Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 2 (1108738), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Если н ь н = 2н, зоны перекрываются полностью (это бывает редко). Как правило, величина р находится а а ы РИС. 23.10 Проникновение зон в последовательном ннжекцнонном анализе 1Т. ОйЬе11, б. Р. СЬпайап, 1. йпг1сКа, Ана1. САеш., 63 (1991) 2407. © Ашепсап СЬеппса! Вос!е1у, 1991). Перепечатано с разрешения Время — ~- мешиваются и взаимодействуют с образованием продукта, который детектируют.
При этом возникает сигнал в форме пика — такой же, как в обычном ПИА. Для последовательного инжекционного анализа требуются только один насос и кран. Весь процесс управляется компьютером, поскольку необходим точный контроль времени. Серийные аналитические системы снабжены программным обеспечением, позволяющим задавать последовательности операций и времена работы насоса. При этом автоматически вычисляются площади пиков, строятся градуировочные кривые, рассчитываются концентрации и проводится статистическая обработка результатов.
Для выполнения серии различных анализов можно применять различные реагенты. Чтобы заменить реагент, достаточно просто подать с клавиатуры команду на засасывание раствора из другой емкости через другой вход крана (а не перестраивать всю потокораспределительную схему, как в ПИА). Можно использовать и два реагента, помещая небольшой объем пробы между зонами двух реагентов наподобие сэндвича; к моменту достижения детектора все три зоны перекроются. Важнейшим параметром последовательного инжекционного анализа является степень взаимного проникновения, или перекрывания, соседних зон. Помимо обычных параметров — таких, как длина и диаметр трубок, форма реакционной спирали и им подобных характеристик — она зависит также от соотношения объемов. Наряду с дисперсией, степень проникновения определяет относительную величину регистрируемого сигнала.
Проникновение зон можно охарактеризовать величиной 23тх МИКРОЛРОЦЕССОРЫ И КОМЛЬЮТЕРЫ В ХИМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ между О и 1, что соответствует частичному перекрыванию. Точка 1, на рис. 23.10 называется изодисперсионной. Задача состоит в том, чтобы достичь перекрывания, достаточного для того, чтобы коэффициент дисперсии был равным, по меньшей мере, 2 (реагеит берется в избытке). Обратите внимание, что на рис. 23.10 зона реагента выходит первой (при меньшем времени), хотя она была инжектирована во вторую очередь (и поэтому находится ближе к крану). Зона пробы проходит большее расстояние до детектора, в результате чего дисперсия возрастает. Если необходимо уменьшить дисперсию пробы, это можно сделать, вводя компоненты в обратном порядке.
Более подробно об этом можно узнать из статьи (1 Ц, а также обратившись к сайту )зир:0зттчю. Ловчи)есйоп.сош для ознакомления с образцами серийных проточных и последовательных инжекционных систем. 23.5. Микропроцессоры и компьютеры в химическом анализе В зависимости от задач и располагаемых средств вы можете приобретать аналитические приборы различной степени сложности. На сегодняшний день почти все из них выпускаются с современными цифровыми электронными устройствами, облегчающими работу, сбор и обработку информации.
Многие приборы сопряжены с персональными компьютерами, а для управления и обработки данных используется высокопроизводительное программное обеспечение. Некоторые программы могут быть специфичными для данного прибора, другие же, особенно предназначенные для сбора и обработки информации, — более универсальными коммерческими продуктами.
Прибор может иметь и встроенный специализированный компьютер с использованием методов искусственного интеллекта. Компьютер представляет собой микропроцессор и периферийные устройства, собранные из электронных микросхем. Микропроцессоры предназначены для управления работой приборов (например, установки длины волны или скорости сканирования). С их помощью можно также собирать и обрабатывать данные. Многие приборы имеют встроенные программы, написанные на машинных языках, другие же программы могут быль модифицированы оператором для выполнения тех или иных специфических функций.
Разработка и конструирование микропроцессора могут стоить десятки и даже сотни тысяч долларов, но созданные в результате этого электронные устройства-микрочипы могут производиться в массовых количествах с небольшими затратами. В качестве примера можно привести распространенные электронные часы, которые стоят очень дешево, обладают набором встроенных функций (например, отображение даты) и в то же время могут быть дополнительно запрограммированы пользователем (например, на определенное время подачи сигнала будильника) или использованы для производства вычислений. Обмен информацией между аналитиком и прибором осушествляется посредством клавиатуры, воспринимающей подаваемые команды (например, повторное сканирование спектра производится по нажатию специальной клавиши) и вводимую числовую информацию (например, число повторных сканирова- ГЛАВА 23.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ний). Помимо графического представления данных (например, спектра), прибор обычно позволяет представлять их и в числовом виде, а также выводить на печать. Приборы, управляемые микропроцессорами, могут выполнять и другие разнообразные функции в зависимости от типа прибора и его возможностей. Например, спектроскопические приборы могут осуществлять автоматическую коррекцию фона, получение производных спектров различных порядков, интегрирование или усреднение сигнала в заданном диапазоне для улучшения отношения сигнал/шум, статистическую обработку данных (например, расчет стандартного отклонения).
К числу стандартных операций относится и построение градуировочных графиков в любых выбранных единицах. Если градуировочная зависимость оказалась нелинейной, микропроцессор может сам установить алгоритм ее обработки и ввести поправку на нелинейность (это бывает особенно важно для атомно-абсорбционных приборов). Для автоматического введения поправок на дрейф градуировочной зависимости может быть использовано периодическое повторное измерение сигналов одного илн нескольких стандартов.
Параметры градуировочных зависимостей можно рассчитывать методом наименьших квадратов. Приборы, предназначенные для ферментативного анализа и других видов кинетических методов анализа, должны позволять измерять сигнал (например, оптическую плотность) непрерывно в течение некоторого интервала времени н рассчитывать скорость реакции. Таким путем можно определять активность фермента или концентрацию субстрата (при условии соответствующей градунровки).
Приборы могут быть оснащены средством автоматизации — закрытой петлей управления с обратной связью. Это позволяет, например, поддерживать постоянной температуру в реакционной камере для кинетических измерений. Автоматический титратор может «почувствовать» приближение конечной точки и для повышения точности определения ее положения уменьшить скорость подачи титранта, — точно так же, как это делает человек, но, как правило, более воспроизводимо. Наконец, прибор может осуществлять самопроверку своих различных функций и в случае их нарушения прекращать работу.
Что мы узнали из этой главы? ° Управление и контроль производственных процессов: непрерывные и дискретные анализаторы — стр. 276 ° Автоматические приборы — стр. 280 ° Проточно-инжекционный анализ — стр. 282 е Коэффициент дисперсии [основное уравнение (23.1)1 — стр. 285 ° Объем пробы 5 к (основное уравнение (23.3)1 — стр. 287 '2 ° Последовательный инжекционный анализ — стр. 292 ° Микропроцессоры и компьютеры в химическом анализе — стр. 295 2эу Рекомендуемая литердтуря Вопросы 1.
В чем заключается различие между автоматическими и автоматизированными приборами? 2. В чем заключается различие между дискретными и непрерывными автоматизированными приборами? 3. В чем заключается различие между автоматическими приборами с дискретным и непрерывным пробоотбором? 4. Что такое петля обратной связи? 8. Опишите основы проточно-инжекционного анализа.
6. Опишите основы последовательного инжекционного анализа. В чем его отличие от обычного проточно-инжекционного анализа? 7. Кратко сформулируйте основные области применения компьютеров в аналитической лаборатории. 8. Перечислите основные функции микропроцессора. Задачи Проточно-инжекционный анализ 9. Для проточно-инжекционной системы коэффициент дисперсии составляет 4,00. Чему он будет равен при увеличении вдвое: а) объема вводимой пробы; б) внутреннего диаметра трубки; в) длины трубки? Результат задачи (а) сравните с результатом, полученным в примере 23.2.
10. Рассчитайте величину объема пробы оу для проточно-инжекционной системы, в которой при объеме пробы, равной 50,0 мкл, коэффициент дисперсии равен 4,00. Рекомендуемая лите атура Общая 1. О. Р. СЬпзйап, Е Е. О'Ке11!еу, ебз., 1пзшитепш?Ала1уяя, 2"с еб. Возгоп: А1- 1уп апд Васоп, 198б. СЬаргег 25, «Ап1опзайоп ш Апа1уйса1 СЬеппзтгу», Ьу К. Б. Р1егсЬег апб Ы. С. А1регг. Превосходное детализированное и в то же время краткое описание автоматических и автоматизированных приборов различных типов и выполняемых ими операций. 298 Проточно-инжекционный анализ 1. Еда!с!га апд Е. Н. Наивен, Р!о>ч Ул7еспол Апа!уя!я, 2т е6.
1Чечч Уог1г: 9Й1еу, 1988. М. Ча!сагсе! ап6 М. Р. Ьиг!ие бе Савич>, Р!о»>|внес!!оп А па!уз!я, Рнпс !р!ея апг! Аррасавотл СЬ!сЬевгег: ЕП!в Ногччооб, 1987. 2. Рап8, Р!ои> 1луесг!ол Зерага!!оп алг! Ргесопсеапавот 9!Ге!пЬепп: ЧСН, 1993. 2. Рап8, Р!о>ч 1п~есггол А!от!с АЬвогргюл Бресгготегг3>, Ыечч Уог1с %Псу, 1995.
У. Ь. Виг8иега, е6., Р!о>ч 1л7еспол А!от!с 8ресггозсору. Ыеи> Уог!г: Магсе1 Е>е!г!гег, 1989. М. М. Са1агауид, Р!о>ч ЬуесгГол Апа!уз!я о7'Р)>аггвасеигТса!яг Аиготаггоп т г)ге Т.аЬогагогу. Ьопбоп: Тау1ог апд РгапспЬ 1997. Последовательный инжекционный анализ М. Тго)апочч!ся, Р!о>ч 1л7есг!оп Ало!уяа; Тлвггитепгаооп алгГАрр!!со!гола. К1- чег Е68е, Ы): '>Чог16 Есгеп68с, 2000. Единственная книга, посвященная по- следовательному инжекционному анализу. б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
