ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫАНАЛИЗА
К оптическим методам анализа относят физико-химические методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Это взаимодействие приводит к различным энергетическим переходам, которые регистрируются экспериментально в виде поглощения излучения, отражения и рассеяния электромагнитного излучения. Оптические методы включают в себя большую группу спектральных методов анализа.
Оптические методы анализа
Оптические методы основаны на идентификации спектров веществ, а также на измерении интенсивности поглощаемого, излучаемого, отраженного или рассеянного света.
Спектр – совокупность спектральных линий, каждая из которых отвечает электромагнитному излучению определенной длины волны, то есть определенной энергии электромагнитного излучения.
Длина волны спектральной линии (λ) – качественная характеристика атома или функциональной группы молекулы; используется для качественного анализа.
Интенсивность спектральной линии (I) пропорциональна концентрации анализируемого элемента или вещества; используется для количественного анализа.
Для качественного и количественного определения химических элементов в биологических жидкостях и тканях, в лекарственных препаратах и других объектах служит спектрально-эмиссионный анализ. Он заключается в изучении спектра света, который испускают атомы и молекулы, возбужденные различными способами, например нагреванием до высоких температур. Разновидностью эмиссионного анализа является метод пламенной фотометрии, позволяющий определять содержание в биологических образцах ионов калия, натрия, лития и др.
|
|
Для измерения поглощения света веществом с целью анализа состава и структуры образца широко применяют фотометрические и спектрофотометрические методы (колориметрию, фотометрию, спектрофотометрию). Приборы, служащие для этой цели, получили название колориметров, фотометров, спектрофотометров. Спектрофотометры позволяют изучать характерные спектры поглощения различных веществ и устанавливать их химическое строение и количественное содержание в растворах, например ферментов, гормонов, витаминов, нуклеиновых кислот, углеводов, спиртов, липидов и др.
Величина рассеяния света исследуемыми объектами, например коллоидными растворами, определяется методом нефелометрии и турбидиметрии. О содержании вещества судят по интенсивности светового потока, который рассеивается взвешенными частицами определяемого вещества (нефелометрия), или по поглощению светового потока этими частицами (турбидиметрия).
Для измерения концентрации и изучения свойств оптически активных молекул применяют поляриметры и спектрополяриметры. В медицине они находят наибольшее практическое применение при определении концентрации сахара в моче (сахарометрия).
Поглощение света веществом нередко сопровождается возникновением вторичного излучения с меньшей длиной волны (см.Люминесценция). Приборы, служащие для изучения люминесценции, получили название флюориметров, спектрофлюориметров, микроцитоспектрофлюориметров. Они используются для структурного анализа биологически активных молекул, определения количественного содержания в образце витаминов, ферментов, промежуточных продуктов обмена, стероидов.
|
|
Библиогр.: Практическое руководство по физико-химическим методам анализа, под ред. И.П. Алимарина и В.М. Иванова, с. 5, М., 1987.
ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫИССЛЕДОВАНИЯ, методы анализа веществ, основанные на изучении их оптич. свойств. К О. м. и. относятся: фотометрич. методы, нефелометрия и турбидиметрия, рефрактометрия, поляриметрия, спектральный и люминесцентный анализы.
К фотометрическим методам относят спектрофотометр ню и фотоколориметрию, осн. на измерении поглощения света определяемым веществом в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Фотометрич. (абсорбционные) методы основаны па избирательном поглощении света исследуемым веществом и подчиняются закону Бугера — Ламберта — Бера (поглощение света пропорционально концентрации поглощающего вещества и толщине поглощающего слоя). При фотометрич. методах анализ проводят по поглощению монохроматич. света. Спектрофотометрия — один из наиболее точных фотометрич. методов анализа, применяемых в биохимии. Её используют для количеств. определения (с большой точностью): белков, нуклеиновых к-т, витамина А, НАД, НАДФ, 17-оксикортикостероидов в моче и плазме крови; при изучении мн. ферментов. В биохимич. исследованиях применяются спец. приборы — спектрофотометры типов СФ-4А, СФ-16 и др. Фотоколориметрию используют при исследовании ферментов (кишечная щелочная фосфатаза, альдолаза и трансаминазы сыворотки, β-глюкуронидаза и др.), глюкозы, аминокислот, белков, фосфора, железа и др. В биохимич. лабораториях чаще пользуются фотоэлектроколориметрами типа ФЭК-М и др., а также фотоэлектрич. фотометрами, снабжёнными светофильтрами.
|
|
В основе нефелометрии и турбидиметрии лежит явление рассеяния или поглощения света твёрдыми или коллоидными частицами, находящимися в р-ре. Нефелометрия основана на измерении интенсивности светового потока, рассеянного твёрдыми частицами, находящимися в р-ре; турбидиметрия — на измерении ослабления интенсивности светового потока, прошедшего через р-р, содержащий твёрдые частицы (интенсивность уменьшается вследствие поглощения и рассеяния светового потока). Нефеломегранализ осуществляют с помощью фотоэлектрич. колориметров-нефелометров типов ФЭК-Н-57, ФЭК-56 и др. В качестве турбидиметров могут быть использованы колориметры. Нефелометрич. методы используют для определения малых концентраций веществ в р-ре: ртути, мышьяка, сурьмы, серы.
Спектральный анализ — качественный и количественный анализ состава вещества, основан на исследовании его оптич. спектров. Различают атомный, эмиссионный, спектральный (по оптич. спектрам испускания атомов), атомно-абсорбционный (по оптич. спектрам поглощения атомов) анализы. Качеств. анализ производят по положению спектральных линий, количественный — по их интенсивности. В вет. исследованиях для изучения содержания ионов металлов и солей в организме широко применяют спектрографы (ИСП-28, ИСП-51 и др.), регистрирующие спектры на фотоплёнке и различающиеся разрешающей способностью, а также атомные абсорбционные спектрофотометры (модель 207, Япония) для определения концентрации Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, Pb, Zn в жидкостях и тканях организма. В биохимич. исследованиях применяют и рентгеноспектральный анализ (по рентгеновским спектрам).
Люминесцентные методы анализа состава вещества основаны на люминесценции — свечении под воздействием облучения светом, электронами, в результате химич. реакций и т. д. В зависимости от длительности свечения различают флюоресценцию и фосфоресценцию. Количеств. анализ осуществляют на основе зависимости интенсивности флюоресцентного излучения от концентрации вещества. Флюоресцентное излучение, измеряемое спец. приборами — флюорометрами ФМ-1 и электронным флюорометром ЭФ-ЗМ, используют для количеств. определения витаминов B1, B2, фолиевой к-ты, гетероауксина, адреналина, стероидных гормонов, кодегидрогеназ, триптофана, антибиотиков (ауреомицинов), жёлчных к-т, жиров, порфиринов и др., а также нек-рых лекарств. веществ. Свежесть мяса и рыбы можно определить спец. флюорометром. Флюоресцентные спектрофотометры (модель МПФ-2А и модель 203, Хитати, Япония) позволяют исследовать аминокислоты, амины, витамины, стероиды, пуриновые и пиримидиновые основания и др. метаболиты. Применяется также т. н. сортовой люминесцентный анализ, отделяющий внешне похожие разные объекты (напр., нормальные клетки от опухолевых).
Лит.: Ляликов Ю. С., Физико-химические методы анализа, 4 изд., М.— Л., 1964; Кармолиев Р. X., Современные биохимические методы исследования в ветеринарии и зоотехнии, М., 1971.
Классификация оптических методов
Яндекс.Директ
 Клиника «Ассута» в ИзраилеДиагностика и лечение в Израиле. Ведущие специалисты. Обращайтесь напрямую!О больнице Ассута·Цены на лечение·Все отделения клиникиАдрес и телефонassuta-hospital.comЕсть противопоказания. Посоветуйтесь с врачом.
|
 Надоели скучные игры?Приходи к нам, у нас весело!go.gamenet.ru
|
К оптическим методам относятся рефрактометрия, поляриметрия, абсорбционные оптические методы.
Рефрактометрический анализ широко применяют при исследовании таких пищевых продуктов, как жиры,томатные продукты, варенье, джем, соки и др.
Рефрактометрический анализ основан на измерении показателя преломления (рефракции) веществ, по которому следует судить о природе вещества, чистоте и содержании в растворах.
Преломление луча света возникает на границе двух сред, если среды имеют различную плотность.
Отношение синуса угла падения (а) к синусу угла преломления (В) называют относительным показателем преломления (п) второго вещества по отношению к первому и является величиной постоянной:
Показатель преломления вещества зависит от его природы, а также от длины волны света и от температуры.
При падении угла света под углом 90° угол преломления называется предельным углом преломления, а его величина зависит только от показателей преломления этих сред, через которые проходит свет. Поэтому, если известен показатель преломления одной среды, то, измерив предельный угол преломления, можно определить показатель преломления исследуемой среды.
Поляриметрический метод основан на свойстве некоторых веществ изменять направление световых колебаний.
Вещества, обладающие свойством изменять направление колебаний при прохождении через них поляризованного света, называются оптически активными. Особенности строения молекул Сахаров обусловливают проявление оптической активности в растворах.
У поляризованного луча, пропущенного через слой раствора оптически активного вещества, меняется направление колебаний, а плоскость поляризации оказывается повернутой на некоторый угол, называемый углом поворота плоскости поляризации, который зависит от поворота плоскости поляризации, концентрации и толщины слоя раствора, длины волны поляризованного луча и температуры.
Оптическая активность вещества характеризуется удельным вращением (s), под которым понимают угол, на который повернется плоскость поляризации при прохождении поляризованного луча через раствор, в 1 мл которого содержится 1 г растворенного вещества при толщине слоя раствора (длине поляризационной трубки), равной 1 дм.
Угол вращения плоскости поляризации а определяют по формуле
где l-длина трубки, дм;
С —концентрация вещества, г/100 мл.
Из этой формулы легко вычислить концентрацию С, если известен угол вращения:
Оптические абсорбционные методы — это методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения анализируемыми веществами. Именно оптические абсорбционные методы получили широкое распространение в научно-исследовательских и сертификационных лабораториях. При поглощении света атомы и молекулы поглощающих веществ переходят в новое возбужденное состояние. В зависимости от вида поглощающих веществ и способа трансформирования поглощенной энергии различают атомно-абсорбционный, молекулярно-абсорбционный анализ, нефелометрию и люминесцентный анализ.
Атомно-абсорбционный анализ основан на поглощении световой энергии атомами анализируемых веществ.
Молекулярный абсорбционный анализ основан на поглощении света молекулами анализируемого вещества и сложными ионами в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра (спектрофотометрия, фотоколориметрия, ИК-спектроскопия).
Фотоколориметрия и спектрофотометрия основаны на взаимодействии излучения с однородными системами, их обычно объединяют в одну группу фотометрических методов анализа.
Нефелометрия основана на поглощении и рассеянии световой энергии взвешенными частицами анализируемого ве-щества.
Люминесцентный (флуорометрический) анализ основан на измерении излучения, возникающего в результате выделения энергии возбужденными молекулами анализируемого вещества.
Люминесценцией называют свечение атомов, ионов, молекул и других более сложных частиц вещества, которое возникает в результате перехода в них электронов при возвращении из возбужденного в нормальное состояния.
Чтобы вещество стало люминесцировать, к нему необходимо извне подвести определенное количество энергии. Частицы вещества поглощают энергию, переходят в возбужденное состояние, пребывая в нем некоторое время. Затем они возвращаются в состояние покоя, отдавая при этом часть энергии возбуждения в виде квантов люминесценции.
В зависимости от вида возбужденного уровня и времени пребывания в нем различают флуоресценцию и фосфоресценцию.
Флуоресценция — это вид собственного свечения вещества, которое продолжается только при облучении. Если источник возбуждения устранить, то свечение прекращается мгновенно или спустя не более 0,001 с.
Фосфоресценция — это вид собственного свечения вещества, которое продолжается после отключения возбуждающего света.
Для исследования продтоваров используют явление флуоресценции.
С помощью люминесцентного анализа можно обнаружить в исследуемом образце присутствие вещества в концентрации 10-11 г/г. Этот метод используется для определения некоторых витаминов, содержания белков и жиров в молоке, исследования свежести мяса и рыбы, диагностики порчи овощей, плодов и обнаружения в продуктах консервантов, лекарственных препаратов, канцерогенных веществ, пестицидов.
Все оптические абсорбционные методы иногда объединяют в одну группу спектрохимических или спектроскопических методов анализа, хотя они имеют существенные различия по аппаратному оформлению, по виду поглощающих частиц и другим признакам. Методы разные, но в их основе лежат одинаковые законы светопоглощения.
Источник:https://www.znaytovar.ru/new114.html
Обнаружение атропина по УФ- и ИК-спектрам. Атропин в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимумы поглощения при 252, 258 и 264 нм; в ИК-области спектра основание атропина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1720, 1035 и 1153 см -1.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/101.html
СКОПОЛАМИН Яндекс.Директ Продажа растворителей в АлматыРастворители марки Автон, Синтез в наличии и на заказ доставка по городу. Точки продаж·Аэрозоли и разбавители·Контакты Адрес и телефонcarpaint.kz Скополамин (гиосцин) является алкалоидом, содержащимся в отдельных видах дурмана, скополии и др. Скополамин является сложным эфиром скопина и троповой кислоты. Этот алкалоид оптически активен (левовращающий). В медицине применяется гидробромид скополамина. Основание скополамина представляет собой сиропообразную жидкость, хорошо растворимую во многих органических растворителях, хуже растворяется в петролейном и этиловом эфирах и бензоле. Основание скополамина кристаллизуется с одной молекулой воды. Образующийся моногидрат основания скополамина плавится при 59 °С. Гидробромид скополамина растворяется в воде (1:3), этиловом спирте (1: 30), практически не растворяется в диэтиловом эфире и хлороформе. Скополамин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества скополамина экстрагируются хлороформом при рН = 8...10.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/102.html
Обнаружение скополамина по УФ- и ИК-спектрам. Основание скополамина в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимумы поглощения при 251, 257 и 263 нм; в ИК-области спектра основание скополамина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1725, 1041, 1165 и 1060 см -1.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/102.html
АТРОПИН Яндекс.Директ Надоели скучные игры?Приходи к нам, у нас весело! go.gamenet.ru Атропин является алкалоидом, содержащимся в белладонне, скополии и в некоторых других растениях. Атропин представляет собой сложный эфир тропина и троповой кислоты. Стереоизомером атропина является гиосциамин, вращающий плоскость поляризации влево. Под влиянием щелочей и температуры левовращающий гиосциамин превращается в атропин, который оптически неактивен. Он состоит из активного левовращающего и малоактивного правовращающего изомеров. В растениях в основном содержится гиосциамин, а при выделении его из растительного материала он превращается в рацемическую форму — атропин. Основание атропина растворяется в хлороформе (1:1), диэтиловом эфире (1: 60), этиловом спирте (1: 3), хуже растворяется в воде (1: 400). Сульфат атропина растворяется в воде (1: 1), этиловом спирте (1:4), практически не растворяется в диэтиловом эфире и хлороформе. Атропин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества атропина экстрагируются хлороформом при рН = 9...П (О. А. Акопян).
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/101.html
ХИНИН Хинин является алкалоидом, содержащимся в коре различных видов хинного дерева. В этой коре кроме хинина содержится хинидин, цинхонин, цинхонидин и ряд других алкалоидов. В состав молекулы хинина входят хинолиновый и хинуклидиновый циклы, связанные группой атомов — СН — ОН. Хинин является изомером хинидина. В медицинской практике применяются гидрохлорид, дигидрохлорид и сульфат хинина. Основание хинина растворяется в этиловом спирте (1:1), хлороформе (1: 3), диэтиловом эфире, насыщенном водой (1:4), слабо растворяется в воде. Гидрохлорид хинина растворяется в этиловом спирте (1:1), хлороформе (1:2), воде (1: 23), слабо растворяется в диэтиловом эфире. Сульфат хинина растворяется в этиловом спирте (1:95), слабо растворяется в воде (1: 810), диэтиловом эфире и хлороформе. Хинин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества хинина экстрагируются хлороформом при рН = 9...10.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/91.html
Обнаружение хинина по флуоресценции. Растворы хинина, подкисленные серной кислотой, имеют голубую флуоресценцию. При наличии ионов хлора и некоторых других ионов в растворах флуоресценция хинина ослабляется. Флуоресценция хинина как двухосновного основания зависит от рН среды. В кислой среде хинин имеет голубую флуоресценцию. В щелочной среде (рН~9) хинин имеет фиолетовую флуоресценцию. Продукты окисления хинина имеют желто-зеленую флуоресценцию.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/91.html
Выполнение опыта. Исследуемый раствор вносят в фарфоровую чашку и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 4—5 мл 0,1 н. раствора серной кислоты. Полученный раствор переносят в пробирку, которую облучают УФ-лучами. При наличии хинина появляется голубая флуоресценция раствора. От прибавления к этой жидкости нескольких капель 0,1 н. раствора гидроксида натрия интенсивность голубой флуоресценции ослабевает, а затем (при рН~9) появляется фиолетовая флуоресценция. Если к раствору хинина, подкисленному серной кислотой, прибавить несколько капель бромной воды, разбавленной десятикратным объемом воды (до полного тушения флуоресценции), а затем прибавить несколько капель 25 %-го раствора аммиака до щелочной реакции, то появляется желто-зеленая флуоресценция.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/91.html
Обнаружение хинина по УФ- и ИК-спектрам. Основание хинина в этиловом спирте имеет максимумы поглощения при 236, 278 и 332 нм, а хинин в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимумы поглощения при 250, 316 и 346 нм. В ИК-области спектра основание хинина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1235, 1510, 1030 и 1619 см -1.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/91.html
КОКАИН Яндекс.Директ Надоели скучные игры?Приходи к нам, у нас весело! go.gamenet.ru Кокаин является алкалоидом, который находится в листьях кока. Кроме кокаина (около 1 %) в этих листьях содержится ряд других алкалоидов (тропакокаин, циннамилкокаин, гигрин, кускгигрин и др.) и азотистых оснований. Из всех алкалоидов, находящихся в листьях кока, только кокаин применяется в медицине в виде гидрохлорида. По химическому строению кокаин представляет собой метиловый эфир бензоилэкгонина. Основание кокаина растворяется в хлороформе (1: 0,5), диэтиловом эфире (1: 4), этиловом спирте (1: 7), плохо растворяется в воде (1: 1300). Гидрохлорид кокаина растворяется в воде (1: 0,5), этиловом спирте (1: 4,5), хлороформе (1: 18), почти не растворяется в диэтиловом эфире. Кокаин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Максимальные количества кокаина экстрагируются хлороформом при рН = 7,0...8,5. Этот алкалоид в меньших количествах экстрагируется и из слабокислых растворов.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/103.html
Обнаружение кокаина по УФ- и ИК-спектрам. Раствор кокаина в этиловом спирте имеет максимумы поглощения при 230, 274 и 281 нм. Кокаин в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимумы поглощения при 233 и 275 нм, а также изгиб при 281 нм. В ИК-области спектра основание кокаина (диск с бромидом калия) имеет основные пики при 1275, 1700, 1106 и 1728 см -1.
Источник: https://www.xumuk.ru/toxicchem/103.html
В зависимости от характера взаимодействия вещества с электромагнитным излучением среди оптических методов анализа выделяют:
> абсорбционные, основанные на измерении поглощения веществом светового излучения. К ним относят колориметрию, фотоколориметрию, спектрофотометрию, атомно-абсорбционные методы;
> эмиссионные, основанные на измерении интенсивности света, излучаемого веществом. К ним относят флуориметрию, эмиссионный спектральный анализ и пламенную фотометрию.
Методы, основанные на взаимодействии светового излучения с суспензиями, подразделяют: > на турбидиметрию — измерение интенсивности света, поглощаемого неокрашенной суспензией;
> нефелометрию — измерение интенсивности света, отраженного или рассеянного окрашенной или неокрашенной суспензией.
К методам, которые базируются на явлении поляризации молекул под действием светового излучения, относят:
> рефрактометрию — измерение показателя преломления;
> поляриметрию — измерение угла вращения плоскости поляризации поляризованного луча света, прошедшего через оптически активную среду;
> интерферометрию — измерение сдвига интерференции световых лучей при прохождении их через кюветы с раствором вещества.
Токсикологическое значение и метаболизм. Токсикологическое значение атропина определяется как широким применением его в медицинской практике (возможность передозировки), так и широким распространением растений, содержащих производные тропана (отравление частями растений).
В медицине атропин применяется в глазной практике как средство, расширяющее зрачок (медриатическое), а также как спазмолитическое при бронхиальной астме, спастических коликах и т. п.
Токсическое действие атропина и других алкалоидов этой группы характеризуется возбуждением, выражающимся в галлюцинациях, повышенной подвижности, громком бессознательном разговоре, смехе и т. п.; после такого возбуждения наступает угнетение. Атропин парализует также окончания парасимпатических нервов, иннервирующих мускулатуру (глаз, сердца, легких, желудка, кишечника), и железы (слюнные, потовые и др.). Впоследствии наступает расширение зрачков, сохраняющееся часто даже после смерти, нарушение зрения, сухость в носу, хрипота, кожа становится сухой и горячей; обнаруживаются и другие признаки отравления.
Смертельная доза для человека 0,1 г. Из организма атропин выводится с мочой.
Картина вскрытия трупа обычно малохарактерна. В доказательстве отравлений важную роль может сыграть судебно-фар-макогностическое исследование остатков частей растений, если они найдены в желудке. Особенно характерны семена растений.
В отношении сохраняемости атропина в организме данные противоречивы. Одни исследователи считают, что атропин разрушается быстро, другие указывают, что он способен сохраняться в трупе после смерти до 3 недель и более. Л. И. Гельгесен и А. Ф. Рубцов показали, что атропин может сохраняться в биологическом материале животного происхождения до 2 лет. Изолирование производилось методом Крамаренко, качественное обнаружение-реакцией Витали - Морена и фармакологической пробой.
Биотрансформация атропина варьирует от одного вида животного организма к другому. Поскольку атропин является сложным эфиром, он прежде всего в организме подвергается гидролизу с образованием тропика и троповой кислоты (у кроликов, крыс и кошек этот процесс происходит под влиянием энзимы ат-ропинэстеразы). Меченный С14 в троповой кислоте атропин у крыс и мышей на 80-90% и 50-60% (соответственно) выделяется через 48 часов. Около 50% дозы представляет собой неизмененный атропин, -1-2% троповую кислоту и более 30%-неизвестные метаболиты. Троповая кислота, введенная мышам и крысам, выделяется с мочой в неизмененном виде.