Возможность использования портативного мини-фотометра Унифот-люм 8С-420 в тест-методах анализа (1113657), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Перераспределение электронной плотности в структуре катионакрасителя и переход его в возбуждённое состояние, вызванные поглощением фотона,проявляются как резкое изменение дипольного момента и, следовательно, как изменение10величины электронной плотности у атома азота. Электронный переход поляризован вдольдлинной оси молекулы, соединяющей ауксохромы, в результате при возбужденииэлектронная плотность смещается в центральную часть молекулы. При этом происходитобеднение электронной плотности у аминогрупп, приводящее к уменьшению еёпротоноакцепторной способности в возбуждённом состоянии. Молекула становится болееслабым основанием, чем невозбуждённая и сможет легко отдать присоединённый протон.
Вспектрах флуоресценциипротонированных форм молекул родаминов были найденыполосы излучения, принадлежащие частично протонированным и непротонированнымкатионам красителя [6].При переходе из кислого водного раствора в любой неполярный растворительпротоны легко отщепляются, электронная оболочка красителя приобретает форму,отвечающую минимуму её потенциальной энергии.Поэтому экстракция происходитименно таких энергетически устойчивых однозарядных катионов красителей.113. Экспериментальная часть3.1.
Исходные вещества и аппаратураОбъектами исследования служили родаминовые красители квалификации ч.д.а.,структурные формулы которых имеют вид:RNRO+NRRClRIV_COORVRгде, R -C2H5, R' -C2H5 , R" -C2H5 , R'" -C2H5 , RIV - H, RV -H для родамина С;R -C2H5 , R' -C2H5 , R" -C2H5 , R'" -H , RIV - H, RV - C2H5 для родамина 6 G;R -C2H5 , R' -C2H5 , R" -C2H5 , R'" -C2H5 , RIV - H, RV - C2H5 для родамина 3В.Используемые растворы готовили в колбах на 25 мл. Взвешивали точные навескивеществ массой по 0,01 г соответствующих родаминов.
Растворяли навески в колбах на 100мл дистиллированной водой с добавлением небольшого количества спирта, отбиралипипеткой по 10 мл полученных растворов и переносили в другие колбы на 100 мл,разбавляли до метки дистиллированной водой. Данную операцию проводили до тех пор,пока не получили растворы с концентрациями родаминов 0,1 мкг/мл.
Затем готовилинесколько растворов с различными концентрациями в колбах на 25 мл.Спектры возбуждения флуоресценции и флуоресценции и значения интенсивностифлуоресценции измеряли на спектрофлуориметре «Панорама» (НПФ «Люмэкс», г. СанктПетербург) и портативном фотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420».Спектрофлуориметр «Панорама» работает в области длин волн λ возбуждения 210500 нм, λ регистрации 300-700 нм. Время выхода на режим составляет менее 30 минут,ширина щели 10 нм, скорость перестройки монохроматоров 50 нм/сек, погрешностьустановки монохроматоров составляет менее 3 нм, отношение сигнал/шум длякомбинационного рассеяния воды на длине волны возбуждения 350 (регистрация 400 нм)при постоянной времени 2 секунды, не менее 200.Портативный фотометр-флуориметр «Унифот-люм 8С-420» позволяет измерятьоптическую плотность, люминесценцию, рассеяние растворов в видимой области спектра.12В состав фотометра входят:• Оптический кюветный блок• Блок питания• Измерительный блок.Оптический кюветный блок содержит источники излучения, ячейку с исследуемымобразцомифотоприемник.Вкачествеисточниковизлученияиспользуютсяполупроводниковые светодиоды, работающие на длинах волн: 470 нм (синий), 505 нм(сине-зеленый), 525 нм (зеленый), 625 нм (оранжевый), 660 нм (красный).Приемниками излучения служат фототранзисторы.
В качестве измерительного блокаиспользован обычный милливольметр.Отличительнойпереключенияособенностьюфотоприёмников,даннойпозволяющаямоделифотометрапоочерёдноизмерятьявляетсясхемаинтенсивностипрошедшего через образец и рассеяного образцом света. В первом варианте приборработает как флуориметр и нефелометр. Кроме того, при отключенных источниках светаприборработаеткаклюминометр,т.е.измеряетсобственнуюневозбуждённуюхемилюминесценцию раствора.3.2.
Спектральные характеристики родаминовых красителей наразных приборахПроведено сравнительное изучение спектральных характеристик родаминовыхкрасителей на двух приборах: спектрофлуориметре «Панорама» (НПФ «Люмэкс», г. СанктПетербург) и портативном фотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420». На рис. 1-3представлены спектры возбуждения флуоресценции и флуоресценции родаминов 6G, 3В, Ссоответственно. Из-за ограниченного набора светодиодов чётко разрешённых спектроввозбуждения и флуоресценции на фотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420»получить не удалось. На спектрофлуориметре «Панорама» нормированные спектрывозбуждения и флуоресценции для изученных родаминовых красителей одинаковы поформе и незначительно различаются положением максимума. В табл.1 приведенымаксимумы спектров возбуждения флуоресценции и флуоресценции родаминовыхкрасителей в водном растворе.13а)I, y.e.1.6спектрфлуоресценции1.20.80.40450500550I/Imax,A/Amax600л, нмСпектрфлуоресценцииСпектрвозбужденияб)10.80.60.40.20400450500550600650л, нмРис.1.
Спектры возбуждения и флуоресценции родамина 6G, зарегистрированные нафотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420» (а) и на спектрофлуориметре«Панорама» (б)С Род.6G=0,16 мкг/мл14а)I, y.e.спектрфлуоресценции0.60.40.20450500I/Imax,A/Amax550л, нм600спектрвозбужденияспектрфлуоресценцииб)10.80.60.40.20450500550600650л, нмРис.2. Спектры возбуждения и флуоресценции родамина 3В, зарегистрированные нафотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420» (а) и на спектрофлуориметре«Панорама» (б)С Род.3В=0,16 мкг/мл15а)спектрфлуоресценцииI, y.e.0.60.40.20450I/Imax,A/Amaxλ, нм500550600СпектрвозбужденияСпектрфлуоресценцииб)10.80.60.40.20400450500550600650л, нмРис.3.
Спектры возбуждения и флуоресценции родамина С, зарегистрированные нафотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420» (а) и на спектрофлуориметре«Панорама» (б)С Род. С = 0,1 мкг/мл16Таблица 1Максимумы спектров возбуждения флуоресценции (λв, нм) и флуоресценции (λфл, нм)родаминовых красителей в водном растворе.С, мкг/мл: 0,1 - родамин С; 0,16 – родамин 6G, родамин 3ВУнифот-люм 8С-420ПанорамаКрасительλфл , нмλв , нмλфл , нмРодамин С525550576Родамин 6G525524550Родамин 3В525555580173.3. Метрологические характеристики определенияродаминовых красителей на разных приборах3.3.1.
Воспроизводимость определенияВ рамках решения вопроса о получении правильных и воспроизводимыхрезультатов измерений интенсивностей излучения родаминовых красителей в растворе,представляло интерес получение данных о воспроизводимости измеряемого сигнала вшироком диапазоне определяемых содержаний.На рис.4 (а, б) приведены зависимости относительного стандартного отклонения отвеличины измеряемого сигнала на двух используемых в работе флуориметрах фотометрефлуориметре «Унифот-люм 8С-420» (а) и спектрофлуориметре «Панорама» (б). Как видноиз рисунка минимальная погрешность измерения сигнала флуоресценции родамина 6G(Sr<0,02) наблюдается при измерении интенсивности в интервале от 110 до 250 мВ напортативном фотометре-флуориметре «Унифот-люм 8С-420» и от 0,1 до 2 у.е.
наспектрофлуориметре «Панорама» (Sr<0,04).На рис. 5 приведена зависимость относительного стандартного отклоненияопределения родамина 6G от его концентрации на двух используемых приборах. Как видноиз сравнения данных, содержание родамина 6G в растворе можно определять примерно содинаковой воспроизводимостью на обоих приборах. Полученные зависимости позволяютграфическинайтинижнююграницуопределяемыхсодержаний.Результатысвидетельствуют, что оба прибора можно эффективно использовать для определенияродаминовых красителей в водном растворе.18а)Sr0.080.060.040.020050100150250 I, mB200б)Sr0.250.20.150.10.05000.511.522.5I, y.e.Рис.4.
Зависимости относительного стандартного отклонения от величины сигнала дляродамина 6G, полученные при помощи фотометра-флуориметра «Унифот-люм 8С420» (а) и спектрофлуориметра «Панорама» (б)19SrПанорамаУнифот-люм 8C-4200.250.20.150.10.05000.050.10.150.20.250.30.350.40.45C,мкг/млРис.5. Зависимости относительного стандартного отклонения от концентрации родамина6G, полученные при помощи разных приборов203.3.2. Концентрационные зависимостиИзучены зависимости интенсивности флуоресценции от содержания родаминовыхкрасителей в водном растворе. Измерения проводили с использованием фотометрафлуориметра «Унифот-люм 8С-420» и спектрофлуориметра «Панорама».
На рис. 6, 7представлены градуировочные графики, полученные на двух приборах. Ниже приведеныуравненияградуировочныхграфиковдляопределенияродаминовыхкрасителей(V=25мл):КрасительУнифот-люм 8С-420ПанорамаРодамин СI = 72 + 626 • cr = 0,980I=2•cr = 0,999Родамин 6GI = 24 + 1567 • cr = 0,992I=5•cr = 0,994Родамин 3ВI = 72 + 195 • cr = 0,988I=1•cr = 0,986В табл. 2 приведены метрологические характеристики определения родаминовыхкрасителей.
Из сравнения метрологических характеристик видно, что аппаратныевозможностипортативногофотометра-флуориметра«Унифот-люм8С-420»испектрофлуориметра «Панорама» различны.21I, мВ600Rh 6GRh 3BRh C400200000,20,40,60,8С, мкг/млРис.6. Градуировочные графики для определения родаминовых красителей в водномрастворе,полученныеприпомощипортативногофотометра-флуориметра«Унифот-люм 8С-420»λ фл = 525 нм22I, y.e.2.52Rh 6GRh 3B1.5Rh C10.5000.20.40.60.8C, мкг/млРис.7. Градуировочные графики для определения родаминовых красителей в водномрастворе, полученные при помощи спектрофлуориметра «Панорама»λфл, нм: Rh 6G - 550, Rh 3В - 580, Rh С - 57623Таблица 2Метрологические характеристики определения родаминовых красителейV=25мл, n=3, p=0,95Унифот-люм 8С-420КрасительПанорамаДиапазонопределяемыхсодержаний,мкг/млДиапазонопределяемыхсодержаний,мкг/млСmin,мкг/млSrСmin,мкг/млSrРодамин С8•10-2 - 6•10-12•10-20,046•10-4- 6•10-12•10-40,02Родамин 6G3•10-2 - 4•10-11•10-20,074•10-4- 4•10-11•10-40,04Родамин 3В2•10-1 - 8•10-15•10-20,074•10-3- 8•10-14•10-40,03244.
Выводы1.Фотометр-флуориметр«Унифот-люм8С-420»пригодендляизмеренияфлуоресценции растворов. К достоинствам фотометра «Унифот-люм 8С-420»следует отнести: простоту и дешевизну кюветного блока, малые размеры датчика,стабильность показаний во времени, современный дизайн, компактность и малыйвес, удобство в эксплуатации.2.Воспроизводимость результатов анализа, полученных с применением фотометра«Унифот-люм 8С-420», практически не отличается от величин, полученных наспектрофлуориметре «Панорама».3.Пределы обнаружения и нижние границы определяемых содержаний определяемыхкомпонентов с применением фотометра «Унифот-люм 8С-420», выше примерно надва порядка, по сравнению с определением, выполненным с использованиемспектрофлуориметра «Панорама».4.Методики, выполненные с применением фотометра «Унифот-люм 8С-420»,отличаются более узким диапазоном определяемых содержаний.255.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
