آشنایی با دستگاه فلیمفتومتر ـ ایمان عادلینسب

فليم فتومتري شاخهاي از اسپكتروسكوپي اتمي است كه در آن نمونههاي مورد بررسي در اسپكترومتر به شكل اتم هستند و دو شاخه ديگر از اسپكتروسكوپي اتمي، اسپكترومتري جذبي AAS يا (Atomic Absorption Spectro metry) و ICP-AES coupled plasma-atomic emission spectrometry (يك تكنيك جديد و گران كه زياد استفاده نميشود) هستند. در تمام اين موارد، اتمهاي مورد بررسي با استفاده از نور تحريك ميشوند. تكنيكهاي جذب، ميزان جذب نور ناشي از انتقال الكترونها به سطح انرژي بالاتر را اندازه ميگيرند و تكنيكهاي تابشي شدت نوري را كه با برگشتن الكترون به سطوح انرژي پايينتر تشعشع ميشود اندازه ميگيرند.
فـلـيــم فـتــومـتــري بـراي تعييـن كمـي و كيفـي چندين نوع كاتيون، به ويژه فلزاتي كه به آساني تحريك شده و با دماي شعله نسبتا كم به سطوح انـرژي بـالاتـر مـيرونـد (مـانـنـد سديم، پتاسيم، كلسيم، Rb ،Cs ،Cu و Ba) مناسب است.
در اين تكنيك از يك شعله استفاده ميشود كه محلول را بخار و نيز فلز را تصفيه ميكند و سپس باعث انتقال الكترون ظرفيت به يك سطح انرژي بـالاتـر مـيشـود. با برگشت الكترون به حالت اولـيـه (گـرانـد اسـتـيـت) نـوري با يك طول موج مـشـخـص بـراي هـر فـلـز تـولـيـد مـيشـود. فـليم فتومترها از فيلترهاي نوري براي مانيتور كردن و جـسـتـجـوي نـور بـا طـول مـوج خـاص اسـتـفاده مـيكـنـند. بدین وسيله ميتوان با بررسي اين طول موجها و مقايسه آنها با طول موجهاي مـربـوط بـه فـلـزات شـنـاخـتـه شـده، نـوع فـلـزات موجود در نمونه مورد بررسي را تعيين كرد.
شدت نور تابيده شده را ميتوان توسط معادله Scheibe-Lomakin توصيف كرد:
در اين تكنيك از يك شعله استفاده ميشود كه محلول را بخار و نيز فلز را تصفيه ميكند و سپس باعث انتقال الكترون ظرفيت به يك سطح انرژي بـالاتـر مـيشـود. با برگشت الكترون به حالت اولـيـه (گـرانـد اسـتـيـت) نـوري با يك طول موج مـشـخـص بـراي هـر فـلـز تـولـيـد مـيشـود. فـليم فتومترها از فيلترهاي نوري براي مانيتور كردن و جـسـتـجـوي نـور بـا طـول مـوج خـاص اسـتـفاده مـيكـنـند. بدین وسيله ميتوان با بررسي اين طول موجها و مقايسه آنها با طول موجهاي مـربـوط بـه فـلـزات شـنـاخـتـه شـده، نـوع فـلـزات موجود در نمونه مورد بررسي را تعيين كرد.
شدت نور تابيده شده را ميتوان توسط معادله Scheibe-Lomakin توصيف كرد:
![]()
C غلظت المان، k ثابت تناسب و n ~ 1 (در قسمت خطي منحني كاليبراسيون)
بنابراين شدت نور تابيده شده مستقيما متناسب با غلظت نمونه است.
فليم فتومترها وسايل نسبتا سادهاي هستند. نيازي به منبع نور نيست چرا كه در حقيقت همان چيزي است كه اندازهگيري ميشود. انرژي مورد نياز براي برانگيخته كردن توسط دماي شعله تامين ميشود (حدود 2000 تا 3000 درجه سانتيگراد) كه با سوزاندن استيلن يا گازهاي طبيعي در حضور هوا يا اكسيژن تامين ميشود. با استفاده از گرماي شعله و تاثير كاهش گاز (سوخت) مولكولها و يونهاي نمونه مورد بررسي به اتم تجزيه ميشوند به عنوان مثال:
بنابراين شدت نور تابيده شده مستقيما متناسب با غلظت نمونه است.
فليم فتومترها وسايل نسبتا سادهاي هستند. نيازي به منبع نور نيست چرا كه در حقيقت همان چيزي است كه اندازهگيري ميشود. انرژي مورد نياز براي برانگيخته كردن توسط دماي شعله تامين ميشود (حدود 2000 تا 3000 درجه سانتيگراد) كه با سوزاندن استيلن يا گازهاي طبيعي در حضور هوا يا اكسيژن تامين ميشود. با استفاده از گرماي شعله و تاثير كاهش گاز (سوخت) مولكولها و يونهاي نمونه مورد بررسي به اتم تجزيه ميشوند به عنوان مثال:
![]()
اتمها در حالت گاز توليد يك خط در طيف ميكنند (و نه يك طيف پهن، چرا كه هيچ اتصال كووالانتي وجود ندارد بنابراين هيچ زيرسطح نوساني (vibrational sub-levels) وجود ندارد كه باعث پهن شدن پهناي باند شود).
حساسترين قسمتهاي دستگاه هواكش (aspirator) و قسمت گرم كن (burner) هستند. گازها نقش مهمي در هواكشي دارند. هوا نمونه را طبق قانون برنولي ميمكد و آن را به هواكش ميدهد در اينجا قطرههاي بزرگتر متراكم شده و ميتوانند حذف شوند. منوكروماتور طول موج مناسب از نور موج تابيده شده را انتخاب ميكند. ميتوان از فيلترهاي نوري معمولي استفاده كرد. نور تابيده شده به دتكتور ميرسد كه در حقيقت يك ضرب كننده نوري (PMT) است كه يك سيگنال الكتريكي متناسب با شدت نور تابيده شده توليد ميكند. اساس اندازهگيري با استفاده از فليم فتومتر، مقايسه شدت تابش ناشي از محلولهاي ناشناخته با محلولهاي استاندارد يا با يك استاندارد داخلي امكان تحليل كمي فلزات موجود در محلول مورد بررسي را فراهم ميكند.
دستگاه توسط يك سري از محلولهاي استاندارد كه بازه غلظتهاي مورد گيري را پوشش ميدهند كاليبره ميشود. در شروع كار بايد مدت زمان كافي براي گرم شدن دستگاه درنظر گرفت. براي به دست آوردن نتايج خوب بايد حتما از ظروف شيشهاي تميز استفاده كرد.
فليم فتومتري مزاياي زيادي دارد. ساده و نسبتا ارزان است و توان عملياتي بالايي دارد و ميتواند براي آناليز در محيطهاي بيولوژيك، كلنيكي و تحقيقاتي استفاده شود. اما از طرف ديگر دماي كم باعث حساس شدن اين روش به تداخل و پايداري شعله و نيز شرايط هواكشي ميشود. متغيرهاي آزمايشگاهي مختلف روي شدت نور تابيده شده از شعله تاثير دارند از جمله فلوي سوخت و اكسيژن و ميزان خلوص آنها، ويسكوزيته محلول، پيوستگي نمونهها بنابراين كاليبراسيون دقيق و مداوم براي به دست آوردن نتايج خوب لازم است و مهم است كه تشعشع به دست آمده از محلولهاي ناشناخته و استاندارد را تحت شرايط تا حد امكان مشابه اندازهگيري كرد.
حساسترين قسمتهاي دستگاه هواكش (aspirator) و قسمت گرم كن (burner) هستند. گازها نقش مهمي در هواكشي دارند. هوا نمونه را طبق قانون برنولي ميمكد و آن را به هواكش ميدهد در اينجا قطرههاي بزرگتر متراكم شده و ميتوانند حذف شوند. منوكروماتور طول موج مناسب از نور موج تابيده شده را انتخاب ميكند. ميتوان از فيلترهاي نوري معمولي استفاده كرد. نور تابيده شده به دتكتور ميرسد كه در حقيقت يك ضرب كننده نوري (PMT) است كه يك سيگنال الكتريكي متناسب با شدت نور تابيده شده توليد ميكند. اساس اندازهگيري با استفاده از فليم فتومتر، مقايسه شدت تابش ناشي از محلولهاي ناشناخته با محلولهاي استاندارد يا با يك استاندارد داخلي امكان تحليل كمي فلزات موجود در محلول مورد بررسي را فراهم ميكند.
دستگاه توسط يك سري از محلولهاي استاندارد كه بازه غلظتهاي مورد گيري را پوشش ميدهند كاليبره ميشود. در شروع كار بايد مدت زمان كافي براي گرم شدن دستگاه درنظر گرفت. براي به دست آوردن نتايج خوب بايد حتما از ظروف شيشهاي تميز استفاده كرد.
فليم فتومتري مزاياي زيادي دارد. ساده و نسبتا ارزان است و توان عملياتي بالايي دارد و ميتواند براي آناليز در محيطهاي بيولوژيك، كلنيكي و تحقيقاتي استفاده شود. اما از طرف ديگر دماي كم باعث حساس شدن اين روش به تداخل و پايداري شعله و نيز شرايط هواكشي ميشود. متغيرهاي آزمايشگاهي مختلف روي شدت نور تابيده شده از شعله تاثير دارند از جمله فلوي سوخت و اكسيژن و ميزان خلوص آنها، ويسكوزيته محلول، پيوستگي نمونهها بنابراين كاليبراسيون دقيق و مداوم براي به دست آوردن نتايج خوب لازم است و مهم است كه تشعشع به دست آمده از محلولهاي ناشناخته و استاندارد را تحت شرايط تا حد امكان مشابه اندازهگيري كرد.
منبع: ماهنامه مهندسی پزشکی
+ نوشته شده در ۱۳۹۱/۰۷/۱۸ ساعت 18:33 توسط محمد علیمحمدی (ک.ارشد بیوشیمی بالینی)
|
به دنیای گسترده علوم آزمایشگاهی ایران خوش آمدید