые исследования, применяют не только спектрофотометр, но и кюветы. Материал, из которого их производят, влияет на возможности использования кювет. В нашем интернет-магазине вы можете приобрести спектрофотометр В 1200. Разновидности кюветКювета представляет собой небольшой прозрачный сосуд с плоскопараллельными стенками. От качества данного изделия зависит точность проводимых спектрофотометрических измерений. Качественные кюветы обладают высокой степенью прозрачности. Они полностью герметичны. Независимо от того, из какого материала изготовлены кюветы, на них проставляются метки уровня. Этот показатель учитывается при заполнении сосуда. Толщина изделия является той величиной, которую в обязательном порядке указывают на кюветах. Ширина кюветы имеет значение лишь для выбора кюветодержателя. Кюветы изготовленные из кварцевого стекла считаются одной из самых востребованных разновидностей подобных изделий. Они применяются во время научных исследований в инфракрасном диапазоне. Для них доступен спектральный диапазон от 290 до 2500 нанометров. Для их изготовления используется метод спекания. Это гарантирует отсутствие остаточного напряжения и наличие механической прочности у изделий. Такие кюветы устойчивы к воздействию агрессивных веществ, что позволяет использовать их в течении длительного времени. Кюветы из оптического стекла также изготавливаются посредством технологии спекания. Высококачественное оптическое стекло обеспечивает высокую точность измерений. Подобные кюветы используются, если в исследованиях оказывается задействовано световое излучение в диапазоне 100-560 нм. Они оптимально подходят для работы со спектрофотометром В 1100. Для некоторых исследований ученым требуются одноразовые кюветы. В таких случаях используют изделия из пластика. Они пригодны для работы с растворами, обладающими оптической плотностью 320-2500 нм. Спектрофотометрия в биохимических исследованияхСпектрофотометр измеряет пропускание света, т.е. снижение интенсивности падающего света I 0 до интенсивности I при прохождении через кювету с раствором. Изменение интенсивности света связано с концентрацией анализируемого вещества в растворе законом Бугера-Ламберта-Бера: где d – длина оптического пути, ε – коэффициент поглощения, которая является константой для анализируемого вещества, с — концентрация анализируемого вещества. Интенсивность падающего света I 0 определяется как общая интенсивность света и принимается за 100%. Экспоненциальная зависимость может быть преобразована в линейную форму, где отрицательный логарифм пропускания заменен на поглощение А: Область применения спектрофотометрических методов в химической или биохимической лаборатории довольно широка. На определении оптического поглощения основаны различные методы количественного анализа аминокислот, белков, коферментов, НАДФ, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и др. соединений. Большая часть методов ферментативного анализа также связано с измерением оптического поглощения. Кроме того, спектрофотометрия может быть использована для установления зависимости между спектрами поглощения различных соединений и их химическим строением, т.е. проведения не только количественного, но и качественного анализа. С помощью спектрофотометрии можно также проводить турбидиметрический анализ, т.е. проводить измерение света, прошедшего через суспензии, эмульсии и коллоидные растворы. В этом случае свет не поглощается, а преимущественно рассеивается, тем не менее уменьшение интенсивности света может быть определено на обычном спектрофотометре. Поэтому спектрофотометрия может быть также использована при анализе клеточных культур, жировых эмульсий, мицелл и других полимерных структур. В спектрофотометрии выделяют две основные группы методов: абсорбционные методы, в которых количество вещества определяется из его собственного поглощения, и колориметрические методы, в которых используются дополнительны окрашивающие соединения, а интенсивность окраски анализируемого образца оценивают по калибровочной кривой для соответствующего красителя. Для осуществления всех этих методов могут быть использованы одни и те же инструменты. Количественное определение белков Измерение концентрации белка в жидких пробах является обычной процедурой во многих научных лабораториях. Точная количественная оценка имеет большое значение для всех экспериментов, связанных с белками во множестве научно-исследовательских тем в области биохимии, молекулярной биологии, клеточной биологии, биологии развития и генетике. Существуют различные методы для количественного определения белка, многие из которых основаны на измерении спектра поглощения белков или белковых комплексов при определённых значениях длин волн. С помощью спектрофотометрических методов может быть проведено прямое определение белка путём измерения оптического поглощения при 280 нм, основанное на присутствии в составе белка остатков ароматических аминокислот тирозина и триптофана. Этот способ прост и требует очень небольшого объема образца. Кроме того, после измерения образец можно использовать вновь. В то же время чувствительность метода невысокая, измерению мешает присутствие любых веществ, поглощающих в ультрафиолетовом диапазоне, в первую очередь остатков нуклеиновых кислот, чей пик поглощения на длине волны 260 нм в значительной степени перекрывает пик белков при 280 нм. Для количественного и качественного определения белка используют также различные цветные реакции, основанные на взаимодействии определенных аминокислотных остатков с окрашивающими соединениями. К наиболее распространённым методам количественного определения белка относятся анализ на основе бицинхониновой кислоты, анализ методом Брэрдфорда и анализ методом Лоури. Метод на основе бицинхониновой кислоты использует реакции окислениия ионов меди Cu 2+ до Cu + в щелочной среде под действием аминокислот и образование окрашенного комплекса между ионами Cu + и бицинхониновой кислотой, имеющего пик поглощения при длине волны 562 нм. Аналитический метод Брэдфорда является одним из самых распространенных методов определения концентрации белка. Метод основан на образовании комплекса между красителем Кумасси бриллиантовым синим G-250 и белками в растворе. Кумасси связывается с главным образом с аргинином, триптофаном, тирозином, гистидином, фенилаланином. Образующиеся комплексы имеют оптическую плотность при 590—595 нм. Метод Лоури также основан на окислении ионов меди Cu 2+ до Cu + в щелочной среде под действием аминокислот. Далее происходит реакция между ионами меди Cu + и реактивом Фолина с образованием молибденовой сини, имеющей максимум адсорбции при 500—800 нм. Количественное определение белка: А) путём измерения абсорбции на длине волны 280 нм; Б) методом Брэдфорда; В) методом на основе бицинхониновой кислоты; Г) методом Лоури. Эксперименты по количественному определению белка могут выполняться в кюветах, а также в микропланшетных ридерах, которые позволяют обрабатывать большое количество образцов за один промежуток времени. Недавно появилась статья, посвящённая применению многорежимных планшетных ридеров BMG Labtech для определения количества белка различными методами. Исследователями было проведено испытание приборов SPECTROstar Nano, FLUOstar Omega, PHERAstar FSX и CLARIOstar. Было проведено четыре эксперимента, основанных на описанных выше методах количественного определения белка. Для детекции использовался широко применяемый в лабораторной практике бычий сывороточный альбумин. Спектрофотометрическое исследование: количественный и качественный методы анализа, область применения, схема приборовСпектрофотометрический метод анализа – один из наиболее распространенных методов как количественного, так и качественного анализа в современной химии. То же касается и сточных вод. Использование спектрофотометров позволяет количественно и качественно оценивать состав примесей, содержащихся в анализируемой пробе. Основа метода – способность химических соединений взаимодействовать с излучением, поглощая его. В процессе спектрофотометрического исследования находит применение излучение ультрафиолетовой (длина волны 200-400 нм), видимой (400-760 нм) и инфракрасной (760 и более нм) областей спектра. Спектрофотометры производят исследования как жидких, так и твёрдых образцов. Предлагаемый метод позволяет исследователю точно устанавливать элементный состав сплавов и металлических изделий из них. При использовании спектрофотометра для контроля состава сточных вод возникает необходимость в создании лаборатории, поскольку некоторые анализы требуют предварительной подготовки проб. Примером может служить анализ сточных вод на содержание нефтепродуктов по ПНД Ф 14.1.272-2012, требующий предварительной экстракции и хроматографического отделения анализируемых веществ. Помимо того, способность таких приборов к точному определению даже следовых количеств веществ может позволять контроль с очень высокой степенью точности, необходимой для предприятий, работающих с тяжёлыми металлами, а также с другими высокотоксичными и опасными для окружающей среды химикатами. Основания оптической спектрофотометрииСпектрофотометрия основана на способности химических соединений и отдельных атомов взаимодействовать с электромагнитными волнами. Взаимодействие молекул исследуемых веществ с излучением в УФ, видимой и ИК-частях спектра приводит к построению прибором зависимостей, называемых спектрограммами (рис. 1, 2). Спектрограмма образца позволяет судить о его составе, причем, как в количественном, так и в качественном смысле. Рисунок 1. ИК-спектрограмма 2-хлорпропана Рисунок 2. Спектрограмма УФ-поглощения Законы поглощения светаПри прохождении пучка света или другого излучения через жидкость либо при падении этого пучка на твердую поверхность часть энергии пучка тратится на различные процессы: ионизацию, нагревание вещества, вторичное излучение (фотолюминисценцию) и ряд других. Различные вещества вызывают снижение энергии излучения по различным механизмам и их комбинациям. Описывает этот процесс закон Бугера-Ламберта, отвечающий за качественную сторону спектрофотометрического анализа и имеющий формулировку: «относительное количество поглощенного пропускающей средой света не зависит от интенсивности первоначального излучения. Каждый слой равной толщины поглощает долю проходящего монохроматического излучения». Различные свойства материалов приводят к различной степени участия соседних атомов и молекул в описываемых процессах, поэтому для одноатомных газов и паров металлов характерно низкое значения коэффициента поглощения. Для металлов, напротив, значение коэффициента поглощения будет велико, поскольку падение излучения на металл приводит к его взаимодействию с электронами, свободно движущимися между узлами атомной решетки вещества. Закон Бэра формулируется так: «поглощение потока излучения прямо пропорционально числу частиц поглощающего вещества, через которое проходит данный поток излучения». Выраженный математически, он принимает вид: k = ε * c, где ε – коэффициент пропорциональности, также называемый коэффициентом молярного поглощения, с – концентрация вещества, k – коэффициент поглощения. Законы Бугера-Ламберта и Бэра служат основой метода спектрофотометрического анализа. Считается, что если в исследуемой пробе содержится несколько веществ и эти вещества не взаимодействуют, то их оптические плотности складываются. Это утверждение называется законом аддитивности. Более подробно данные зависимости описаны в соответствующей литературе, поскольку существует большое количество нюансов и тонкостей работы со спектрофотометрическими методами анализа. Видимый, инфракрасный и УФ спектрыСпектр электромагнитного излучения, в зависимости от длины волны, делится на участки (рис. 3): Рисунок 3. Электромагнитный спектр Ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный участки спектра – это тривиальные названия для излучений, длина волны которых лежит в пределах соответствующих им областей: Электромагнитное излучение с различной длиной волны сообщает облучаемому веществу различное количество энергии. Именно сообщение энергии образцам лежит в основе спектрофотометрических методов анализа. Способность различных длин волн света возбуждать различные атомы приводит к возможности осуществления качественного анализа проб. Качественный и количественный анализ веществаПоскольку пучок излучения, испускаемый прибором-спектрофотометром, взаимодействует как напрямую с атомами, так и со связями в молекулах веществ. Для каждого вещества существует характерный только для него спектр поглощения. По совокупности спектров поглощений в образце можно судить о присутствии тех или иных веществ в анализируемой пробе. Это называется качественным анализом, поскольку только указывает на наличие тех или иных соединений, но не на их количество. Количественный же анализ использует установленный Бэром закон, который гласит о прямой зависимости между количеством частиц поглощающего вещества и поглощением потока излучения. По снижению интенсивности этого излучения можно судить о количестве частиц поглощающего вещества, а далее использовать это знание для расчёта количества вещества. Для подсчёта концентрации по количеству частиц часто используют число Авогадро. Единицы измерения и формулы соединенийОтличие метода спектрофотометрии от флуориметрииКажущаяся схожесть методов флуориметрического и спектрофотометрического анализа ошибочна. Различия этих методов лежат глубоко в физике исследуемых при анализе процессов. Также, явление флуоресценции, служащее основой соответствующего метода, может быть одним из процессов, происходящих в исследуемом спектрофотометрически веществе. Флуориметрический метод анализа базируется на способности некоторых веществ флуоресцировать при облучении монохроматическим светом – это яркая особенность взаимодействия отдельно взятого соединения с излучением. Спектрофотометрия же использует практически весь перечень доступных взаимодействий между веществом и излучением и, таким образом, является более широко применимым методом анализа. ГОСТы для спектрофотометрииСпектрофотометрия упоминается в большом количестве ГОСТов. Так, ГОСТ Р 58399-2019 устанавливает стандарт на неразрушающие методы контроля, к которым относится спектрофотометрия. ГОСТ 8.557-2007 устанавливает правила поверки для средств измерения спектральных, интегральных и редуцированных коэффициентов направленного пропускания и оптической плотности. ГОСТ Р 8.657-2009 устанавливает методику поверки инфракрасных спектрометров. Устройства спектрофотометрыПринцип работы и схема прибораСпектрофотометры имеют множество вариантов конструкции. В современном мире ИК-спектрометры зачастую используют технологию частичного пропускания ИК-излучения для получения информации о составе образцов. Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 4. Принцип работы такого прибора заключается в измерении степени поглощения ИК-излучения образцом, находящимся между источником излучения и детектором. Отдельно стоит отметить, что современные Фурье-спектрометры используют сложную оптическую систему (интерферометр Майкельсона), разделяющий потоки излучения и создающий интерференционную картину при помощи этого. Подвижное зеркало позволяет создать необходимую для исследования разность хода лучей, что приводит к получению сложной картины – интерферограммы, которая затем претерпевает Фурье-преобразование и становится ИК-спектрограммой. Рисунок 4. Принципиальная схема ИК-спектрометра пропускания Приборы, работающие в видимой и УФ-части спектра, обладают несколько иным принципом действия. Существует две основных схемы таких приборов, с разным расположением монохроматора. Эти схемы приведены на рис. 5 и рис. 6. Принцип их работы заключается в сравнении отраженного пучка излучения от исследуемого образца и от стандартного образца, оптическое поглощение которого принято считать равным нулю. По разности интенсивности пучка излучения можно судить об оптической плотности исследуемого вещества, а затем, в соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бера, становится возможным установление концентрации исследуемого вещества. За качественное определение в таком случае отвечает длина волны, при которой происходит поглощение света. Рисунок 5. Принципиальная схема спектрофотометра с расположением монохроматора до образца Рисунок 6. Принципиальная схема спектрофотометра с расположением монохроматора после образца Оценка чувствительности аппаратовСпектрофотометры обладают достаточно высокой чувствительностью. Из-за особенностей и требований метода анализа спектрофотометры зачастую настраиваются по-разному для различных испытаний, поэтому их чувствительность незначительно изменяется. Основными параметрами для этих оптических приборов служат ширина полосы пропускания, аппаратная функция установки и разрешающая способность установки. Аппаратная функция лишь показывает степень отклонений, вносимых в измерения самим прибором, когда как разрешающая способность и ширина полосы пропускания могут изменяться и зависят от параметров монохроматора, источника излучения и их сочетания. Возможности и область применения спектрофотометровМедицина и фармацевтикаВысокая чувствительность приборов к наличию посторонних веществ, а также способность устанавливать, что в исследуемой пробе происходят химические реакции обусловили применение спектрофотометров в медицинских и фармацевтических целях. Для многих лекарственных препаратов известны их спектры поглощения, поэтому процесс проверки чистоты образцов сводится лишь к сравнению получаемых в процессе исследования спектрограмм, что позволяет ускорить процесс контроля качества и сделать его более точным. Также, чувствительность прибора позволяет производить оценку многих проб на предмет происходящих изменений в них, что находит своё применение в ряде медицинских анализов. Анализ пищи и питьевой водыТакже, как и с медициной, высокая чувствительность приборов позволяет устанавливать наличие малых количеств примесей в исследуемых образцах, что положительно влияет на качество и скорость анализа. Особенно ценным представляется способность спектрофотометров к обнаружению примесей тяжёлых металлов в анализируемых образцах. Изучение неизвестных веществИзучение неизвестных веществ при помощи спектрофотометрии позволяет с высокой точностью определять состав исследуемой пробы. ИК-спектроскопия является важным и часто используемым аналитическим методом в процессе синтеза новых веществ и критически важна для качественного и количественного описания продуктов синтеза. Металлургия и химпроизводствоСпособность спектрофотометров работать с твёрдыми и жидкими пробами приводит к незаменимости этих приборов на металлургических и химических производствах. Спектрофотометрия – один из ведущих неразрушающих методов установления состава сплавов и их контроля. Он также широко применяется на нефтегазохимических производствах при оценке чистоты сточных вод. Полиграфия, печать цветной графикиПоскольку спектрофотометры используют монохроматический свет, они находят применение в полиграфии и при работе с цветной графикой. Приборы способны с высокой точностью определять цвета и используются для проведения точечных и автоматических анализов, результаты которых нужны для создания максимально точных профилей работы печатного оборудования в соответствии со стандартами ICC – международного консорциума по цвету. ICC был создан в 1993 году такими лидерами индустрии, как: Apple, Agfa, Adobe, Kodak, Microsoft, Silicon Graphics, Sun Microsystems и Taligent. Определение состава сточных и природных водВысочайшая чувствительность метода позволяет определять даже мизерные, следовые количества многих веществ. В работе, связанной с анализом сточных и природных вод, это свойство спектрофотометров делает приборы незаменимыми при обнаружении наиболее опасных примесей. Примером очень опасных примесей могут служить металлоорганические соединения ртути. Именно этот класс веществ ответственен за возникновение у человека такой болезни как синдром Минамата. В 1956 году в японской префектуре Кумамото было обнаружено высокое содержание метилртути – опасного даже в минимальных количествах нейротоксичного яда. Его нахождение в воде было обусловлено сбросом в океан неорганической ртути и её соединений, которая затем встраивалась в метаболизм микроорганизмов. В связи с кумулятивностью этого яда, его содержание росло вместе с ростом его носителя в пищевой цепочке. В устрицах залива Минамата содержалось до 85 мг/кг этого соединения, тогда как концентрация его в воде составляла всего лишь 0,6-0,7 мг/л. Теоретически использование такого чувствительного и селективного метода, как спектрофотометрия, могло бы позволить обнаружить даже незначительные количества метилртути в образцах воды из залива. Таким образом, спектрофотометрия выступает важным методом анализа и оценки сточных вод. Различие между сточными и природными водамиСточные и природные воды отличаются между собой в первую очередь составом примесей. Природные воды содержат различные органические соединения природного происхождения, а также бактерии и другие микроорганизмы. Сточные воды могут содержать искусственные органические соединения, как, к примеру, побочные продукты различных синтезов, а также нефтехимические отходы, микропластик и ряд других загрязнений. В связи с этим, подход к анализу природных и сточных вод различен, и каждый случай имеет свою специфику. Использование спектрофотометров для контроля состава сточных вод производств удобно, поскольку технологический процесс диктует состав загрязнений. При знании состава загрязнений параметры прибора устанавливаются до начала его работы и могут быть неизменны, что облегчает и ускоряет работу. Природные же воды могут содержать большое количество различных примесей различного происхождения, что обуславливает необходимость дополнительной пробоподготовки перед проведением анализа. Этапы проведение спектрофотометрии стоковПодготовка образцов исследуемой водыОбразцы исследуемой воды следует подготавливать в зависимости от используемого метода анализа (ИК-, УФ- или оптическая спектроскопия), а также выделять предполагаемые загрязнения при количественном анализе. Мутные воды зачастую не подходят для работы на спектрофотометрах с кюветами, предназначенных для жидких образцов, поэтому их отделяют от жидкой части пробы и анализируют отдельно с использованием соответствующих методов. Подготовка кювет и пробирокСпецифика спектрофотометрического анализа диктует необходимость использования кювет из особых оптических материалов, свободно пропускающих излучение при нужных исследователю длинах волн. Так, обычное стекло из оксида кремния блокирует УФ-излучение (поэтому невозможно загореть через окно) и, таким образом, не подходит в качестве материала для изготовления посуды, используемой в УФ-спектрофотометрии. Как и в случае с другими применениями посуды в аналитической химии, кюветы, пробирки и вся другая посуда должны быть тщательно вымыты и высушены, чтобы не влиять на результаты анализа. С кюветами для оптических приборов работают аккуратно, исключая их загрязнение отпечатками пальцев или сколы оптического материала, поскольку и это влияет на качество анализа. Н4. Приготовление контрольного раствораКонтрольный раствор в терминах оптических методов анализа представляет собой раствор с известными оптическими характеристиками. Поскольку принцип работы спектрофотометра строится на исследовании пропускания и поглощения света исследуемыми веществами, количественно это можно описать только в относительных единицах. Для установления такого отношения приготавливается стандартный раствор заданной оптической плотности, который принимается на нулевую точку при проведении исследований. Состав такого раствора зависит от условий, в которых будет работать спектрометр. Большинство современных приборов имеет встроенные стандартные образцы, относительно которых производится сравнение. Титрование объектовУказание волны света на монохроматореДлина волны излучения определяется монохроматором прибора. В качестве монохроматоров современные спектрофотометры используют дифракционные решетки, а также призматические устройства. Часто используются приборы с двойным монохроматором: сочетанием двух монохроматоров, установленных последовательно. При помощи этой части устройства возможно установить ту длину волны, с которой необходимо провести исследование. Ранние монохроматоры, такие, как монохроматор Черни-Тёрнера, могли иметь ручную регулировку угла поворота зеркала – одной из частей устройства, отвечающей за отделение света с указанной длиной волны, – но большинство современных приборов используют электронное управление зеркалами либо наборы дифракционных решёток с необходимым периодом и другими характеристиками. Интересно, что CD-R диски тоже являются своего рода дифракционными решетками, поскольку на их поверхности расположены канавки для записи информации. Именно эти канавки обуславливают способность таких дисков радужно «переливаться» в глазах наблюдателя. Период «решетки» CD-R диска – около 1,6 мкм. Калибровка прибораКалибровка прибора позволяет повысить точность измерений, а также убедиться в отсутствии нарушений в работе установки. Для обеспечения калибровки используются различные техники, но основные – это специальные светофильтры с установленным поглощением либо растворы таких веществ, как сульфат меди или сульфат кобальт-аммония. Шкалу длины волн прибора проверяют при помощи стеклянных фильтров с содержанием смеси празеодима и неодима либо холмия. Все калибровочные мероприятия следует проводить с использованием ртутно-кварцевых или газоразрядных водородных ламп. Частота калибровки напрямую зависит от режима использования прибора. Решение о проведении калибровочных мероприятий принимается зачастую руководством лаборатории. Большинство современных спектрофотометров обладают предустановленными сервисными программами и встроенными деталями, позволяющими проводить калибровку нажатием одной кнопки. В случае, когда есть подозрение, что калибровочные мероприятия неточны, могут использоваться услуги организаций, оказывающих техническую поддержку, включающую поверку и калибровку лабораторного оборудования. Измерение оптической плотности образцаПосле полной подготовки к проведению анализа образец помещается в рабочую камеру прибора. Современные электронные спектрофотометры работают в полностью автоматизированном режиме и требуют минимального контроля. Более старые модели, однако, требуют ручной подстройки параметров прибора и расчета относительной оптической плотности образца по показаниям, считываемым в окуляре. После измерения оптической плотности при различных длинах волн строится график-спектрограмма. В случае использования ИК-спектроскопов, процесс происходит несколько иначе. Используемые сейчас современные Фурье-спектрометры изначально строят интерферограмму, чтение которой невозможно без её предварительной математической обработки. После Фурье-преобразования интерферограммы исследователь получает готовые к интерпретации спектрограммы. ИК-анализ позволяет установить колебания отдельных связей в молекулах, поэтому он обладает исключительной точностью, а также позволяет установить количество примесей по активности пиков в областях, соответствующих тем или иным связям. Тем не менее, сильно загрязненные образцы могут вызвать затруднения при чтении спектрограммы, поскольку наличие слабых, но заметных колебаний в нехарактерных для исследуемого вещества областях может запутать исследователя. В случае неизвестности состава примесей исследователю может быть представлена так называемая «шумная» спектрограмма с большим количеством противоречащих друг другу пиков и сигналами самых разных функциональных групп различных органических веществ. Контроль присутствия различных примесейГрафик зависимости оптической плотности от длины волны излучения имеет характерную форму для каждого вещества. Этот график сравнивают по форме с эталонными графиками, представленными в литературе, и делают выводы о наличии или отсутствии примесей. Концентрацию веществ устанавливают по относительной оптической плотности, т.е. по «высоте» так называемых пиков. ИК-спектроскопия позволяет с высокой точностью определять количество примесей, но только в случаях относительно малого количества отдельных загрязняющих веществ. Пробы сильно загрязнённой воды, содержащие до десяти различных органических веществ, поддаются анализу и интерпретации результатов достаточно легко, а образцы природных вод, содержащие сотни, а иногда и тысячи различных видов примесей, дают неинформативный и «грязный» сигнал. ИК-анализ, в целом, более глубокий метод, чем спектрофотометрия, дающий более точные результаты, но и требующий большей подготовленности как исследователя, так и образцов. Расчет результатаСовременные приборы автоматически рассчитывают все необходимые для исследователя параметры и дают спектрограммы, готовые к прочтению и интерпретации исследователем. Более старые приборы могут требовать дополнительных вычислений, производимых исследователем. Это вносит определенную возможность человеческой ошибки, поэтому более современное оборудование предпочтительно для работы. Тем не менее, спектрограммы образцов, содержащих более одного анализируемого вещества, требуют правильного чтения, что тоже обуславливает достаточно высокие требования к квалификации оператора оборудования. Оптимальный итогСовременные спектрофотометры проводят расчёт по результатам анализа в автоматическом режиме и учитывают различные процессы, происходящие в исследуемом веществе. Примером такого взаимодействия, учитываемого прибором, выступает «эффект сита» – способность частиц исследуемого вещества при высокой концентрации экранировать другие частицы в исследуемом растворе и, как следствие, изменять оптические свойства пробы. Для учёта и противодействия таким взаимодействиям частиц современные приборы могут определять превышение концентрации в исследуемой пробе по косвенным признакам и предупреждать исследователя про возможные погрешности измерения. Общая оптическая плотность исследуемого вещества и его спектрограмма могут строиться по данным, получаемым напрямую с детектора. В таком случае, следует говорить об обычном значении оптической плотности. Также, существует понятие относительной оптической плотности. Относительный (с выявлением ошибок)Относительной оптической плотностью называется величина x, равная отношению оптической плотности исследуемого вещества к оптической плотности холостого раствора. Метод, требующий холостых растворов, часто используется в случаях, когда оптические характеристики исследуемого вещества показывают отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера, а также, когда исследователю доступны более старые приборы. Как и во всех других методах анализа, в спектрофотометрии приветствуется многократное измерение свойств образцов, а затем математическая их обработка. Так, на территории России и СНГ, большинство учебных лабораторных работ, посвящённых спектрофотометрии, требуют от студентов как минимум троекратного измерения оптической плотности образца, а затем усреднения полученных показателей. Этот подход позволяет учесть ошибки и неточности метода, включающие в себя и различные физические взаимодействия частиц исследуемого вещества, такие, как «эффект сита», и другие. Преимущества, достоинства и недостатки спектрофотометровВысокая чувствительность приборов накладывает определённые ограничения на их работу, ведь малейшие примеси будут влиять на точность и «чистоту» аналитических данных. Основными достоинствами таких приборов, все-таки, следует считать высокую чувствительность и селективность анализов, а также способность работать как с жидкими, так и твёрдыми образцами, их сравнительную простоту, надёжность, долговечность и относительную дешевизну. Главными недостатками спектрофотометрии следует обозначить подверженность влиянию примесей на точность анализа, невозможность анализа веществ, по которым не существует литературных данных (не установлены спектры поглощения), достаточно высокие требования к квалификации оператора в случае нестандартных примесей и загрязнений, поскольку их установление может быть затруднено, а также сравнительно трудоёмкую пробоподготовку при работе с прибором. Спектрофотометры, как и многие другие приборы для химического анализа, имеют нишевое применение, обусловленное совокупностью их свойств. Без них невозможно представить современные биохимические и фармакологические производства и лаборатории, также, как и металлургические предприятия. Преимущества спектрофотометрии многократно перевешивают её недостатки, что и обуславливает популярность и распространённость этого метода анализа.
|