Przejdź do głównej zawartości

Spektroskopia, spektrofotometria

1. Spektroskopia

-  nauka o powstaniu i interpretacji widm powstajacych w wyniku oddzialywan wszelkich rodzajow promieniowania na materie rozumiana jako zbiorowisko atomow i czasteczek. Spektroskopia jest tez czesto rozumiana jako ogolna nazwa wszelkich technik analitycznych polegajacych na generowaniu widm.

I_0 - natezenie swiatla padajacego
I - natezenie swiatla po przejsciu przez absorbujacy osrodek

- W procesie absorbcji swiatlo zachowuje sie jak strumien czasteczek elementarnych i moze byc pochlaniane tylko w okreslonych porcjach, ktorych wielkosc zalezy od czestotliwosci swiatla ν.

E = hν

, gdzie  h - stala Plancka

Kwant swiatla, czyli foton niosacy te okreslona porcje energii moze oddzialywac z elektronem walencyjnym w atomie substancji osrodka. Jezeli energia fotonu rowna jest roznicy energii pomiedzy dowolnym stanem  wzbudzonym elektronu a stanem podstawowym, wowczas foton zostanie pochloniety (nastepuje absorpcja fotonu). Gdy energia fotonu jest inna, wowczas albo przechodzi on przez substancje bez przeszkod, albo jest rozpraszany. na skutek absorbacji fotonu atom przechodzi w stan wzbudzenia o wyzszej energii. Wzbudzone atomy powracaja do stanu podstawoweggo emitujac foton o takiej samej lub mniejszej energii. Zmniejszenie energii emitowanego fotonu w porownaniu z energia fotonu absorbowanego nosi nazwe luminescencji.

Podstawa spektrofotometrii absorpcyjnej w badaniach roztworow jest prawo Bouguera-Lamberta-Beera (Beera-Waltera), okreslajace liniowa zaleznosc absorbancji od stezenia:

A = log
I
I_t
0 = ε c l
, gdzie A - absorbancja, ε - molowy wspolczynnik absorpcji, c - stezenie , l - grubosc warstwy absorbujacej.

Prawo to spelnione jest dla roztworow rozcienczonych. W przypadku stezonych roztworow obserwuje sie odstepstwa od liniowosci, wynikajace z nakladania sie przekrojow czynnych obiektow absorbujacych promieniowanie badz w wyniku tworzenia sie asocjatow, polimerow lub dodatkowych oddzialywan.

Wychodzaca ze zrodla promieniowania wiazka zostaje rozszczepiona przez monochromator (siatka dyfakcyjna , rzadziej pryzmat) na poszczegolne fale, tworzac uporzadkowane wedlug dlugosci fali continuum. Z tego continuum szczelina wycina wiazke o bardzo waskim zakresie dlugosci fal, tak, ze traktowac ja mozemy jako wiazke monochromatyczna (zawierajaca tylko jedna dlugosc fali) o natezeniu I_0. po przejsciu tej "monochromatycznej" wiazki przez badany roztwor , traci ona na natezeniu , bowiem czesc jej energii zostala zaabsorbowana przez obecne w badanym zwiazku elektrony walencyjne. Po przejsciu przez roztwor wiazka ma natezenie I_x. Stosunek natezenia wiazki po przejsciu przez absorbujace srodowisko do natezenia wyjsciowego, wyrazony w procentach nazywamy transmitancja T=I_x/I_0. Drugim waznym pojeciem zwiazanym z pochalnianiem energii promieniestej przez substancje jest pojecie absorbancji (A), ktora definiujemy jako logarytm dziesietny z odwrotnosci transmitnacji.

transmitancja     T = I_x/I_0

absorbancja       A = lg 1/T = lg I_0/I_x


Zatem, jesli badany roztwor pochlanie 90% promieniowania o danej dlugosci fali, to powiemy, ze jego transmitancja przy tej dlugosci dali wynosi 10%, zas absorbancja bedzie wynosic lg(100/10)=1

Poniewaz podstawowe prawa spektroskopii zwiazane  z nazwiskami odkrywcow - Lamberta, Beera i Waltera, mowia, ze proporcjonalne zaleznosci zachodza miedzy stezeniem, gruboscia warstwy absorbujacej i absorbancja, ta ostatnia jest czesciej uzywana w praktyce, nie nalezy jednak zapomniec, co ona de facto oznacza. Bedaca dzis standardem gorna granica pracy spektofotometrow pozwalajaca oznaczac do wartosci abdorbancji rownej 2, oznacza , ze aparat jest wstanie mierzyc wiarygodnie natezenia promieniowania 100-krotnie slabszego niz wychodzace ze zrodla. Absorbancja rowna 3, jako gorna granica mozliwosci aparatu, oznacza juz mozliwosc pomiaru promieniowania oslabionego 1000-krotnie.

Budowa spektrofotometru:
- zrodlo promieniowania
-wiazka promieniowania
- monochromator
-szczelina
-przeslona
- wiazka "monochromoatyczna
- wiazka zwieciadlo sektorowe
-kuweta z probka badana
-kuweta z probka odniesienia


Wiazka promieniowania ze zrodla trafia do monochromatora, gdzie zostaje rozszczepiona, a nastepnie przechodzac przez waska szczeline (fizycznie - ulamek milimetra) staje sie wiazka prawie monochromatycznej" wiazki nie przekraczaja w dobrych spektofotometrach ulamka nanometra ( w popularnych, tanich przyrzadach osiagaja wielkosc do kilku nanometrow).
nastepnia wiazka trafia na wirujace zwierciadlo sektorowe, ktore okresowo zmienia jej bieg.  Jesli trafi na sektor ze zwierciadlem, biegnie dalej droga przez kuwete z probka odniesienia ("slepa proba") i dalej do detektora mierzacego natezenie wiazki. Jesli trafi na sektor pusty, biegnie droge prowadzaca przez probke badana i dalej do detektora. Detektor otrzymujac kolejne sygnaly o natezenie wiazki przechodzacej przez probke odniesienia, ktore traktuje jako 100% natezenia, i probke badana, oblicza absobancje roztworu badanego. Poniewaz "slepa proba" najczesciej rozni sie od probki badanej tylko tym, ze nie zawiera nalitu (czyli substancji oznaczanej), obliczona absorbancja dotyczy tylko mierzonego analitu. Rejestrujac wartosci absorbancji w funkcji zmieniajacej sie dlugosci fali przechodzacej przez roztwor otrzymujemy widmo. Zmiany dlugosci fali najczesciej uzyskuje sie mieniajac w sposob ciagly i automatyczny kat monochromatora w stosunku do padajacej nan wiazki ze zrodla promieniowania.

2.

Aby zmierzyc aktywnosc enzymu i czy wyizolowanym bialkiem jest szukany przez nas enzym - lizozym. Zmierzylismy absorbancji po dodaniu wizolowanego bialko do populacji bakterii gram (+) za pomoca spektofotometru.

Spektrofotometria - technika spektroskopowa podlegajaca na ilosciowym pomiarzem absorbancji emisji lub odbicia swiatla.

Absorancja - jest to proces pochlaniania energii fali elektromagnetycznej przez sekwencje definiowana jako logarytm dziesietny z odwrotnoscia transmisji

Transmisji - zas jako stosunek natezenia wiazki po przejsciu przez absorbujace srodowisko do natezenia wyjsciowego.

Przechodzac do samej spektofotmetrii

Wychodzace ze zrodla promieniowania wiazka zostaje rozszczepiona przez monochromator (siatka dyfrakcyjna, rzadziej pryzmat) na poszczegolne fale, tworzac uporzadkowany wg. dlugosci fali continuum. Z tego continuum szczelina wyczna wiazke o dlugosci fal, tak, ze traktowac ta mozemy jako wiazke monochromatyczna (zawierajaca tylko jedna dlugosc fali - 450nm) o natezeniu I_0. Nastepnie wiazka trafia na wirujace zwierciadlo sektorowe, ktore okresowo zmienia jej bieg. Jezeli trafia na sektor ze zwierciadlem, biegnie dalej droga przez kuwete z proba odniesienia "slepa proba" i dalej do detektor mierzenia natezenia wiazki. Jesli trafi na sektor pusty, biegnie droge prowadzaca przez probke badana i dalej do detektora. Detektor otrzymujac kolejne sygnaly o natezeniu wiazki przechodzacej przez probke odniesienia , ktore traktuje jako 100% natezenia i probke badana, oblicza absorbancje roztworu badanego.

Przejdzmy do wynikow ktore otrzymalismy (Przechodzac do wynikow).
Do kuwety dodalismy roztworu 0,2 mg gram (t) bakterii Miccrococcus Lysodeikticus w ml wody.

Przy tym roztworze absorbancja wynosila ok 1,45. w czasie trwanie pomiaru  nastapily 3 gwaltowne zmiany absorbancji, spowodowane dodaniem poszczegolnych frakcji:

1) Pierwsza oczyszczona frakcja bialka
2) Frakcja kolumne dodatkowo przemyta buforem podstawowym
3) Frakcja kolumna dodatkowo przemyta buforem pod z 2 M sole octanu amonu

- gwaltowne spadki byly spowodowane rozcienczeniem

- zas wzrosty prawdopodobnie  przyslonieciem wiazki pomiarowej koncowke pipety.

Po dodaniu kolejnych frakcji i ustabilizowane nastepowal sukcesywny spadek absorbancji lecz o roznym nasileniu.

- najslabiej (prawie wogole) spadla absorbancja po dodaniu 1 frakcji, a zdecydowanie szybciej po dodaniu 3

- spadek absorbancji jest w tym momencie rownowazny ze spadkiem licznosci populacji bakterii -> spowodowanej dodaniem enzymu

- spadek jest tym intesywniejszy im wieksze jest ilosc aktywnego bialka

- poprzemyciu kolumny jonowymiennej buforem z 2 M sola uzyskoliszny najwieksza ilosc bialka (enzymu)

-nasz pomiar trwal niecale 300 s - to jest 5 min. Absorbanuje spadla z 1,45 do 0,6. Jes to ilosc dlugo jak na enzym. Lizozym jest 1 z najwolniejszych enzymow znanych biochemii.

Wizolowanie bialko to lizoym , swiadczy o tym:
-spadek absorbancji podczas spektrofotometrii a co za tym idzie spadek ilosci bakterii
- co zmniejszonia absorbancji
- to wogole przemieszczal sie przez kolumne jonowymienna

Komentarze

Popularne posty z tego bloga

Anatomia Ssaków

I. UKŁAD RUCHOWY - POŁĄCZENIA 1. ) Połączenia włókniste do tej grupy należy więzozrost, szew oraz wiklinowanie. W więzozroście kości są połączone za pomocą tkanki łącznej włóknistej lub sprężystej. Rozpowszechnione na dużym obszarze występują pod nazwą błony międzykostnej lub więzadła. 1.1 . ) Szew -stanowi obszerna grupę połączeń. Występuje przeważnie w czaszce. Ze względu na charakter łączonych ze sobą kośc przyjęto kilka rodzajów szwów:  piłowaty, łuskowaty liściasty , płaski. a) pilowaty - występuje wtedy gdy krawędzie łączonych ze sobą kości mają kształt zębów piły np.szew potyliczno - międzyciemieniowy. b) liściasty -gdy kości zachodzą na siebie podobnie jak łuski ryby np. między kością ciemieniową a skroniową. c)płaski - tworzą kości równoległe do siebie, płasie i gładkie np. szew polityczno- łuskowy. 1.2.) Wiklinowanie -połączenie zębów z okostna zębodołu. 2.) Połączenia chrząstkowe -dzielą się na dwie zasadnicze grupy chrząstkozrost i spojenie...

"Żona Lota" Anna Achmatowa

Anna Achmatowa "Żona Lota" "I obejrzała się żona jego idąc za nim, a obróciła się w słup solny" (Genesis 19,26) "I szedł sprawiedliwy za mężem od Boga, Ogromny i jasny, na czarnej szczyt góry, A żonie Lotowej szeptała tak trwoga: Nadążysz, a teraz spójrz jeszcze za mury, Na wieże czerwone roszinnej Sodomy, Na plac, gdzieś nuciła i przędła, i żyła, Na okna już puste w wysokim tym domu, Gdzieś dzatki miłemu mężowi rodziła. Spojrzała - i skute w śmiertlenej niemocy jej nogi, tak bystre, przyrosły do ziemi, I widzieć nie mogły już więcej jej oczy, Bo Pan ją w przejrzysty słup soli zamienił. To strata niewielka, jak łza w oceanie, Lecz któż tę kobietę opłacze na ziemi? O, tylko w mym sercu na zawsze zostanie Bo życie oddała za jedno spojrzenie." Przekład Gina Gieysztor 1) Co zapowiada tytuł? Tytuł "Żona Lota" zapowiada, że w utworze będzie  mowa o wydarzeniach biblijnych (ze Starego Testamentu) i że w centrum wydarzeń z...

Kolo, okrag

1. Pole i obwod kola Pole kola P = πr^2 Obwod kola L = 2 πr r -  dlugosc promienia kola 2. Dlugosc luku Luk jest okreslony przez promien okregu r i kat srodkowy α. Dlugosc zaznaczonego luku AB i obwod okregu L pozostaja w takim samym stosunku wzglednie siebie jak kat srodkowy α i kat pelny 360o. AB/L = α/360o Dlugosc luku wycinka kola o promieniu r wycietego przez kat srodkowy o mierze α jest rowna 2πr * α/360o. 3. Pole wycinka kola Kat srodkowy α. Pole tego wycinka kolo P_w i pole kola P pozostaja w takim samym stosunku wzgledem siebie jak kat srodkowy α i kat pelny 360o. P_w/P = α/360o Pole wycinka kola o promieniu r wycietego przez kat srodkowy o mierze α jest rowne πr^2 * α/360o . 4.  W czasach starozytnych zauwazono, ze stosunek dlugosci okregu do dlugosci srednicy jest dla wszystkich okregow ta sama liczba, liczbe te oznaczono grecka litera π. Babilonczycy przyjmowali, ze liczba to jest rowna 3, Egipcjanie (16/9)^2, Archimedes podawal 22/7. W 16...