بنام خدا عباس بهرامی عضو هیات علمی گروه بهداشت حرفه ای...

خدا بنامبهرامی عباس

حرفه بهداشت گروه علمی هیات عضوایبهداشت دانشکده

کاشان پزشکی علوم دانشگاه

[email protected]

mailto:[email protected]

تجزيه سوم جلسهآلودگيها نمونه

بیان- 1 را اسپکتروفوتومتری انواعکند.

2. دهد- توضیح را بیرالمبرت قانونرا- 3 اسپکتروفوتومتر دستگاه اجزاء

. کند بیاندر- 4 را نور منبع انواع

- ماوراء مرئی نور اسپکتروفوتومتر. کند بیان بنفش

نوع- 5 توضیح cellدو را کووت یادهد.

را- 6 کالیبراسیون منحنی تهیۀ@ نحوۀ@. دهد شرح

منحنیکالیبراسیونبطریق- 7 Standardروشتهیۀ@addition کند بیان .را

Fundamentals of modern UV-visible spectroscopy

What is Spectroscopy?

• The study of molecular structure and dynamics through the absorption, emission and scattering of light.

اوليه آزمايشگاهي دستگاه يك سنج طيف يا اسپكتروفتومترنوع از آنها واكنش كه هاي آزمايش نتايج خواندن جهت كه است

End point عبور يا جذب ميزان دستگاه اين رود بكارمي هستند ) را ) محلول يك از نور تابشي انرژي از مشخصي موجهاي طولبخش در آزمايشگاه در آن كاربرد بيشترين مينمايد گيري اندازه

. است بيوشيميدستگاههاي از بسيار همانند اسپكتروفتومتر كار اساس

يك توسط شده جذب نور ميزان گيري براندازه آزمايشگاهي،( - المبرت بير قانون طبق كي است رنگي Lambert-محلول

Bear) نور جذب شده (OD)ميزان حل ماده غلظت با متناسب . است محلول در

: - كه است صادق زماني المبرت بير قانونباشد- 1 رنگ تك نظر مورد ماده روي بر شده منتشر نورباشد- 2 خطي محدوده در بايد شده حل ماده غلظت

(Spectrophotometer) اسپكتروفتومتر


The Electromagnetic Spectrum

= c / E = h


Spectroscopy

Spectral Distribution of Radiant Energy

Wave Number )cycles/cm(

X-Ray UV Visible IR Microwave

200nm 400nm 800nm

WAVELENGTH(nm)

: المبرت بير -Beer-Lambert or BouguerقانونBeer

الكتروم ) اشعه نور شده( غشدت جذب ناطيسينور ) كه مسيري سل طول و ماده غلظت با متناسب

. ) دارد پيمايد مي

bcTlogI

IlogA

0

Io I

b%)T(T:(درصد عبور)عبور

: ضريب جذبي مولي L. mol-1 cm-1

b: ضخامت سل (طول مسير عبور اشعه الكترو cm مغناطيس)

C: غلظت mol.L-1

جذب تابش

روش باشد بيشتر ماده مولي جذب ضريب چقدر هرازاء ) به يعني است Aداراي ثابت b, cحساس تر

) است بيشتري

ندارد ) جذب گونه هيچ كه ماده اي در ـ كه محلولي ياهيچ و ندارد وجود تابش كننده جذب ماده هيچ آن

کند نمي ايجاد تابش شدت در بالنك( كاهشي محلول. شود مي ناميده سفيد يا

عبور در يا و صفر جذب مقدار مورد درصد (T)اين و.(T)%عبور است صددرصد

100%1T0TlogI

IlogA0A

100T%TT%100T

T%log2100

T%logTlogA

طرز تعيين غلظت يك ماده توسط اسپكتروفتومتري

تمامي ) 1 داراي كه محلولي يا بالنك محلول تهيه ـ) نظراست مورد گونه از بغير A=0 گونه ها

با 2 موردنظر گونه از استاندارد نمونه هاي تهيه ـمشخص غلظتهاي

C1, C2, C3, C4 ,…

استاندارد 3 محلولهاي جذب قرائت ـ

As1, As2, As3, As4 ,…

بدست 4 و استاندارد غلظتهاي برحسب جذب رسم ـكاليبراسيون نمودار آوردن

آوردن 5 بدست و مجهول محلول جذب اندازه گيري ـكاليبراسيون مجهول غلظت نمودار روي از

Cx Ax

A

C

A= bcAx

Cx

y = ax + b

A = ac + b

داده - قرار سل در بالنك محلول ابتدا عمل درشده شده بسته تابش منبع يا% 100شكاف جذب

مي شود تنظيم عبور درصد صفر

شده - باز تابش منبع شكاف يا% 100سپس عبورمي شود تنظيم جذب درصد صفر

و - صفر تنظيم از محلولهاي 100بعد جذب. مي شود اندازه گيري مجهول و استاندارد

توسط دستگاهها در عمل يا Auto zeroاينBaseline. مي گردد

قانون از انحراف = Beer-Lambert )AعواملbC(

شيميايي 1 انحرافهاي ـ

, كمپلكسهاي تشكيل تجمع، شدن پليمري تفكيك،حالل پوشي گيري، مختلف، اندازه مورد ترکيبات

... pHتغيير و محيط

فيزيكي 2 انحرافهاي ـ

غلظت، تغيير با متناسب مواد از برخي رنگ تغييرشکست ضريب و (n)تفاوت رقيق محلولهاي در

غليظ

دستگاهي 3 انحرافهاي ـ

نبودن خطي سلها، آلودگي تابش، نبودن تكفام ) ( شدت با فتوسل دتکتور در حاصل جريان

درجه و الكتريسيته مقدار در تغيير نورتابشي،حرارت.

شماي دستگاه اسپكتروفتومتر

Io نور سفيد - منبع تابش:1

نمونۀ� گازي، جامد، نمونه:محل - 2مايع

منشور، يا شبكه - تجزيه گر:3 PMT - آشكارساز:4Chart - ثبات:5

Source Analyzer Cell Detector Recorder

قسمتهاي مختلف دستگاه اسپكتروفتومتراسپكتروفتومتري- 1 در معمولي تابش منابع

تنگ- مرئي ستنالمپ ناحيه )1000nm )Visible-340براي

بنفش- ماورا ناحيه براي دتريوم 190-370nm (Uv)المپ

منوكروماتور- 2

prismمنشور-

gratingشبكه-

- سل يا محل نمونه3

- شيشه و پالستيك براي ناحيه مرئي

نفشب- كوارتز براي ناحيه ماورا

آشكارساز- 4

فتوتيوب-

پالير - (PMT)فتومالتي

ثبات - 5

دار- عقربه نشانگرهاي

ديجيتالي- نشانگرهاي

مانيتور ـ

http://biology.clc.uc.edu/fankhauser/Labs/Microbiology/Growth_Curve/spectrophotometer/Spectrophotometer_P7131132.jpg

فرابنفش و مرئي اسپكتروفتومترهايو تشخيصي مراكز در آنها نوع ، رايجترين

اساس بر اسپكتروفتومترها است آزمايشگاهيدستگاه آشكارساز به كه نوري پرتوهاي تعداد

دوپرتويي و پرتويي تك نوع دو به رسد مي . جايگاه يك پرتويي تك نوع در ميشوند تقسيم

دستگاههاي در دارد وجود بالنگ و محلول برايشده منظور جايگاه دو پرتويي دو

شده . مجزا خودكار بطور شده پرتوتابش استمي عبور همزمان نمونه و بالنك ازمحلول و. باشند مي حساس بسيار دستگاهها اين كند

فرابنفش و مرئي اسپكتروفتومترهايو تشخيصي مراكز در آنها نوع ، رايجترين

اساس بر اسپكتروفتومترها است آزمايشگاهيدستگاه آشكارساز به كه نوري پرتوهاي تعداد

دوپرتويي و پرتويي تك نوع دو به رسد مي . جايگاه يك پرتويي تك نوع در ميشوند تقسيم

دستگاههاي در دارد وجود بالنگ و محلول برايشده منظور جايگاه دو پرتويي دو

شده . مجزا خودكار بطور شده پرتوتابش استمي عبور همزمان نمونه و بالنك ازمحلول و. باشند مي حساس بسيار دستگاهها اين كند

نور 1 منبع (Light Source)ـساز 2 رنگ تك (Monochromator)ـكننده 3 متمركز يا عبور شكاف ـ

(Focusing Device)پرتونمونه 4 دادن قرار محل يا كووت (Cuvet)ـدتكتور 5 ساز ـ آشكار (Detector)يانمايشگر 6 صفحه (Display device)ـ

:هاي قسمت شامل اسپكتروفتومتر يك مختلف

با“ نور توليد كه تنگستني المپهاي از معموالموج استفاده 300-990طول مينمايند نانومتر

“ غالبا فرابنفش پرتوهاي توليد براي شود ميبا ) دوتريومي يا هيدروژني هاي المپ از از

موج شود( 200-450طول مي استفاده نانومتر “ وطول پايدارترند معموال دوتريومي هاي المپ

. دارند بيشتري عمر

نور (Light Source)منبع

تجزيه رنگ تك پرتوهاي به را مخلوط نور دستگاه، قسمت اين “ يا منشور توسط معموال اسكپتوفتومتر در عمل اين كند مي

گريتينگ گيرد ( Grating)سيستم مي انجام

كه باشد مي كوچك هاي ها،آئينه عدسي از تركيبياجازه نظر مورد موج طول با رنگي طيف به فقط

باشد كمتر نور شكاف عرض قدر هر دهند مي عبور . منوكروماتيك ميزان بود خواهد بهتر پرتوها كيفيتباشد مي مهم بسيار كووت به شده تابيده نور بودن

با باند SBW( Spectral Band Width)كه پهنايعدد هرچقدر شود مي مشخص نانومتر برحسب طيف

SBW كه بود خواهد بهتر دستگاه كيفيت باشد كوچكتر . دارد نور عبور شكاف پهناي و گريتينگ نوع به بستگي

آزمايشگاهي SBWبهترين هاي اسپكتروفتومتر برايتحقيقاتي 8 دستگاههاي براي و نانومتر 8/1-4نانومتر

باشد مي

پرتو كننده متمركز يا عبور (Focusing Device)شكاف

ساز رنگ (Monochromator)تك

نمونه دادن قرار محل يا (Cuvet)كووت

كه هستند شفافي هاي محفظه كووتهاو شده ريخته آن در موردآزمايش محلول

تكرنگ نور مسير در كه خود خاص جايگاه در . با كووتها گيرد مي قرار است شده تعبيهحجم و شكل ، جنس مصرف نوع به توجه . و اسيدي محلولهاي براي دارند متفاوتيو اي شيشه مخصوص كووتهاي از قليايي

زير موجهاي طول لوله 320براي از نانومترشود مي استفاده پالستيك يا كوارتز

ساز دتكتور آشكار (Detector)يا

كرده ) عبور نوراني انرژي ساز آشكار يا دتكتور ) را آن و تبديل الكتريكي انرژي به را محلول از

. كند مي تقويت

“ مي تقسيم گروه سه به معموال سازها آشكارشوند.

حرارتي- 3فتوشيميايي- 2فتوالكتريكي- 1

سازهاي آشكار از اسكتروفتومتر درو . فتوسل شود مي استفاده فتوالكتريكي

انهاست جمله از فتوتيوب

نمايشگر (Display device)صفحه

ساز آشكار يك از آمده بدست هاي دادهيك مانند بازخواني دستگاه يك بوسيله

مي داده نشان اسلوسكپ يا گالوانومتراشكال در نمايشگر مختلف انواع شود

در كامپيوتري و ديجيتالي اي، عقربهدارد وجود اسپكتروفتومترها

نمونه دادن قرار محل يا (Cuvet)كووت

كه هستند شفافي هاي محفظه كووتهاو شده ريخته آن در موردآزمايش محلول

تكرنگ نور مسير در كه خود خاص جايگاه در . با كووتها گيرد مي قرار است شده تعبيهحجم و شكل ، جنس مصرف نوع به توجه . و اسيدي محلولهاي براي دارند متفاوتيو اي شيشه مخصوص كووتهاي از قليايي

زير موجهاي طول لوله 320براي از نانومترشود مي استفاده پالستيك يا كوارتز

ساز دتكتور آشكار (Detector)يا

كرده ) عبور نوراني انرژي ساز آشكار يا دتكتور ) را آن و تبديل الكتريكي انرژي به را محلول از

. كند مي تقويت

“ مي تقسيم گروه سه به معموال سازها آشكارشوند.

حرارتي- 3فتوشيميايي- 2فتوالكتريكي- 1

سازهاي آشكار از اسكتروفتومتر درو . فتوسل شود مي استفاده فتوالكتريكي

انهاست جمله از فتوتيوب

نمايشگر (Display device)صفحه

ساز آشكار يك از آمده بدست هاي دادهيك مانند بازخواني دستگاه يك بوسيله

مي داده نشان اسلوسكپ يا گالوانومتراشكال در نمايشگر مختلف انواع شود

در كامپيوتري و ديجيتالي اي، عقربهدارد وجود اسپكتروفتومترها

اسپكتروفتومتر با كار

كنيم- 1 مي روشن را دستگاه برق به اتصال پساصطالح 10حدود به تا كنيم مي صبر دقيقه

شود گرم را- 2دستگاه نظر مورد موج طولكنيم مي انتخاب

را- 3 دستگاه بالنك استفاده باميكنيم صفر

به- 4 نمونه و استانداردآزمايشو نموده منتقل كووت به ترتيب

OD خوانيم مي را آننمونه- 5 غلظت محاسبه يك با

آوريم مي بدست

A=ODt/ODs X S


Dispersion of polychromatic light with a prism

Prism - spray out the spectrum and choose the certain wavelength )l( that you want by moving the slit.

Polychromatic Ray

Infrared

RedOrange

Yellow

Green

Blue

Violet

Ultraviolet

monochromatic Ray

SLIT

PRISM

Polychromatic Ray

Monochromatic Ray


Photomultiplier Tube Detector

Anode

• High sensitivity at low light levels• Cathode material determines spectral sensitivity• Good signal/noise• Shock sensitive


The Photodiode Detector

• Wide dynamic range• Very good

signal/noise at high

light levels• Solid-state device


Conventional Spectrophotometer

Schematic of a conventional single-beam spectrophotometer



Optical system of a double-beam spectrophotometer



Optical system of a split-beam spectrophotometer


Cells

UV Spectrophotometer

Quartz )crystalline silica(

Visible Spectrophotometer

Glass

IR Spectrophotometer

NaCl


Open-topped rectangular standard cell )a( and apertured cell )b( for limited sample volume

Cell Types I


Cell Types II

Micro cell )a( for very small volumes and flow-through cell )b( for automated applications


SPECTROMETRIC ANALYSIS USING STANDARD CURVE

1 2 3 4

0.4

0.8

1.2Absorbance at 540 nm

Concentration (g/l) glucose

Avoid very high or low absorbencies when drawing a standard curve. The best results are obtained with 0.1 < A < 1. Plot the Absorbance vs. Concentration to get a straight line


Relating Absorbance and Transmittance• Absorbance rises linearly with

concentration. Absorbance is measured in units.

• Transmittance decreases in a non-linear fashion.

• Transmittance is measured as a %.

• Absorbance = log10 – )100/% transmittance(


Precision and Accuracy

Precision – Precision + Precision – Precision +

Accuracy – Accuracy – Accuracy + Accuracy +


Thanks for your kind attention

بنام خدا عباس بهرامی عضو هیات علمی گروه بهداشت حرفه ای...

Documents