ฉันประชุม All-Russian โดยมีส่วนร่วมระดับนานาชาติในหัวข้อ "การวิเคราะห์ทางเคมีและการแพทย์" ภาควิชาเคมี หัวข้อบรรยาย วิธีเคมีในการแพทย์ การใช้การวิเคราะห์ทางเคมีในการแพทย์

รูปที่ 1. การจำแนกวิธีวิเคราะห์

นอกจากสามกลุ่มหลักแล้วยังมี ไฮบริด วิธีการ ในรูปที่ 1 พวกเขาไม่ได้แสดง ในวิธีการแบบผสม การแยก การระบุ และการกำหนดส่วนประกอบต่างๆ จะรวมกันในอุปกรณ์เดียว (หรือในเครื่องมือที่ซับซ้อนเพียงตัวเดียว) ที่สำคัญที่สุดของวิธีการเหล่านี้ก็คือ โครมาโตกราฟีการวิเคราะห์. ในอุปกรณ์พิเศษ (โครมาโตกราฟี) ส่วนประกอบของตัวอย่างทดสอบ (สารผสม) จะถูกแยกออกจากกันขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันผ่านคอลัมน์ที่เต็มไปด้วยผงแข็ง (ตัวดูดซับ) เมื่อส่วนประกอบออกจากคอลัมน์ ลักษณะของมันจะถูกตัดสิน และส่วนประกอบทั้งหมดของตัวอย่างจะถูกระบุ ส่วนประกอบต่างๆ ที่ออกจากคอลัมน์ทีละชิ้นจะเข้าสู่อีกส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ โดยที่อุปกรณ์พิเศษ - เครื่องตรวจจับ - จะวัดและบันทึกสัญญาณของส่วนประกอบทั้งหมด บ่อยครั้งที่สัญญาณถูกกำหนดให้กับสารบางชนิดโดยอัตโนมัติ รวมถึงคำนวณปริมาณส่วนประกอบแต่ละส่วนของตัวอย่างด้วย เป็นที่ชัดเจนว่า โครมาโตกราฟีการวิเคราะห์ไม่สามารถถือเป็นเพียงวิธีการแยกส่วนประกอบหรือเพียงวิธีการกำหนดเชิงปริมาณเท่านั้น แต่เป็นวิธีลูกผสมอย่างแม่นยำ

1.4. วิธีการวิเคราะห์และข้อกำหนดสำหรับพวกเขา

ไม่ควรสับสนแนวคิด วิธีและ เทคนิค.

วิธีการคือคำอธิบายที่ชัดเจนและละเอียดว่าควรทำการวิเคราะห์อย่างไร โดยใช้วิธีการบางอย่างในการแก้ปัญหาการวิเคราะห์ที่เฉพาะเจาะจง

โดยทั่วไป วิธีการได้รับการพัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญ ผ่านการทดสอบเบื้องต้นและการรับรองทางมาตรวิทยา ได้รับการขึ้นทะเบียนและอนุมัติอย่างเป็นทางการ ชื่อของวิธีการบ่งบอกถึงวิธีการที่ใช้ วัตถุประสงค์ของการพิจารณา และวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์

เพื่อไปรับ เหมาะสมที่สุดเทคนิค (ดีที่สุด) ในแต่ละกรณี จะต้องคำนึงถึงข้อกำหนดในทางปฏิบัติหลายประการด้วย

1. ต ความแม่นยำ. นี่คือข้อกำหนดหลัก หมายความว่าข้อผิดพลาดสัมพัทธ์หรือข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของการวิเคราะห์ไม่ควรเกินค่าจำกัดที่แน่นอน

2. ความไว. คำนี้ในภาษาพูดจะถูกแทนที่ด้วยเงื่อนไขที่เข้มงวดมากขึ้น “ขีดจำกัดการตรวจจับ” และ “ขีดจำกัดล่างของความเข้มข้นที่ตรวจพบได้”" วิธีการที่มีความไวสูงคือวิธีที่เราสามารถตรวจจับและระบุส่วนประกอบได้ แม้ว่าเนื้อหาในวัสดุที่กำลังศึกษาจะต่ำก็ตาม ยิ่งเนื้อหาที่คาดหวังต่ำเท่าไร จำเป็นต้องใช้เทคนิคที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้นเท่านั้น .

3. หัวกะทิ (หัวกะทิ)สิ่งสำคัญคือผลการวิเคราะห์จะไม่ได้รับผลกระทบจากสารแปลกปลอมที่อยู่ในตัวอย่าง

4. การแสดงออก . เรากำลังพูดถึงระยะเวลาของการวิเคราะห์หนึ่งตัวอย่าง - ตั้งแต่การสุ่มตัวอย่างไปจนถึงการออกข้อสรุป ยิ่งได้ผลลัพธ์เร็วเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น

5.ค ค่าใช้จ่าย.คุณลักษณะของเทคนิคนี้ไม่จำเป็นต้องแสดงความคิดเห็น การตรวจวิเคราะห์ที่มีราคาไม่แพงนักเท่านั้นที่สามารถนำไปใช้ในมาตราส่วนจำนวนมากได้ ต้นทุนการควบคุมเชิงวิเคราะห์ในอุตสาหกรรมมักจะไม่เกิน 1% ของต้นทุนผลิตภัณฑ์ การวิเคราะห์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในด้านความซับซ้อนและไม่ค่อยได้ดำเนินการนั้นมีราคาแพงมาก

มีข้อกำหนดอื่น ๆ สำหรับระเบียบวิธี - ความปลอดภัยของการวิเคราะห์ ความสามารถในการดำเนินการวิเคราะห์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของมนุษย์โดยตรง ความเสถียรของผลลัพธ์ต่อความผันผวนของเงื่อนไข ฯลฯ

1.5. ขั้นตอนหลัก (ขั้นตอน) ของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ

เทคนิคการวิเคราะห์เชิงปริมาณสามารถแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนต่อเนื่องกัน (ขั้นตอน) และเกือบทุกเทคนิคก็มีขั้นตอนเดียวกัน แผนภาพลอจิกที่สอดคล้องกันของการวิเคราะห์แสดงในรูปที่ 1.2 ขั้นตอนหลักในการดำเนินการวิเคราะห์เชิงปริมาณคือ: การกำหนดปัญหาเชิงวิเคราะห์และ การเลือกวิธีการ การสุ่มตัวอย่าง การจัดเตรียมตัวอย่างการวัดสัญญาณ การคำนวณ และการนำเสนอผลลัพธ์.

คำชี้แจงปัญหาการวิเคราะห์และการเลือกวิธีการ งานของนักวิเคราะห์ผู้เชี่ยวชาญมักจะเริ่มต้นด้วยการได้รับ คำสั่งเพื่อการวิเคราะห์ การปรากฏตัวของคำสั่งดังกล่าวมักเป็นผลมาจากกิจกรรมทางวิชาชีพของผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ และการเกิดขึ้นของผู้เชี่ยวชาญบางคน ปัญหา. ปัญหาดังกล่าวอาจเป็น เช่น การวินิจฉัย การค้นหาสาเหตุของข้อบกพร่องระหว่างการผลิตผลิตภัณฑ์บางอย่าง การพิจารณาความถูกต้องของนิทรรศการในพิพิธภัณฑ์ ความเป็นไปได้ที่จะมีสารพิษบางอย่างอยู่ในน้ำประปา เป็นต้น จากข้อมูลที่ได้รับจากผู้เชี่ยวชาญ (นักเคมีอินทรีย์ วิศวกรอุตสาหกรรม นักธรณีวิทยา ทันตแพทย์ ผู้ตรวจสอบสำนักงานอัยการ นักปฐพีวิทยา นักโบราณคดี ฯลฯ) นักวิเคราะห์จะต้องกำหนด ปัญหาการวิเคราะห์. โดยปกติแล้วเราต้องคำนึงถึงความสามารถและความปรารถนาของ “ลูกค้า” ด้วย นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติม (โดยหลักเกี่ยวกับองค์ประกอบเชิงคุณภาพของวัสดุที่จะต้องวิเคราะห์)

การตั้งค่าปัญหาเชิงวิเคราะห์ต้องใช้นักวิเคราะห์ที่มีคุณสมบัติสูงและเป็นส่วนที่ยากที่สุดในการวิจัยที่กำลังจะมีขึ้น การพิจารณาว่าจะต้องวิเคราะห์เนื้อหาใดและต้องพิจารณาสิ่งใดอย่างชัดเจนนั้นไม่เพียงพอ มีความจำเป็นต้องเข้าใจว่าจะต้องดำเนินการวิเคราะห์ในระดับความเข้มข้นใด องค์ประกอบแปลกปลอมใดบ้างที่มีอยู่ในตัวอย่าง จะต้องดำเนินการวิเคราะห์บ่อยเพียงใด ใช้เวลาและเงินเท่าใดในการวิเคราะห์ครั้งเดียว ว่าจะสามารถส่งตัวอย่างไปยังห้องปฏิบัติการได้หรือไม่ หรือจำเป็นต้องทำการวิเคราะห์โดยตรง "ที่ไซต์งาน" หรือไม่ว่าจะมีข้อจำกัดเรื่องน้ำหนักและ การทำซ้ำคุณสมบัติของวัสดุที่กำลังศึกษา ฯลฯ สิ่งสำคัญที่สุดคือคุณต้องเข้าใจว่า: จะต้องมั่นใจในความแม่นยำของผลการวิเคราะห์และจะได้ความแม่นยำดังกล่าวอย่างไร!

ปัญหาเชิงวิเคราะห์ที่มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจนเป็นพื้นฐานในการเลือกวิธีการที่เหมาะสมที่สุด การค้นหาดำเนินการโดยใช้คอลเลกชัน เอกสารกำกับดูแล(รวมถึงวิธีมาตรฐาน) หนังสืออ้างอิง การทบทวนวัตถุหรือวิธีการแต่ละอย่าง ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังจะกำหนดปริมาณของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมด้วยวิธีโฟโตเมตริก น้ำเสียจากนั้นพวกเขาจะดูเอกสารที่เกี่ยวข้องกับ ประการแรก การวิเคราะห์เชิงแสง ประการที่สอง วิธีการวิเคราะห์น้ำเสีย และประการที่สาม เกี่ยวกับวิธีการต่างๆ ในการกำหนดผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม มีหนังสือหลายชุด ซึ่งแต่ละเล่มเกี่ยวกับเคมีวิเคราะห์ขององค์ประกอบโดยเฉพาะ มีการออกคู่มือสำหรับแต่ละวิธีและในแต่ละวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ หากไม่สามารถค้นหาวิธีการที่เหมาะสมในหนังสืออ้างอิงและเอกสารอ้างอิงได้ การค้นหาจะดำเนินต่อไปโดยใช้วารสารเชิงนามธรรมและวิทยาศาสตร์ เครื่องมือค้นหาทางอินเทอร์เน็ต การปรึกษาหารือกับผู้เชี่ยวชาญ ฯลฯ หลังจากเลือกวิธีการที่เหมาะสมแล้ว จะเลือกวิธีที่เหมาะกับงานวิเคราะห์มากที่สุด .

บ่อยครั้ง ในการแก้ปัญหาเฉพาะ ไม่เพียงแต่ไม่มีวิธีการมาตรฐานเท่านั้น แต่ไม่มีวิธีแก้ไขปัญหาทางเทคนิคที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้เลย (โดยเฉพาะปัญหาการวิเคราะห์ที่ซับซ้อน วัตถุที่ไม่ซ้ำใคร) สถานการณ์นี้มักเกิดขึ้นเมื่อทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ในกรณีนี้ คุณต้องพัฒนาเทคนิคการวิเคราะห์ด้วยตนเอง แต่เมื่อทำการวิเคราะห์โดยใช้วิธีของคุณเอง คุณควรตรวจสอบความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้รับอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ

การสุ่มตัวอย่าง พัฒนาวิธีการวิเคราะห์ที่จะช่วยให้ วัดความเข้มข้นขององค์ประกอบที่เราสนใจ โดยตรงในวัตถุที่กำลังศึกษาอยู่นั้นค่อนข้างหายาก ตัวอย่างจะเป็นเซ็นเซอร์วัดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศซึ่งติดตั้งในเรือดำน้ำและพื้นที่ปิดอื่น ๆ บ่อยครั้งที่ส่วนเล็ก ๆ ถูกนำมาจากวัสดุที่กำลังศึกษา - ตัวอย่าง- และส่งมอบให้ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เพื่อทำการวิจัยต่อไป ตัวอย่างก็ต้องเป็น ตัวแทน(ตัวแทน) นั่นคือคุณสมบัติและองค์ประกอบของมันควรใกล้เคียงกับคุณสมบัติและองค์ประกอบของวัสดุที่กำลังศึกษาโดยรวมโดยประมาณสำหรับวัตถุวิเคราะห์ที่เป็นก๊าซและของเหลวมันค่อนข้างง่ายที่จะหยิบตัวอย่างที่เป็นตัวแทนเนื่องจากเป็นเนื้อเดียวกัน . คุณเพียงแค่ต้องเลือกเวลาและสถานที่ในการเลือกที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น เมื่อเก็บตัวอย่างน้ำจากอ่างเก็บน้ำ จะคำนึงว่าน้ำในชั้นผิวดินมีองค์ประกอบแตกต่างจากน้ำจากชั้นล่าง น้ำใกล้ชายฝั่งมีมลพิษมากกว่าองค์ประกอบของน้ำในแม่น้ำ เวลาที่แตกต่างกันปีไม่เท่ากัน ฯลฯ ในเมืองใหญ่ ตัวอย่างอากาศในชั้นบรรยากาศจะถูกนำมาพิจารณาโดยคำนึงถึงทิศทางของลมและตำแหน่งของแหล่งที่มาของการปล่อยสิ่งสกปรก การสุ่มตัวอย่างไม่ก่อให้เกิดปัญหาแม้ว่าจะมีการตรวจสอบสารเคมีบริสุทธิ์ แม้แต่ของแข็งหรือผงละเอียดที่เป็นเนื้อเดียวกันก็ตาม

การเลือกตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของสารของแข็งต่างชนิดกันอย่างถูกต้องนั้นยากกว่ามาก (ดิน แร่ ถ่านหิน เมล็ดพืช ฯลฯ) หากคุณเก็บตัวอย่างดิน สถานที่ที่แตกต่างกันสนามเดียวกันหรือจากความลึกต่างกันหรือในเวลาต่างกัน - ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ตัวอย่างประเภทเดียวกันจะแตกต่างกัน อาจแตกต่างกันหลายครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากวัสดุนั้นมีความหลากหลายและประกอบด้วยอนุภาคที่มีองค์ประกอบและขนาดต่างกัน

เรื่องนี้มีความซับซ้อนเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าการสุ่มตัวอย่างมักไม่ได้ดำเนินการโดยนักวิเคราะห์เอง แต่โดยคนงานที่มีคุณสมบัติไม่เพียงพอ หรือที่แย่กว่านั้นคือโดยบุคคลที่สนใจรับผลการวิเคราะห์บางอย่าง ดังนั้นในเรื่องราวของ M. Twain และ Bret Harte จึงมีการอธิบายไว้อย่างมีสีสันว่าก่อนที่จะขายสถานที่ที่มีทองคำ ผู้ขายพยายามที่จะเลือกชิ้นหินที่มีการรวมทองคำไว้เพื่อวิเคราะห์อย่างชัดเจน และผู้ซื้อ - หินเปล่า ไม่น่าแปลกใจที่ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องให้ผลตรงกันข้าม แต่ในทั้งสองกรณี การระบุลักษณะเฉพาะของพื้นที่ที่ศึกษาไม่ถูกต้อง

เพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องของผลการวิเคราะห์ จึงได้มีการพัฒนากฎพิเศษและแผนการสุ่มตัวอย่างสำหรับวัตถุแต่ละกลุ่ม ตัวอย่างคือการวิเคราะห์ดิน ในกรณีนี้คุณควรเลือก บางวัสดุทดสอบส่วนใหญ่ในสถานที่ต่าง ๆ ของพื้นที่ศึกษาแล้วจึงนำมารวมกัน มีการคำนวณล่วงหน้าว่าควรมีจุดสุ่มตัวอย่างกี่จุด และจุดเหล่านี้ควรอยู่ห่างจากกันเท่าใด มีการระบุว่าควรใช้ดินแต่ละส่วนลึกเท่าใด ควรมีมวลเท่าใด ฯลฯ มีทฤษฎีทางคณิตศาสตร์พิเศษที่ช่วยให้คุณคำนวณมวลขั้นต่ำของตัวอย่างที่รวมกันโดยคำนึงถึงขนาดของอนุภาค ความหลากหลายขององค์ประกอบ ฯลฯ ยิ่งมวลของตัวอย่างมากเท่าใดก็ยิ่งเป็นตัวแทนได้มากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น สำหรับวัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน มวลรวมของตัวอย่างที่รวมกันอาจสูงถึงหลายสิบหรือหลายร้อยกิโลกรัม ตัวอย่างที่รวมกันจะถูกทำให้แห้ง บด ผสมให้เข้ากัน และปริมาณของวัสดุที่กำลังทดสอบจะค่อยๆ ลดลง (มีเทคนิคและอุปกรณ์พิเศษเพื่อการนี้) แต่แม้หลังจากการลดลงซ้ำแล้วซ้ำอีก น้ำหนักของตัวอย่างก็อาจสูงถึงหลายร้อยกรัม ตัวอย่างที่ลดลงจะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการในภาชนะที่ปิดสนิท ที่นั่น พวกเขายังคงบดและผสมวัสดุทดสอบต่อไป (เพื่อที่จะหาค่าเฉลี่ยขององค์ประกอบ) จากนั้นจึงนำส่วนที่ชั่งน้ำหนักของตัวอย่างโดยเฉลี่ยไปบนเครื่องชั่งเชิงวิเคราะห์เพื่อการวิเคราะห์ต่อไป การจัดเตรียมตัวอย่างและการวัดสัญญาณในภายหลัง

การสุ่มตัวอย่างเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการวิเคราะห์ เนื่องจากข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในขั้นตอนนี้เป็นเรื่องยากมากที่จะแก้ไขหรือชี้แจง ข้อผิดพลาดในการสุ่มตัวอย่างมักเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดความไม่แน่นอนในการวิเคราะห์โดยรวม หากการสุ่มตัวอย่างไม่ถูกต้อง แม้แต่การดำเนินการในอุดมคติของการดำเนินการภายหลังก็ไม่สามารถช่วยได้ - เพื่อให้ได้มา ผลลัพธ์ที่ถูกต้องมันจะเป็นไปไม่ได้อีกต่อไป

การจัดเตรียมตัวอย่าง . นี่คือชื่อรวมสำหรับการดำเนินการทั้งหมดซึ่งตัวอย่างที่จัดส่งไปนั้นจะถูกนำไปทดสอบในห้องปฏิบัติการก่อนทำการวัดสัญญาณการวิเคราะห์ ในระหว่าง การจัดเตรียมตัวอย่างดำเนินการที่หลากหลาย: การระเหย การอบแห้ง การเผาหรือการเผาไหม้ของตัวอย่าง การละลายในน้ำ กรด หรือตัวทำละลายอินทรีย์ การออกซิเดชันเบื้องต้นหรือการลดขนาดส่วนประกอบที่กำหนดด้วยรีเอเจนต์ที่เติมเป็นพิเศษ การกำจัดหรือการปิดบังสิ่งเจือปนที่รบกวน บ่อยครั้งจำเป็นต้องทำให้ส่วนประกอบเข้มข้นที่จะหา - จากตัวอย่างที่มีปริมาตรมาก ส่วนประกอบจะถูกถ่ายโอนในเชิงปริมาณไปยังสารละลายที่มีปริมาตรเล็กน้อย (ทำให้เข้มข้น) จากนั้นจึงวัดสัญญาณการวิเคราะห์ ตัวอย่างส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายกันระหว่าง การจัดเตรียมตัวอย่างพวกเขาพยายามแยกพวกมันออกจากกันเพื่อให้ง่ายต่อการกำหนดความเข้มข้นของแต่ละรายการ การจัดเตรียมตัวอย่างต้องใช้เวลาและแรงงานมากกว่าการดำเนินการวิเคราะห์อื่นๆ มันค่อนข้างยากที่จะทำให้เป็นอัตโนมัติ ควรจำไว้ว่าแต่ละการดำเนินการ การจัดเตรียมตัวอย่าง- นี่เป็นแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์เพิ่มเติม ยิ่งมีการดำเนินการดังกล่าวน้อยเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น วิธีการที่เหมาะสมที่สุดคือวิธีการที่ไม่รวมถึงขั้นตอน การจัดเตรียมตัวอย่าง(“มา, วัด, คำนวณ”) แต่มีวิธีการดังกล่าวค่อนข้างน้อย

การวัดสัญญาณเชิงวิเคราะห์ ต้องใช้เครื่องมือวัดที่เหมาะสม โดยหลักๆ แล้วคือเครื่องมือที่มีความแม่นยำ (เครื่องชั่ง โพเทนชิโอมิเตอร์ สเปกโตรมิเตอร์ โครมาโตกราฟี ฯลฯ) รวมถึงเครื่องมือวัดที่สอบเทียบล่วงหน้าแล้ว เครื่องมือวัดต้องได้รับการรับรอง (“ตรวจสอบแล้ว”) นั่นคือต้องทราบล่วงหน้าว่าข้อผิดพลาดสูงสุดที่สามารถรับได้จากการวัดสัญญาณโดยใช้อุปกรณ์นี้ นอกเหนือจากเครื่องมือแล้ว การวัดสัญญาณในหลายกรณียังจำเป็นต้องมีมาตรฐานองค์ประกอบทางเคมีที่ทราบ (ตัวอย่างเปรียบเทียบ เช่น ตัวอย่างมาตรฐานของรัฐ) ใช้เพื่อสอบเทียบวิธีการ (ดูบทที่ 5) ตรวจสอบและปรับเครื่องมือ ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ยังคำนวณโดยใช้มาตรฐานอีกด้วย

การคำนวณและการนำเสนอผลลัพธ์ - เร็วที่สุดและ ขั้นตอนที่ง่ายการวิเคราะห์. คุณเพียงแค่ต้องเลือกวิธีการคำนวณที่เหมาะสม (โดยใช้สูตรหนึ่งหรืออีกสูตรหนึ่ง ตามกำหนดการ ฯลฯ) ดังนั้น ในการกำหนดยูเรเนียมในแร่ยูเรเนียม กัมมันตภาพรังสีของตัวอย่างจะถูกเปรียบเทียบกับกัมมันตภาพรังสีของตัวอย่างมาตรฐาน (แร่ที่มีปริมาณยูเรเนียมที่ทราบ) จากนั้นจึงพบปริมาณยูเรเนียมในตัวอย่างโดยการแก้สัดส่วนตามปกติ อย่างไรก็ตาม วิธีการง่ายๆ นี้ไม่เหมาะเสมอไป และการใช้อัลกอริธึมการคำนวณที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดร้ายแรงได้ วิธีการคำนวณบางวิธีมีความซับซ้อนมากและต้องใช้คอมพิวเตอร์ ในบทต่อๆ ไป จะอธิบายวิธีการคำนวณที่ใช้ในวิธีการวิเคราะห์ต่างๆ ข้อดี และเงื่อนไขการใช้งานของแต่ละวิธีโดยละเอียด ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์จะต้องได้รับการประมวลผลทางสถิติ ข้อมูลทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ตัวอย่างที่กำหนดจะแสดงอยู่ในวารสารห้องปฏิบัติการ และผลการวิเคราะห์จะถูกป้อนลงในโปรโตคอลพิเศษ บางครั้งนักวิเคราะห์เองก็เปรียบเทียบผลการวิเคราะห์สารหลายชนิดด้วยกันหรือกับมาตรฐานบางอย่างและได้ข้อสรุปที่มีความหมาย ตัวอย่างเช่นเกี่ยวกับการปฏิบัติตามหรือไม่ปฏิบัติตามคุณภาพของวัสดุภายใต้การศึกษาตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้ ( การควบคุมเชิงวิเคราะห์).

JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY, 2014, เล่มที่ 69, ลำดับที่ 4, หน้า. 359-362

บทความทั่วไป

การวิเคราะห์ทางเคมีและยา © 2014 Yu. A. Zolotov

มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกตั้งชื่อตาม M.V. Lomonosova 119991 Moscow, Leninskie Gory, 1, อาคาร 3 รับโดยบรรณาธิการเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 2556 หลังจากแก้ไขเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2556

ประเด็นหลักของการใช้การวิเคราะห์ทางเคมีในการแพทย์ได้รับการพิจารณา: ในการวินิจฉัยโรค การควบคุมสุขอนามัยและสุขอนามัย การควบคุมสารต้องห้าม การระบุจุลินทรีย์โดยตรง การวิเคราะห์ DNA ฯลฯ

คำสำคัญ: การวิเคราะห์ทางเคมีในการแพทย์ การวินิจฉัยทางการแพทย์ การควบคุมสุขอนามัยและสุขอนามัย การควบคุมสารต้องห้าม การวิเคราะห์จีโนม

ดอย: 10.7868/S0044450214040173

หัวข้อ "การวิเคราะห์ทางเคมีและการแพทย์" กว้างเกินกว่าจะกล่าวถึงในรายละเอียดใดๆ อย่างไรก็ตาม มันถูกเลือกอย่างจงใจ: ฉันต้องการดูพื้นที่นี้โดยทั่วไป พยายามวางโครงร่างและจำแนกประเภท และแยกทิศทางที่สำคัญที่สุดออก

วัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ทางเคมีในพื้นที่ที่พิจารณาคือของเหลวทางชีวภาพ (เลือด, ปัสสาวะ, เหงื่อ, น้ำลาย, น้ำตา, เต้านม, น้ำย่อยในกระเพาะอาหารและคนอื่น ๆ); ผม, เศษเล็บ; ผ้านุ่ม; อากาศหายใจออก; ก๊าซที่ร่างกายปล่อยออกมาผ่านทางผิวหนัง และแน่นอนว่า, สารยา. ส่วนโรคที่ใช้ป้องกัน วินิจฉัย และรักษาโรคที่ใช้การวิเคราะห์ทางเคมี ล้วนเป็นพยาธิสภาพเกือบทั้งหมด (และปกติด้วยหาก เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับการตรวจสุขภาพ, การตรวจคัดกรองมวล). อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์มีความจำเป็นอย่างยิ่งในกรณีของโรคที่เป็นอันตรายทางสังคม เช่น เบาหวาน มะเร็ง โรคหลอดเลือดหัวใจ และโรคปอด รายชื่อสาร (สารวิเคราะห์) ที่ต้องตรวจจับและวัดปริมาณรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีและรูปแบบการดำรงอยู่ของสาร (และอย่างหลัง - ยิ่งมากก็ยิ่งมากขึ้น) สารอนินทรีย์บางชนิด โดยเฉพาะสารที่เป็นก๊าซและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ สารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจำนวนมาก เช่น กลูโคส โคเลสเตอรอล กรดไขมัน คาเทโคลามีน และอื่นๆ โพลีเมอร์ชีวภาพ (โปรตีน กรดนิวคลีอิก, ไขมัน ฯลฯ ); สารยาและสิ่งสกปรกในยา

แน่นอนว่าวิธีการวิเคราะห์ที่ใช้ในการแก้ไขปัญหาทางการแพทย์นั้นแตกต่างกันไปตามหลักการทำงานและลักษณะการวิเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี มีความปรารถนาที่จะใช้วิธีการที่ "นุ่มนวล" กระทำ

ผลกระทบต่อวัตถุ เช่น อิเล็กโตรสเปรย์ไอออไนเซชันในแมสสเปกโตรเมทรีเมื่อเปรียบเทียบกับอิออนไนเซชันของอิเล็กตรอน นอกจากนี้ จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่วิธีการที่ไม่รุกราน เช่นเดียวกับวิธีการที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานจำนวนมาก ในด้านหนึ่ง ผ่านทางระบบอัตโนมัติ และอีกด้านหนึ่ง ผ่านทางการใช้การทดสอบที่ง่ายและราคาไม่แพงอย่างกว้างขวาง ในบางกรณี มีความต้องการวิธีการและเครื่องมือ "ย่อส่วน" โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์ในสิ่งมีชีวิต และแม้แต่การดำเนินการจากระยะไกล แน่นอนว่าผู้ที่ทรงพลังที่สุดก็เป็นที่ต้องการอย่างมากเช่นกัน วิธีการที่ทันสมัยการวิเคราะห์ เช่น GC-MS, LC-MS, ICP-MS โดยเฉพาะในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

สาขาวิชาการแพทย์ที่ใช้การวิเคราะห์ทางเคมีนั้นมีค่อนข้างมาก แม้ว่าจะมีความสำคัญไม่เท่ากันก็ตาม มาดูพวกเขากันดีกว่า

การวิเคราะห์ทางเคมีเป็นเครื่องมือในการวินิจฉัย

สาระสำคัญของทิศทางนี้คือการค้นหาซึ่งมักจะร่วมกับแพทย์ผู้เลียนแบบสารซึ่งมีลักษณะหรือการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในเนื้อหาหรือการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนเช่นในไบโอฟลูอิดหรืออากาศหายใจออกบ่งบอกถึงพยาธิสภาพ เมื่อพบสารดังกล่าวแล้ว แนวทางปฏิบัติคือการกำหนดสารเหล่านี้ในตัวอย่างเฉพาะ

ในการค้นหาสารที่มีเนื้อหาสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้โรคได้ โดยปกติจะต้องมีการศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับผู้ที่มีสุขภาพดีและป่วยจำนวนมาก (อวัยวะ เนื้อเยื่อ ของเหลวทางชีวภาพ) การรวบรวมข้อมูลจำนวนมาก และ ตามกฎแล้วการประมวลผลทางคณิตศาสตร์โดยใช้เคมีบำบัด เช่น การค้นหาเครื่องหมายมะเร็ง

รังไข่ศึกษาเนื้อหาของโปรตีน 169 ชนิดในพลาสมาเลือดของผู้หญิงที่มีสุขภาพดีและป่วยกลุ่มใหญ่ พบว่าความเข้มข้นของโปรตีน 4 ชนิด (เลปติน โปรแลกติน ฯลฯ) แตกต่างกันระหว่างคนที่มีสุขภาพดีและป่วย การทดสอบวินิจฉัยได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานนี้ หากผลลัพธ์แสดงว่าความเข้มข้นของโปรตีนอย่างน้อยสองในสี่ชนิดนี้อยู่นอกช่วงปกติ แสดงว่าเป็นโรคที่มีความน่าจะเป็น 95% หรืออีกตัวอย่างหนึ่งจากคนอื่นๆ หลายร้อยคน: ตัวอย่างปัสสาวะของผู้หญิงที่เป็นมะเร็งเต้านม 62 คน และผู้หญิงที่มีสุขภาพดี 100 คน ได้รับการวิเคราะห์เพื่อหาปริมาณของนิวคลีโอไซด์ที่เปลี่ยนแปลง การประมวลผลผลลัพธ์ทางสถิติแสดงให้เห็นว่าสำหรับผู้หญิงกลุ่มเหล่านี้มีความแตกต่างในเนื้อหาของนิวคลีโอไซด์ และค่าการวินิจฉัยความแตกต่างเหล่านี้ค่อนข้างสูง

การวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการทางคลินิกและมวลตามปกติ การวิเคราะห์ทางชีวเคมีมีวิวัฒนาการมาจากการวิจัยที่กว้างขวางและประสบการณ์ที่สั่งสมมานานหลายทศวรรษ

สารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (NO, NH3, CO, CH4, ไฮโดรคาร์บอน, คาเทโคลามีน, อะซิโตน, น้ำตาล, กรดอินทรีย์) สามารถใช้เป็นเครื่องหมายและตัวชี้วัดของโรคได้ สารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ธรรมชาติอินทรีย์- เปปไทด์ โปรตีนหลายชนิด องค์ประกอบทางเคมีส่วนบุคคล

มีการสะสมประสบการณ์มากมาย เช่น ในการวินิจฉัยโรคเบาหวานโดยการตรวจติดตามระดับกลูโคสในปัสสาวะก่อนแล้วจึงตรวจดูในเลือด การทดสอบน้ำตาลในปัสสาวะครั้งแรกเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 ดังนั้นในปี พ.ศ. 2384 Tremmer จึงเสนอให้ตรวจวัดกลูโคสในปัสสาวะโดยปฏิกิริยาของทองแดง (11) ที่ลดลงด้วยกลูโคสในที่ร้อน สารละลายอัลคาไลน์. ต่อมาได้นำกระดาษที่ชุบด้วยสีครามแดงมาใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน ก่อนใช้งานกระดาษจะถูกชุบด้วยอัลคาไล จากนั้นจึงสร้างเครื่องมือทดสอบทางเคมีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งผลิตโดยบริษัทหลายแห่งในศตวรรษที่ 20 เครื่องวิเคราะห์กลูโคสสมัยใหม่มีอิเล็กโทรด Clarke ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีสำหรับตรวจวัดออกซิเจนซึ่งเป็นบรรพบุรุษของพวกเขา ในช่วงปลายทศวรรษที่ 50 คลาร์กได้นำกลูโคสออกซิเดสเข้าไปในอิเล็กโทรดของเขา ซึ่งทำให้สามารถตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดด้วยความไวสูงได้ อุปกรณ์ที่ผลิตจำนวนมากเพื่อจำหน่ายเครื่องแรกสร้างโดย Yellow Springs Instrument ปัจจุบัน เครื่องวัดระดับน้ำตาลในเลือดที่ใช้ในบ้านคิดเป็น 95% ของตลาดโลกสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมี เป็นที่ทราบกันดีว่าสิ่งนี้ต้องใช้เลือดในปริมาณน้อยมาก โดยเฉพาะในไมโครคูลอมเมตริกกลูโคมิเตอร์ที่สร้างโดย A. Heller จากมหาวิทยาลัยเท็กซัส (ออสติน สหรัฐอเมริกา) ปัญหาในการกำหนด

น้ำตาลในเลือดโดยใช้วิธีการที่ไม่รุกรานเช่น ไม่มีการเก็บตัวอย่างเลือดเลย

สำหรับการวินิจฉัยโรคปอด (และไม่เพียงแต่โรคปอดเท่านั้น) การวิเคราะห์อากาศที่หายใจออกก็มีแนวโน้มที่ดี แม้แต่แพทย์โบราณก็ยังพยายามระบุด้วยกลิ่นของอากาศที่หายใจออกว่าคน ๆ หนึ่งป่วยด้วยอะไร ลาวัวซิเยร์เริ่มศึกษาองค์ประกอบของอากาศที่หายใจออก ในศตวรรษที่ 19 อะซิโตนและเอทานอลถูกพบแล้วในอากาศนี้ สารอินทรีย์ระเหยได้จำนวนมากถูกกำหนดในอากาศที่หายใจออกโดย Linus Pauling ในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา โดยใช้ความเข้มข้นระดับจุลภาค เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าการมีอะซิโตนในอากาศที่หายใจออกเป็นสัญญาณของโรคเบาหวาน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทั้งนักวิเคราะห์และแพทย์ต่างให้ความสนใจเป็นอย่างมากกับการวิเคราะห์อากาศที่หายใจออก มีการใช้วิธีการต่างๆ มากมาย โดยหลักๆ แล้วแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี แก๊สโครมาโตกราฟีบางส่วนร่วมกับเครื่องตรวจจับอื่นๆ ตลอดจนเลเซอร์สเปกโทรสโกปี

งานวิเคราะห์ดังกล่าวค่อนข้างยากด้วยเหตุผลที่เกี่ยวข้องกันอย่างน้อยสองประการ ประการแรก สารที่เป็นเครื่องหมายของโรคยังสามารถพบได้ในอากาศภายนอกที่ผู้ป่วยหายใจเข้าไป ซึ่งหมายความว่าไม่เพียงแต่จำเป็นจะต้องทำการทดลองควบคุมเท่านั้น แต่ยังต้องประเมินการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเนื้อหาของสารเหล่านี้ด้วย ประการที่สอง ปริมาณสัมบูรณ์ของสารมาร์กเกอร์ที่ปล่อยออกมามักจะน้อยมาก และสามารถตรวจพบได้โดยวิธีการที่ละเอียดอ่อนที่สุดเท่านั้น อย่างไรก็ตาม คำจำกัดความดังกล่าวไม่เพียงแต่เป็นไปได้เท่านั้น แต่ยังได้ถูกนำมาใช้แล้วอีกด้วย มีผลงานหลายร้อยชิ้นที่อุทิศให้กับพื้นที่นี้

เมื่อใช้วิธีการโครมาโตกราฟี ปัญหาจะได้รับการแก้ไข โดยส่วนใหญ่มักใช้การดูดซับของสารวิเคราะห์ การสลายความร้อนที่ตามมา และการหาค่าโดยแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี ใน ศูนย์วิจัย Mensana Research (USA) ตรวจสอบตัวอย่างอากาศที่หายใจออกจากผู้คนหลายสิบคน และค้นพบสารประกอบ 3,500 ชนิด แต่มีเพียง 27 ชนิดเท่านั้นที่พบได้ทั่วไปสำหรับทุกคนที่ตรวจ ส่วนประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่สุดของอากาศหายใจออกคือไอโซพรีน ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของการสังเคราะห์คอเลสเตอรอล อัลเคน รวมถึงอัลเคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง มักปรากฏอยู่ในตัวอย่างเกือบทุกครั้ง สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา ยา(สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา) อนุมัติมานานแล้วให้ใช้การวิเคราะห์ลมหายใจเป็นการทดสอบเพื่อประเมินสภาพของผู้ป่วยที่ได้รับการผ่าตัดหัวใจ

โอกาสในการวินิจฉัยโรคมะเร็งปอดในระยะเริ่มแรกยังเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์อากาศที่หายใจออกด้วย ในผู้ป่วย ความเข้มข้นของอัลเคนและเมทิลอัลเคน (C4-C20) จะเพิ่มขึ้นในอากาศที่หายใจออก สำหรับ

การวิเคราะห์ทางเคมีและการแพทย์

การวินิจฉัยก็เพียงพอที่จะระบุไฮโดรคาร์บอนเก้าชนิด: บิวเทน, เพนเทน, 3-methyltridecane, 7-methyltridecane, 4-methyloctane, 3-methylhexane, heptane, 2-methylhexane, 5-methyldecane ไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้มีอยู่ที่ระดับนาโนหรือพิโคโมล ดังนั้นการพิจารณาจึงจำเป็นต้องมีความเข้มข้นล่วงหน้าบนตัวดูดซับที่ไม่ดูดซับความชื้น

นักฟิสิกส์สเปกโทรสโกปีใช้เลเซอร์ไดโอดที่เปล่งแสงในช่วงอินฟราเรดเพื่อวิเคราะห์อากาศที่หายใจออก (Institute of General Physics, Russian Academy of Sciences) วิธีการเหล่านี้สามารถใช้เพื่อระบุสารประกอบเชิงเดี่ยวที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ประการแรก ได้แก่ ไนโตรเจนออกไซด์ แอมโมเนีย คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ตลอดจนมีเทน เมทานอล เอทานอล คาร์บอนไดซัลไฟด์ และสารประกอบอื่นๆ ในช่วงตั้งแต่ 0.1 ถึง 10 มก./ลบ.ม. รวมทั้งดำเนินการวิเคราะห์ไอโซโทป (13C/12C)

งานส่วนใหญ่ทุ่มเทให้กับการประเมินความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น นี่เป็นพื้นที่ที่นักวิเคราะห์มืออาชีพในรัสเซียทำงานอย่างแข็งขันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

BRUSNIKINA OLGA ALEXANDROVNA, PESKOV ANATOLY NIKOLAEVICH - 2014

3315 0

มลพิษจากโลหะหนัก (HM) มีผลกระทบเชิงลบที่หลากหลายมากต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตและต่อชีวมณฑลของโลกโดยทั่วไป นอกจากยาฆ่าแมลง ไดออกซิน ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ฟีนอล ฟอสเฟต และไนเตรต แล้ว โลหะหนักยังประกอบเป็น “ส่วนผสมที่ชั่วร้าย” ซึ่งในอนาคตอาจตั้งคำถามถึงการดำรงอยู่ของอารยธรรม มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความถี่ของการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม มะเร็ง โรคหลอดเลือดหัวใจ โรคจากการทำงาน ความเป็นพิษ ผิวหนัง และความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกันที่มีนัยสำคัญทางคลินิกเพิ่มขึ้น ยุคนาโนเทคโนโลยีที่กำลังจะมาถึงนั้นมาพร้อมกับการเข้าสู่ชีวมณฑลของธาตุหายากและธาตุหายากซึ่งธรรมชาติที่มีชีวิตไม่เคยพบเห็นมาก่อนดังนั้นจึงไม่มีกลไกทางชีวเคมีที่จะต่อต้านอิทธิพลที่ไม่เป็นมิตรที่เป็นไปได้ขององค์ประกอบเหล่านี้ต่อระบบสิ่งมีชีวิต

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การใช้เคมีวิเคราะห์ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุธรรมชาติและวัสดุเทียมมีความจำเป็นอย่างยิ่ง เทคนิคและวิธีการของวิทยาศาสตร์นี้ใช้เพื่อระบุสารในองค์ประกอบของวัตถุ และเพื่อการกำหนดปริมาณที่แม่นยำ ในทางการแพทย์ เคมีวิเคราะห์เป็นพื้นฐานของการทดสอบในห้องปฏิบัติการทางคลินิกที่ช่วยให้แพทย์วินิจฉัยโรคและประสบความสำเร็จในการรักษาได้ การวิเคราะห์ทางเคมียังใช้เพื่อประเมินระดับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและเพื่อพิจารณา คุณค่าทางโภชนาการผลิตภัณฑ์อาหาร. เนื่องจากไม่ใช่ทุกคนที่คุ้นเคยกับวิธีการวิเคราะห์ทางเคมีเชิงวิเคราะห์ จึงควรพูดสองสามคำเกี่ยวกับคำศัพท์ ภาคเรียน เลือกสรรหมายถึง ปฏิกิริยากับสารหลายชนิด คำว่า เฉพาะเจาะจงหมายถึง ปฏิกิริยากับสารชนิดเดียว เงื่อนไข วิเคราะห์และ กำหนดไม่เท่ากัน ตัวอย่าง (วัตถุ) ได้รับการวิเคราะห์สำหรับเนื้อหาขององค์ประกอบตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไป ( นักวิเคราะห์) และเรียกกระบวนการวัดเนื้อหาที่วิเคราะห์ คำนิยาม.

วิธีการ การคัดกรองการศึกษาเนื้อหาขององค์ประกอบบางอย่างในการแพทย์ยังไม่ได้รับการพัฒนา รายการองค์ประกอบสำหรับการวิเคราะห์ขึ้นอยู่กับ อาการทางคลินิก. ภาคผนวกประกอบด้วยตารางของโรค อาการ สัญญาณของการขาดสารอาหารและส่วนเกินที่สำคัญที่สุด จำเป็นองค์ประกอบจุลภาค (= สำคัญ) ตาม A.P. Avtsynu และคณะ (1991) บ่อยครั้งที่การวิเคราะห์หลายองค์ประกอบถูกนำมาใช้ในเวชศาสตร์นิติเวชเพื่อระบุสาเหตุของพิษเฉียบพลันและเรื้อรัง การวิเคราะห์ดังกล่าวยังมีความสำคัญในการวินิจฉัยและการรักษาโรคจากการทำงานที่เกิดจากการสัมผัสโลหะหนักในร่างกายอย่างเรื้อรัง (ทั้งจากทางอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อม)

สำหรับเวชศาสตร์ป้องกันโดยทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแพทย์ด้านสุขอนามัย ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายในวัตถุดิบอาหารและผลิตภัณฑ์อาหารเป็นสิ่งสำคัญมาก ช่วยให้สามารถพัฒนามาตรการทางกฎหมายและองค์กรที่เหมาะสมได้ เพียงผู้เดียว, เพียงคนเดียว วิธีที่เชื่อถือได้การรับ - การวิเคราะห์องค์ประกอบของอากาศ น้ำ ดิน และวัตถุสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ วัตถุดิบอาหาร ผลิตภัณฑ์อาหาร ข้อมูลการวิเคราะห์ไม่สามารถแทนที่ด้วยการศึกษาเอกสารทางเทคนิคได้ เนื่องจากการละเมิดเทคโนโลยีและอุบัติเหตุเป็นเรื่องปกติในระหว่างการผลิต และปฏิสัมพันธ์ของสารมลพิษในสภาพแวดล้อมจริงนั้นไม่สามารถคาดเดาได้ เช่น เป็นปฏิปักษ์หรือในทางกลับกัน ทำงานร่วมกันได้

ชีวอนินทรีย์ทางการแพทย์ จี.เค. บาราชคอฟ

ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

กระทรวงการอุดมศึกษาแห่งสาธารณรัฐอุซเบกิสถาน

มหาวิทยาลัยแห่งชาติอุซเบกิสถานตั้งชื่อตาม M. Ulugbek

คณะเคมี

หัวเรื่อง: เคมีวิเคราะห์

ในหัวข้อ: I การประชุม All-Russian ที่มีส่วนร่วมระดับนานาชาติในหัวข้อ "การวิเคราะห์ทางเคมีและการแพทย์"

ดำเนินการ:

ค่อเจวา กิโดยธร

MIURA GO-xHT: ระบบสำหรับการเตรียมตัวอย่างก่อนการวิเคราะห์ GCMS (การกำหนดไดออกซินและ PCB) MIURA GO-2HT / 4HT / 6HT

สถาบันวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม Miura ซึ่งเป็นองค์กรวิจัยที่เชี่ยวชาญด้านการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อม ให้ความสำคัญกับการตรวจสอบเนื้อหาของส่วนประกอบที่เป็นพิษ เช่น ไดออกซินและโพลีคลอริเนตไบฟีนิล (PCB) ในวัตถุด้านสิ่งแวดล้อม และยังทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาและการจำหน่ายเทคโนโลยีสำหรับการวิเคราะห์อีกด้วย สภาพแวดล้อมของวัตถุ

มีประสบการณ์อย่างกว้างขวางในการพัฒนาวิธีการวิเคราะห์เพื่อวิเคราะห์วัตถุด้านสิ่งแวดล้อม ผลิตภัณฑ์อาหารและวัตถุดิบสำหรับการผลิต ตลอดจนเป็นผู้จัดจำหน่ายในยุโรปของ MIURA Co. Shimadzu Europa GmbH Ltd., Ltd. นำเสนอโซลูชันครบวงจรสำหรับการตรวจวัดไดออกซินและโพลีคลอริเนตไบฟีนิล (PCB) รวมถึงระบบซีรีส์ GO-xHT สำหรับการทำความสะอาดตัวอย่างล่วงหน้า และสเปกโตรมิเตอร์โครมาโตแมสแก๊สโครมาโตแมสแบบคู่ TQ ซีรีส์

สารละลายนี้สามารถใช้เพื่อวิเคราะห์ตัวอย่าง เช่น ผลิตภัณฑ์อาหารและวัตถุดิบในการผลิต อาหาร ดิน ของเสีย และน้ำธรรมชาติ เป็นต้น

ความเป็นไปได้

ระบบ GO-xHT สามารถเพิ่มผลผลิตของห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ได้อย่างมาก เพิ่มประสิทธิภาพในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และลดเวลาที่ต้องใช้สำหรับผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI)

ไม่มีการปนเปื้อนข้าม

ด้วยการออกแบบที่ไร้วาล์วและชุดคอลัมน์แบบใช้ครั้งเดียว ความเสี่ยงของการปนเปื้อนข้ามระหว่างการวิเคราะห์แบบกลุ่มจึงแทบจะไม่มีเลย

· ลดการใช้ตัวทำละลาย

การไม่มีวาล์วสวิตชิ่งและวงจรการจ่ายตัวทำละลายที่ได้รับการปรับปรุงและปริมาณการเสียของระบบที่น้อยที่สุด ช่วยลดการใช้ตัวทำละลายเมื่อเทียบกับวิธีการแบบเดิม นอกจากนี้ การเตรียมตัวอย่างโดยใช้ระบบ GO-xHT ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายที่มีคลอรีน ทั้งหมดนี้มีส่วนช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก และเป็นผลให้ความสามารถในการทำกำไรของห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เพิ่มขึ้นด้วย

การเตรียมตัวอย่างสูงสุด 6 ตัวอย่างพร้อมกัน

การกำหนดค่าของระบบ GO-xHT สามารถปรับแต่งได้อย่างง่ายดายเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เฉพาะ ขึ้นอยู่กับปริมาณการวิเคราะห์ที่คาดหวัง ระบบสามารถติดตั้งโมดูลสองคอลัมน์ที่มีการควบคุมอย่างอิสระ 1-3 โมดูล ในกรณีหลังนี้ทำให้สามารถเตรียมการวิเคราะห์ตัวอย่าง 6 ตัวอย่างพร้อมกันได้ กระบวนการทำให้บริสุทธิ์โดยอัตโนมัติเต็มรูปแบบทำให้การเตรียมตัวอย่างง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าเดิม

การกำหนดค่าระบบที่เป็นไปได้สามแบบ

ระบบ GO-xHT สามารถติดตั้งลำโพงได้ 2, 4 หรือ 6 ตัว

โซลูชันครบวงจรสำหรับการกำหนดไดออกซินและ PCB รวมถึงการสกัด การทำให้บริสุทธิ์ และการวิเคราะห์ GCMS

ผู้ผลิตอุปกรณ์เคมีวิเคราะห์ชั้นนำสามราย ได้แก่ Shimadzu Corporation, BUCHI Laboratory Equipment และ MIURA Co. Ltd. ได้รวมความสามารถของตนและนำเสนอโซลูชันที่ครอบคลุมสำหรับการตรวจวัดไดออกซินและ PCB ในตัวอย่างที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงตัวอย่างที่ซับซ้อน เช่น อาหารและดิน โซลูชันที่สมบูรณ์ซึ่งมีชื่อว่า "DIOXINS S3" ประกอบด้วยระบบสกัดด้วยตัวทำละลายด้วยแรงดัน (PSE) BUCHI SpeedExtractor E-914/E-916, ระบบทำความสะอาด MIURA GO-xHT และแมสสเปกโตรมิเตอร์ก๊าซโครมาโทกราฟีแบบตีคู่ซีรีส์ Shimadzu T.Q. โซลูชันที่สมบูรณ์นี้ให้การวิเคราะห์ที่มีปริมาณงานสูง แม่นยำ เชื่อถือได้ และมีความไวสูง โดยปฏิบัติตามกฎระเบียบของยุโรป EU 589/2014 โดยสมบูรณ์

การประชุม All-Russian ที่มีส่วนร่วมระดับนานาชาติ "การวิเคราะห์ทางเคมีและการแพทย์"

ในมอสโกในปี 2558 ตั้งแต่วันที่ 9 ถึง 12 พฤศจิกายนมีการจัดการประชุม All-Russian ครั้งที่ 1 โดยมีส่วนร่วมระดับนานาชาติ "การวิเคราะห์ทางเคมีและการแพทย์" การประชุมครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสื่อสารและแลกเปลี่ยนความรู้อย่างใกล้ชิดระหว่างผู้เชี่ยวชาญในสาขาเคมีวิเคราะห์และการแพทย์เพื่อร่วมกันแก้ไขปัญหาสำคัญที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพของมนุษย์และนิเวศวิทยา การประชุมทบทวนความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดในสาขาเคมีวิเคราะห์และการนำไปใช้ในสาขาการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาการวินิจฉัยทางคลินิก และมีการนำเสนอบทคัดย่อมากกว่า 150 ชิ้น

เครื่องหาลำดับดีเอ็นเอ "NANOFOR 05"

Alekseev Ya.I. , Kurochkin V.E. , Veretennikov A.V.3.

ขอบคุณ การสนับสนุนทางการเงินกระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์แห่งสหพันธรัฐรัสเซียและแพลตฟอร์มเทคโนโลยี "การแพทย์แห่งอนาคต" สถาบันเครื่องมือวิเคราะห์ของ Russian Academy of Sciences, JSC Synthol และโรงงานทดลองเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ของ Russian Academy of Sciences ได้สร้าง ซีเควนเซอร์รัสเซียเครื่องแรก “NANOFOR 05” ตลาดโลกของซีเควนเซอร์มีมาเป็นเวลา 29 ปีแล้ว

เมื่อปลายปี 1986 เครื่องหาลำดับเบส ABI 370A ตัวแรกได้รับการพัฒนาโดย Applied Biosystems (USA)

ซีเควนเซอร์สามารถจัดลำดับได้ 12,000 bp ต่อวัน

ในปัจจุบัน ซีเควนเซอร์ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดสามารถจัดลำดับ 1000 x 109 bp ได้ใน 1 รอบ

ตลาดเครื่องหาลำดับดีเอ็นเอสามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่เป็นรากฐานหลักการทำงานของอุปกรณ์:

1) ซีเควนเซอร์แบบ "คาปิลลารี" (หรือ "คลาสสิก", "แซงเจอร์") ซึ่งในการถอดรหัสลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA เกิดขึ้นหลังปฏิกิริยาการหาลำดับ

2) ซีเควนเซอร์รุ่นที่สอง, NGS- (Next Generation Sequencing) หรือซีเควนเซอร์ "จีโนมทั้งหมด" ซึ่งจีโนมถูกถอดรหัสโดยตรงระหว่างปฏิกิริยาการหาลำดับ

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า ตลาดรัสเซียสำหรับซีเควนเซอร์มีจำนวนอุปกรณ์ไม่เกิน 1,000 เครื่องในแง่กายภาพ ยิ่งไปกว่านั้น จำนวนของตัวหาลำดับ “คาปิลลารี” คืออย่างน้อย 85% ของจำนวนตัวหาลำดับที่ใช้ทั้งหมด เครื่องหาลำดับ NGS ส่วนใหญ่ที่ซื้อในรัสเซียมีการใช้งานเป็นระยะๆ เนื่องจากมีต้นทุนสูง เสบียง.

ดังนั้นจำนวนการวิเคราะห์ (การวิเคราะห์ลำดับและแฟรกเมนต์) ที่ดำเนินการกับซีเควนเซอร์ "เส้นเลือดฝอย" จึงสูงกว่าจำนวนจีโนมที่ "อ่าน" บนซีเควนเซอร์ NGS หลายร้อยเท่าซึ่งคิดเป็นประมาณ 200,000 - 300,000 การวิเคราะห์ต่อปีในรัสเซีย

ตลาดซีเควนเซอร์ทั่วโลกยังถูกครอบงำโดยซีเควนเซอร์ "คาปิลลารี" แม้ว่าซีเควนเซอร์รุ่นที่สองจะเกิดขึ้นในตลาด แต่ก็มีงานหลายอย่างที่สามารถแก้ไขได้อย่างรวดเร็วและประหยัดโดยใช้ซีเควนเซอร์ "คลาสสิก" งานเหล่านี้ได้แก่:

ข้าว. 1. อิเล็กโทรฟีโรแกรมของผลิตภัณฑ์การหาลำดับที่ได้รับบนอุปกรณ์ NANOFOR 05 ลูกศรแสดงถึงการกลายพันธุ์ที่ระบุ

ข้าว. 2. Electropherogram ของการแยกผลิตภัณฑ์ขยายสัญญาณที่ได้จาก DNA ของแม่ (บน) พ่อ (กลาง) และลูก (ล่าง) ผ่านช่อง ROX

1) การจัดลำดับของการแทรกทางพันธุกรรมเข้าไปในพลาสมิด

2) การจัดลำดับผลิตภัณฑ์ PCR

3) การระบุ DNA ของบุคคล

4) การกำหนดความเป็นพ่อการกำหนดระดับความสัมพันธ์

5) การหาค่าความหลากหลายของนิวคลีโอไทด์เดี่ยว (SNP - Single Nucleotide Polymorphism) ตรวจพบโดยใช้ PCR SNP กำหนดความโน้มเอียงทางพันธุกรรมต่อโรคหลายปัจจัยและความไวของร่างกายต่อยาแต่ละบุคคล

6) จีโนไทป์ของ DNA ของมนุษย์ เช่น การตรวจหา SNP ที่ไม่รู้จักในบริเวณยีนที่วิเคราะห์

7) การสร้างจีโนไทป์ของจุลินทรีย์ เช่น การตรวจหาการกลายพันธุ์ที่ไม่ทราบมาก่อนในจีโนมของเชื้อ Mycobacterium tuberculosis ที่รับผิดชอบในการดื้อยาต่อยาต้านแบคทีเรีย หรือจีโนไทป์ของเชื้อโรคโดยเฉพาะ การติดเชื้อที่เป็นอันตรายซึ่งจำเป็นต่อการระบุแหล่งที่มาของการแพร่กระจายของการติดเชื้อ

8) จีโนไทป์ (การรับรอง) ของสายพันธุ์สัตว์และพันธุ์พืชที่มีคุณค่าเพื่อวัตถุประสงค์ในการคัดเลือก

NANOFOR 05 เป็นอะนาล็อกของเครื่องวิเคราะห์ทางพันธุกรรม 8 ช่องทาง 3500 Genetic An-alyzer ที่ผลิตโดย Life Technologies (ปัจจุบันคือ Thermo Fisher Scientific)

ด้วยคุณลักษณะด้านเทคนิคและผู้ใช้ที่สำคัญหลายประการ NANOFOR 05 จึงเหนือกว่าเครื่องวิเคราะห์ทางพันธุกรรม 3500: เป็นอุปกรณ์ประเภทเปิด กล่าวคือ ให้โอกาสในการใช้รีเอเจนต์จากผู้ผลิตทุกราย มีรูปแบบการตรวจจับ 7 สี ซึ่งช่วยให้คุณวิเคราะห์เป้าหมาย DNA ที่แตกต่างกันได้มากขึ้นในตัวอย่างเดียวพร้อมๆ กัน และยังมีระยะเวลารับประกัน 2 ปี ราคาถูกกว่า 2 เท่า อะนาล็อกนำเข้าและประหยัดกว่ามากในการใช้งาน

การตรวจหาโลหะหนักในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร พืชสมุนไพร ของเหลวชีวภาพด้วยวิธี AAS, ICP-OES, ICP-MS หลังการเตรียมตัวอย่างด้วยไมโครเวฟ

เกณฑ์สำคัญสำหรับความน่าเชื่อถือของการวิเคราะห์ ได้แก่: ความสมบูรณ์ของการทำให้เป็นแร่ของตัวอย่าง การไม่มีการสูญเสียองค์ประกอบที่ระเหยได้ เช่น Hg, As เป็นต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนการเตรียมตัวอย่าง ความไวที่เพียงพอของวิธีสเปกตรัมและตัวอย่างที่เลือก ขนาด และสุดท้ายคือการกำหนดสเปกตรัม ประการแรก โดยคำนึงถึงการรบกวนทางสเปกตรัมใน ICP-OES การกำจัดไอออนเชิงซ้อนและการรบกวนแบบไอโซบาริกใน ICP-MS การปรับระยะโปรแกรมอุณหภูมิของเตากราไฟท์ใน ETAAS ให้เหมาะสม

ตัวอย่างอินทรีย์ที่ยากที่สุดสำหรับการทำให้เป็นแร่ด้วยไมโครเวฟนั้นมีข้อจำกัด

และไฮโดรคาร์บอนสายยาวอะโรมาติก หนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ใกล้เคียงที่สุดคือผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่มีน้ำมัน การเตรียมสมุนไพรเมล็ดพืชน้ำมัน วัสดุเรซิน เช่น ดอกตูมเบิร์ช ตัวอย่างดังกล่าวต้องการอุณหภูมิสูงสำหรับการทำให้เป็นแร่ ขนาดตัวอย่างที่จำกัด และการให้ความร้อนอย่างระมัดระวังโดยค่อยๆ เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิการสลายตัว หลังยังใช้กับสิ่งที่เรียกว่า ตัวอย่างที่เกิดปฏิกิริยา เช่น น้ำมันหอมระเหยที่ได้จากวัสดุจากพืช การเตรียมกรดอะมิโนแต่ละตัว การทำให้เป็นแร่อย่างรวดเร็วด้วยความร้อนอย่างรวดเร็วสามารถนำไปสู่การปล่อยแรงดันในหม้อนึ่งความดันและการสูญเสียองค์ประกอบที่ระเหยได้

การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนเข้มข้นสำหรับการวิเคราะห์โครมาโตกราฟีของโปรตีนและเปปไทด์

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนแบบอ่อนจะถูกใช้เพื่อแยกสารชีวโมเลกุล เช่น เปปไทด์ โปรตีน โมโนโคลนอลแอนติบอดี และ DNA การนำเสนอนี้จะแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของการใช้เฟสการแลกเปลี่ยนไอออนเข้มข้น และอธิบายตัวอย่างของการแยกสารชีวโมเลกุลที่เหนือกว่าเหล่านี้ นอกจากนี้เรายังจะแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนที่แข็งแกร่งเหล่านี้สำหรับการทำแผนที่เปปไทด์ของการย่อยทริปติกของ BSA ประเด็นสำคัญต่างๆ เช่น การไล่ระดับสีและการเพิ่มประสิทธิภาพของตัวชะจะครอบคลุมอยู่ด้วย

การศึกษาเปรียบเทียบจะแสดงให้เห็นถึงข้อดีของเครื่องแลกเปลี่ยนแคตไอออนเข้มข้น YMC-BioPro SP-F ที่เหนือกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนแคตไอออนแบบอ่อน ด้วยเหตุนี้ เราจะนำเสนอผลการแยกโปรตีนต่างๆ และโมโนโคลนอลอิมมูโนโกลบูลินของมนุษย์ (IgG1)

วัสดุแลกเปลี่ยนไอออน YMC-BioPro IEX ประกอบด้วยอนุภาคโพลีเมอร์ที่ชอบน้ำทั้งแบบมีรูพรุนและไม่มีรูพรุน พร้อมการดูดซับแบบไม่จำเพาะต่ำและขนาดอนุภาคตั้งแต่ 3 ถึง 75 ไมครอน เหมาะสำหรับการใช้งานเต็มรูปแบบ มีจำหน่ายทั้งตัวแลกเปลี่ยนไอออนชนิดเข้มข้น (ควอเทอร์นารีเอมีน, YMC-BioPro QA) และเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนชนิดเข้มข้น (ซัลโฟโพรพิล, YMC-BioPro SP) เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุแลกเปลี่ยนไอออนแบบดั้งเดิม วัสดุเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่สูงกว่าและผลผลิตของชีวโมเลกุลที่สูงกว่า โดยมีการยึดเกาะแบบไม่จำเพาะที่ต่ำกว่า

การตรวจติดตามยาต้านการแข็งตัวของเลือดในช่องปากชนิดใหม่ทางห้องปฏิบัติการ

สารต้านวิตามินเคไม่ใช่ทางเลือกเดียวในการรักษาภาวะลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำ (VTE) หรือป้องกันอาการหัวใจวายอีกต่อไป ในปัจจุบัน ยาต้านการแข็งตัวของเลือดชนิดรับประทานชนิดใหม่ (NOACs, rivaroxaban และ dabigatran, สารยับยั้งโดยตรงของปัจจัย Xa และ IIa ตามลำดับ) เป็นทางเลือกที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพแทน warfarin ในการป้องกัน VTE ในระหว่างการเปลี่ยนสะโพกหรือ ข้อเข่าเพื่อป้องกันภาวะหลอดเลือดหัวใจตีบในผู้ป่วยภาวะหัวใจห้องบนสั่นพลิ้วและการรักษา VTE อย่างไรก็ตาม มีบางสถานการณ์ที่จำเป็นต้องทราบความเข้มข้นในพลาสมาที่แน่นอนของ NOAC เพื่อการจัดการทางคลินิกของผู้ป่วย จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีวิธีการวัดระดับของยาเหล่านี้หรือฤทธิ์ต้านปัจจัยของยาเหล่านี้ พบว่าเวลาของ thromboplastin บางส่วน เวลาของ prothrombin และเวลาของ thrombin ที่เปิดใช้งานนั้นไม่เหมาะสมสำหรับจุดประสงค์นี้ โครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงแบบตีคู่แมสสเปกโตรเมทรีสามารถใช้วัดระดับริวารอกโซบันในช่วง 0.50 ถึง 500 ไมโครกรัม/ลิตร อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ไม่สามารถใช้ได้อย่างกว้างขวางสำหรับการใช้งานทางคลินิกตามปกติ ปัจจุบัน วิธีที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในการกำหนดปริมาณของ rivaroxoban ในเลือดเป็นเทคนิคที่ใช้พิจารณาฤทธิ์ต้าน Xa ของมัน

สำหรับสารยับยั้ง thrombin โดยตรง เวลาของ thromboplastin ที่เปิดใช้งานบางส่วนไม่สามารถใช้ในการประมาณปริมาณของยาในพลาสมาได้ เนื่องจากมีความสัมพันธ์ค่อนข้างต่ำกับระดับ dabigatran และยิ่งไปกว่านั้น ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงการมีอยู่ของสารกันเลือดแข็งของ lupus และ ระดับที่สูงขึ้นปัจจัย VIII ในสภาวะของกระบวนการอักเสบ

ในปัจจุบัน เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ วิธีการกำหนดหาฤทธิ์ต้าน IIa โดยใช้ซับสเตรตโครโมจีนิกที่จำเพาะกับทรอมบินและวิธีการเวลาทรอมบินเจือจางถูกนำมาใช้ ซึ่งเป็นเส้นตรงในช่วงความเข้มข้นในการรักษาเกือบทั้งหมดของยาที่ใช้

วิธีการวิเคราะห์ทางอิมมูโนเคมีในการวินิจฉัยทางการแพทย์: ปัญหาและแนวทางแก้ไขสมัยใหม่

ขยายความรู้เกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุล กระบวนการทางพยาธิวิทยาและความผิดปกติตลอดจนการเปลี่ยนแปลงในระบบการรักษาพยาบาลจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ด้านระเบียบวิธีใหม่ การวินิจฉัยทางการแพทย์. แนวโน้มหลักสองประการในการพัฒนาเครื่องมือวินิจฉัยสมัยใหม่คือส่วนแบ่งการวิเคราะห์ที่เพิ่มขึ้นซึ่งดำเนินการนอกห้องปฏิบัติการเฉพาะทางตลอดจนความต้องการวิธีการทดสอบที่มีปริมาณงานสูงซึ่งทำให้สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับการมีอยู่และเนื้อหาจำนวนมากได้ (หลายสิบ ) ของสารประกอบในเวลาขั้นต่ำ (5-15 นาที)

รายงานจะนำเสนอการพัฒนาวิธีการวิเคราะห์ทางอิมมูโนเคมีใหม่ที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้

พิจารณาความเป็นไปได้แล้ว หลากหลายชนิดอิมมูโนเซนเซอร์และระบบทดสอบอิมมูโนโครมาโตกราฟีสำหรับการแก้ปัญหาการวินิจฉัยทางการแพทย์ ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการวิเคราะห์อิมมูโนโครมาโตกราฟีคือการใช้หลักการ "เคมีแห้ง" เมื่อรีเอเจนต์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ถูกนำไปใช้กับแถบทดสอบล่วงหน้า และการสัมผัสกับตัวอย่างที่วิเคราะห์จะเริ่มต้นปฏิกิริยาเฉพาะทั้งหมดและการพัฒนาของ สัญญาณที่ตรวจพบ มีการพิจารณาเครื่องหมายต่างๆ รวมถึงอนุภาคนาโนอนินทรีย์ที่ใช้ในระบบการวินิจฉัยทางการแพทย์ ข้อมูลจะถูกนำเสนอเกี่ยวกับอิทธิพลของขนาดของอนุภาคนาโนและองค์ประกอบของสารเชิงซ้อนกับอิมมูโนรีเอเจนต์ต่อลักษณะของวิธีการวิเคราะห์ตลอดจนการพัฒนาที่มุ่งควบคุมระยะเวลา ความไว และความจำเพาะของการวิเคราะห์ จากตัวอย่างของการวินิจฉัยโรคภูมิแพ้และการตรวจหาเครื่องหมายการเต้นของหัวใจ จะแสดงข้อดีของการใช้อนุภาคนาโนเรืองแสงแบบเซมิคอนดักเตอร์ (จุดควอนตัม) ที่ตรวจพบด้วยขีดจำกัดการตรวจจับที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องหมายสี การวิเคราะห์ทางทฤษฎีและเชิงทดลองได้รับข้อกำหนดสำหรับระบบทดสอบด่วนสำหรับการวินิจฉัยซีโรไดอะโนซิส - การตรวจหาแอนติบอดีในเลือดที่จำเพาะต่อสารประกอบเฉพาะ พิจารณาวิธีเพิ่มผลผลิตและความสำคัญในการวินิจฉัยของระบบอิมมูโนเคมีที่ไม่ใช่ห้องปฏิบัติการโดยอาศัยการวิเคราะห์หลายพารามิเตอร์ ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับสารประกอบจำนวนมากพร้อมกันได้ การใช้ตัวอย่างการพิจารณาสารประกอบที่มีนัยสำคัญต่อการวินิจฉัยทางการแพทย์ (เครื่องหมายหัวใจ, เครื่องหมาย กระบวนการอักเสบ, สารพิษ, จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ฯลฯ ) นำเสนอความเป็นไปได้ของวิธีการวิเคราะห์ทางอิมมูโนวิเคราะห์และข้อดีเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่น ๆ ที่ใช้ในทางปฏิบัติ

การใช้ไอโซโทปแมสสเปกโตรเมตรีในเวชศาสตร์วินิจฉัย

การวิเคราะห์วัตถุทางการแพทย์โดยใช้ออปติคัลไบโอเซนเซอร์ เช่น Biacore

ออปติคัลไบโอเซนเซอร์ที่ทำงานเกี่ยวกับผลกระทบของเซอร์เฟสพลาสมอนเรโซแนนซ์ (SPR) เป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงที่ทำให้สามารถบันทึกปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลในชีวิตจริงได้

เวลาโดยไม่ต้องใช้เครื่องหมายหรือกระบวนการใดๆ ที่เกี่ยวข้อง จากเซนเซอร์แกรมอนุกรมที่ได้รับ สามารถคำนวณพารามิเตอร์จลน์ สมดุล และอุณหพลศาสตร์ของปฏิกิริยาต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น ไบโอเซนเซอร์ SPR จึงถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการวิจัยพื้นฐานและประยุกต์เกี่ยวกับวัตถุทางการแพทย์ เช่น:

(1) การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ ความจำเพาะ และปฏิกิริยาข้ามของแอนติบอดี ซึ่งทำให้เทคโนโลยี SPR เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการพัฒนายาภูมิคุ้มกันใหม่และระบบทดสอบอิมมูโนเคมี

(2) การวิเคราะห์อันตรกิริยาระหว่างต้นแบบของยาใหม่กับโปรตีนเป้าหมาย สภาพแวดล้อมการวิเคราะห์โครมาโตกราฟี

(3) การแยกสัมพรรคภาพของคู่โปรตีนที่เป็นไปได้ของโมเลกุลเป้าหมายและสารเชิงซ้อนของพวกมันจากไลเซตของวัสดุชีวภาพด้วยการพิสูจน์เอกลักษณ์ของพวกมันในภายหลังโดยใช้การวิเคราะห์ LC-MS/MS

(4) การวิเคราะห์ความเข้มข้นของพิโคโมลาร์ของโปรตีนบ่งชี้โรคในพลาสมาของมนุษย์อย่างแม่นยำสูง

ในบรรดาไบโอเซนเซอร์ SPR ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด รุ่นต่างๆ เช่น Biacore (GE Healthcare, USA) ซึ่งติดตั้งระบบไมโครฟลูอิดิกแบบควบคุม 4 ช่องทางพร้อมเซลล์นาโนการไหล 4 เซลล์ ถือเป็น “ผู้ถือครองสถิติ” ในด้านความไว ระดับต่ำสัญญาณรบกวน ความเสถียรของสัญญาณพื้นฐาน น้ำหนักโมเลกุลขั้นต่ำของสารวิเคราะห์ที่บันทึกไว้ และปริมาณการใช้วัสดุชีวภาพขั้นต่ำ

ด้วยการใช้ไบโอเซนเซอร์ SPR เช่น Biacore เราได้พัฒนาเวอร์ชันดั้งเดิมของฟิชชิ่งระดับโมเลกุลเชิงวิเคราะห์และเตรียมการโดยตรง เพื่อระบุผู้ที่อาจเป็นผู้เข้าร่วมในปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน-โปรตีน และโปรตีน-เปปไทด์ในระบบสิ่งมีชีวิต วิธีการนี้อาศัยการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยี SPR กับคอลัมน์โครมาโตกราฟีและการระบุโปรตีนด้วย LC-MS/MS การนำไปใช้ได้แสดงให้เห็นแล้วทั้งในกรณีของลิแกนด์ตรึงโมเลกุลสูง (โปรตีน, เปปไทด์) และโมเลกุลต่ำ (อนุพันธ์ของอิซาติน) แนวทางนี้ถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในการศึกษาเชิงโต้ตอบที่ดำเนินการภายใต้กรอบของ:

(1) โครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานของสถาบันวิทยาศาสตร์ของรัฐ สำหรับปี 2556-2563 ภายใต้โครงการ “ฮิวแมนโปรตีโอม” เพื่อระบุคู่โมเลกุลที่เป็นไปได้ของโปรตีนเป้าหมาย 7 ชนิดที่เข้ารหัสในโครโมโซมของมนุษย์ลำดับที่ 18 ในไลเซตเนื้อเยื่อตับของมนุษย์

(2) เงินช่วยเหลือที่ซับซ้อนจากมูลนิธิรัสเซียเพื่อการวิจัยขั้นพื้นฐาน (13-04-40108-K) เพื่อระบุโปรตีนคู่ที่มีศักยภาพในไลซีนของเซลล์ประสาทของมนุษย์ที่เป็นอมตะซึ่งมีปฏิกิริยากับไอโซฟอร์มต่างๆ ของโดเมนที่มีผลผูกพันกับโลหะของเบต้า-อะไมลอยด์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโรคอัลไซเมอร์

(3) เงินอุดหนุน RFBR (11-04-01163 และ 15-04-01545) สำหรับการศึกษาโปรตีนที่จับกับไอซาตินในสภาวะปกติ โดยมี

การขนถ่ายแรงโน้มถ่วงและพยาธิวิทยาของระบบประสาทเสื่อม

อุปกรณ์วิเคราะห์ Shimadzu สำหรับการวิจัยทางชีวการแพทย์ที่ซับซ้อน

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์ชีวภาพในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 20 และ 21 นำไปสู่การเกิดขึ้นของวินัยใหม่ - ยาระดับโมเลกุล เมื่อเปรียบเทียบกับการแพทย์แผนโบราณ ยาระดับโมเลกุลไม่ได้เกี่ยวข้องกับผลกระทบ (อาการของโรค) แต่เกี่ยวข้องกับสาเหตุ กล่าวคือ จะกำหนดโมเลกุลเหล่านั้นที่รับผิดชอบในการพัฒนากระบวนการทางพยาธิวิทยา ดังนั้นการวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำจึงมีความเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออก วิธีการวิเคราะห์โดยให้บริการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีในระดับโมเลกุลและภายในโมเลกุล

บริษัท Shimadzu (ญี่ปุ่น) ผลิตกลุ่มอุปกรณ์วิเคราะห์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการวิจัยทางชีวการแพทย์ที่ซับซ้อน

แก๊สโครมาโตกราฟีและโครมาโตแมสสเปกโตรมิเตอร์ (GCMS) ใช้เพื่อระบุประเภทของจุลินทรีย์ตามข้อมูลการรวบรวม กรดไขมันมีอยู่ในสื่อทางชีววิทยา

การศึกษาเมแทบอลิกจำนวนมากดำเนินการโดยใช้ GCMS สี่ขั้วความเร็วสูง Shimadzu ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการระบุเครื่องหมายของโรคต่างๆ ซึ่งทำให้สามารถวินิจฉัยโรคได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

โครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงพร้อมเครื่องตรวจจับแบบคัดเลือกมวลสี่เท่าแบบเรียงกันกำลังกลายเป็นเทคนิคหลักในการตรวจคัดกรองทารกแรกเกิดและก่อนคลอด รวมถึงในการศึกษาทางเภสัชจลนศาสตร์

MALDI สเปกโทรสโกปี (การแตกตัวเป็นไอออนด้วยเลเซอร์ช่วยเมทริกซ์) เป็นเครื่องมืออันทรงพลังสำหรับการศึกษาโมเลกุลโปรตีน และดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยโปรตีโอมิก: การวินิจฉัยเบื้องต้นขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบโปรตีโอมของบุคคลที่มีสุขภาพดีและป่วย การจำแนกจุลินทรีย์ ความสามารถในการสังเกตการแพร่กระจายของโปรตีน เปปไทด์ สารประกอบภายนอกในเนื้อเยื่อ (การแปลเนื้องอกเป็นท้องถิ่น) การศึกษาการดัดแปลงโปรตีนหลังการแปล ฯลฯ

บริษัท Shimadzu กำลังพัฒนาทิศทางเครื่องมือใหม่ - อุปกรณ์สำหรับการแสดงภาพกระบวนการระดับโมเลกุล บริษัทได้เปิดตัวอุปกรณ์ในทิศทางนี้ออกสู่ตลาดแล้ว: กล้องจุลทรรศน์ขนาดใหญ่

iMScope TRIO ผสานพลังอันทรงพลัง กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและ MALDI สเปกโตรมิเตอร์ และ LABNIRS ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับถ่ายภาพการทำงานของสมอง

เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมเลเซอร์ไดโอดแบบหลายองค์ประกอบสำหรับการคัดกรองการวินิจฉัยปริมาณตัวชี้วัดทางชีวภาพในส่วนประกอบของอากาศที่หายใจออก

การดำเนินการตรวจคัดกรองลมหายใจคือ วิธีการที่มีประสิทธิภาพการประเมินสถานะการทำงานของร่างกาย การศึกษาแบบคัดกรองทางการแพทย์ถือเป็นชุดของมาตรการที่มุ่งระบุโรคที่ซ่อนอยู่ในประชากรของอาสาสมัคร (ระบุ “กลุ่มเสี่ยง” สำหรับโรคเฉพาะ) ในกรณีที่ไม่มีความชัดเจน อาการรุนแรงโรคต่างๆ ข้อกำหนดหลักสำหรับการตรวจคัดกรองคือ ความเรียบง่าย ไม่รุกราน และความปลอดภัยของขั้นตอนการทดสอบ การประมวลผลข้อมูลความเร็วสูง ความสามารถในการตรวจหาโรคที่ ระยะเริ่มต้น. การวิเคราะห์ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่เป็นก๊าซในการหายใจออกของมนุษย์เป็นหนึ่งในวิธีการวินิจฉัยแบบไม่รุกรานที่มีแนวโน้มและพัฒนาอย่างรวดเร็ว นอกจากโมเลกุลหลักของบรรยากาศ (H2O, 12CO2, N2, O2) แล้ว ยังมีการระบุสารประกอบมากกว่า 1,000 ชนิดที่มีความเข้มข้นที่ระดับ ppb-ppm ในอากาศที่มนุษย์หายใจออก การก่อตัวของสารประกอบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการเผาผลาญทางชีวเคมีในร่างกาย แม้จะมีการวิจัยอย่างเข้มข้นในสาขานี้ ความเชื่อมโยงระหว่างความเข้มข้นของส่วนประกอบโมเลกุลในอากาศที่หายใจออกและพยาธิวิทยาเฉพาะนั้นถูกสร้างขึ้นสำหรับโมเลกุลหลายโหลเท่านั้น (เช่น การทดสอบลมหายใจเพื่อระบุ C2H5OH, 13CO2, 12CO2, CO, NO) อิงจากเลเซอร์ไดโอด (DL) ต้นแบบการทดลองของเครื่องวิเคราะห์ก๊าซหลายช่องสัญญาณสำหรับการวิจัยทางชีวการแพทย์แบบคัดกรองแบบไม่รุกรานได้รับการพัฒนาในช่วงอินฟราเรดใกล้โดยมีเอาต์พุตของรังสีที่เป็นเส้นใย อุปกรณ์นี้ช่วยให้คุณระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของส่วนประกอบอากาศในส่วนของอากาศที่หายใจออกได้พร้อมๆ กัน:

12CO2, 13CO2, CH4, H2S. การวัดความเข้มข้นของโมเลกุลจะดำเนินการในเซลล์ Erio แบบหลายรอบ โดยมีความยาวเส้นทางแสงรวม 26 ม. และปริมาตร 2.5 ลิตร โมดูลเลเซอร์ NEL สองโมดูลจาก NTT Electronics ถูกใช้เป็นลำแสงเลเซอร์ การตรวจจับ CH4 ดำเนินการในช่วงความยาวคลื่น 1.65 µm, 12CO2, 13CO2 และ H2S - ในช่วง 1.60 µm การวัดจะดำเนินการแบบเรียลไทม์

ในคลินิกบำบัดของโรงพยาบาลคลินิกเมืองหมายเลข 12 ในมอสโกได้ทำการทดสอบทางคลินิกของไดโอดเลเซอร์สเปกโตรมิเตอร์สำหรับการวิเคราะห์ก๊าซในระหว่างนั้นมีการศึกษาเนื้อหาของ CH4, 13CO2, 12CO2 และ H2S ในอากาศที่หายใจออกในบุคคลที่มีสุขภาพดีในทางปฏิบัติ และในผู้ป่วยโรคต่างๆ เมื่อมีสุขภาพที่น่าพอใจ เนื้อหาของตัวชี้วัดทางชีวภาพเหล่านี้ได้รับการศึกษาที่แตกต่างกัน สภาพทางสรีรวิทยามนุษย์: ขณะพัก โดยมีกิจกรรมทางกายในปริมาณมาก ความเครียดทางจิตและอารมณ์ และปริมาณสารอาหาร ในเวลาเดียวกัน เครื่องวัดออกซิเจนในเลือดของชีพจร (SpO2 อัตราการเต้นของหัวใจ) ความดันโลหิต อัตราการหายใจ และระดับน้ำตาลในเลือดถูกบันทึกไว้ ผลกระทบของปัจจัยการโหลดเปลี่ยนแปลงเนื้อหาขององค์ประกอบของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในอากาศที่หายใจออกอย่างมีนัยสำคัญ (ดูกราฟและตาราง) พารามิเตอร์ CO2, CH4, อัตราการเต้นของหัวใจ, RR, SpO2 และระดับน้ำตาลในเลือดเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่สุดและเป็นธรรมชาติที่ความสูงของภาระโดยสัมพันธ์กับค่าเริ่มต้นที่เหลือ การเพิ่มขึ้นครั้งแรกของระดับ 12CO2 บ่งชี้ถึงการรบกวนที่ซ่อนอยู่หรือเห็นได้ชัดเจนในการทำงานของการแลกเปลี่ยนก๊าซของปอด หรือการลดลงของการเผาผลาญพื้นฐาน นี่อาจเป็นเครื่องหมายทางอ้อมของโรคทางเดินหายใจที่แฝงอยู่ ภาวะ hypofunction ต่อมไทรอยด์และกระบวนการทางพยาธิวิทยาอื่น ๆ ในระหว่างออกกำลังกายเมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือ ระดับของ CH4 ในอากาศที่หายใจออกจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่ง "เผาผลาญ" อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาการเผาผลาญที่เร่งขึ้น ตัวบ่งชี้13СО2มีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับสถานะการทำงานของการย่อยอาหารในกระเพาะอาหาร (ตอบสนองต่อการบริโภคอาหารการมีอยู่ ความผิดปกติของการทำงานระบบทางเดินอาหาร) ซึ่งได้รับการยืนยันจากหลาย ๆ คน การศึกษาทางคลินิกการทดสอบลมหายใจยูรีเอส

ข้อสรุปหลักของผลการทดสอบทางคลินิกเบื้องต้นของการวิเคราะห์ก๊าซของอากาศที่หายใจออกโดยใช้วิธี Diode Laser Spectrometry (DLS) ได้แก่ 1) วิธี DLS ที่ใช้ตรงตามข้อกำหนดสำหรับการคัดกรอง เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมเพื่อระบุกระบวนการทางพยาธิวิทยาที่ซ่อนอยู่และความผิดปกติในการทำงานในมนุษย์ 2) การตรวจจับความเบี่ยงเบนในพารามิเตอร์ของสารเมตาบอไลต์ของก๊าซในอากาศหายใจออกของมนุษย์ภายใต้สภาวะของภาระต่าง ๆ ทำให้สามารถระบุกลุ่มเสี่ยงสำหรับโรคที่ซ่อนอยู่ได้อย่างสมเหตุสมผลและประเมินระดับของความผิดปกติในการทำงาน 3) การปรับปรุงโครงสร้างในอุปกรณ์ DLS เชิงวิเคราะห์ก๊าซทำให้ขั้นตอนการตรวจผู้ป่วยง่ายขึ้น รับรองความคล่องตัวสูง และเพิ่มความปลอดภัยในการใช้งานในการคัดกรองจำนวนมากในการศึกษาทางการแพทย์และสรีรวิทยา

การวิเคราะห์แมสสเปกโตรมิเตอร์ของวัตถุทางการแพทย์

ประเด็นที่สำคัญที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์วัตถุทางการแพทย์ (ของเหลวทางสรีรวิทยา เนื้อเยื่อ และตัวอย่างทางชีวภาพอื่นๆ) โดยใช้แมสสเปกโตรเมทรี (MS) และแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโตรเมทรี (CMS) ซึ่งเป็นวิธีการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลที่ละเอียดอ่อนและเฉพาะเจาะจงที่สุด มีการพูดคุยถึงประเด็น "ร้อน" ของ MS/CMS และการประยุกต์ใช้ใน (ก) การวินิจฉัยทางคลินิก และ (ข) เภสัชจลนศาสตร์ ตลอดจน (ค) สถานะและโอกาสในการพัฒนา "-omics" หลายประการ ซึ่งเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ ส่วนใหญ่ ขึ้นอยู่กับการใช้ MS มีการเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของวิธีการและรูปแบบต่างๆ ของ MS และ CMS

พื้นที่ที่โดดเด่น การวินิจฉัยทางคลินิกซึ่ง MS/CMS มีบทบาทสำคัญ:

การวิเคราะห์ลมหายใจออก การจำแนกจุลินทรีย์ การตรวจคัดกรองทารกแรกเกิด วิทยาต่อมไร้ท่อ การบำบัดด้วยยา, มาร์กเกอร์เปปไทด์และโปรตีน, การสร้างภาพแมสสเปกโตรเมทรี

มีการวิเคราะห์ปัญหาทั่วไปในการกำหนดตัวบ่งชี้ทางชีวภาพและการเปลี่ยนจากการวิจัยเชิงวิชาการไปสู่การวินิจฉัยเชิงปฏิบัติ

พิจารณาความหลากหลายของ MS ที่ใช้ในเภสัชจลนศาสตร์และสถานที่ในปัญหาทางชีวการแพทย์จำนวนหนึ่ง เปรียบเทียบความไวและการเลือกของ MS ความละเอียดสูงและ MS ควบคู่

ข้อดีของการใช้ MS ในเภสัชจลนศาสตร์ถูกบันทึกไว้โดยใช้ตัวอย่างการพิจารณายา bupre-norphine และ naloxone ในเลือดของผู้ป่วยโดยใช้วิธี CMS

มีการวิเคราะห์สถานะปัจจุบันของ "-omics" และจดบันทึกความสำเร็จที่แท้จริงและศักยภาพของพวกเขา

“-omics” ที่พบบ่อยที่สุดจะได้รับผลกระทบ รวมถึง ส่วนที่ MS และ CMS มีบทบาทสำคัญใน: โปรตีโอมิกส์, เมแทบอลิซึม, ลิพิโดมิกส์และไกลโคมิกส์ มีการทบทวนงานด้านไขมันในห้องปฏิบัติการของผู้เขียนและเกี่ยวข้องกับไขมันในพลาสมาของมนุษย์และการล้างปอดของหนูเมาส์

การกำหนดสเปกโตรโฟโตเมตริก กรดบอริกในน้ำ

ความต้องการโบรอนสำหรับเศรษฐกิจของประเทศรัสเซียเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะโบรอนและสารประกอบของมันถูกนำมาใช้ใน เกษตรกรรมสารเคมีในครัวเรือน ยารักษาโรค ฯลฯ การใช้โบรอนอย่างแพร่หลายทำให้เกิดการสะสมใน สิ่งแวดล้อม(OS) และสิ่งมีชีวิตในทางกลับกัน เช่น ในดิน เป็นต้น

ปริมาณโบรอนที่ไม่เพียงพอนำไปสู่การสูญเสียผลผลิต ในขณะที่ปริมาณโบรอนที่มากเกินไปในระบบปฏิบัติการก็อาจเป็นภัยคุกคามต่อสัตว์ได้ (ความเข้มข้นสูงสุดของโบรอนในน้ำดื่มในประเทศสหภาพยุโรปคือ 0.1 มก./ล. ในรัสเซีย - 0.5 มก./ล. ใน มูลค่าการประมงในแหล่งน้ำจืด - 0.017 มก./ล. ในผลิตภัณฑ์อาหาร 0.5 มก./กก. จำเป็นต้องมีการควบคุมปริมาณโบรอนในน้ำและดินอย่างเข้มงวด เพื่อกำหนด โบรอน ในน้ำที่มีประวัติแตกต่างกันและวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ที่ระดับความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต ต้องใช้วิธีการที่ละเอียดอ่อนเพียงพอ วิธีการใช้เครื่องมือต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพง การมีอยู่ของบุคลากรที่มีคุณสมบัติสูง วัสดุสิ้นเปลืองราคาแพง จนถึงขณะนี้ วิธีหลักยังคงเป็นวิธีสเปกโตรโฟโตเมตริก (SPM) โดยใช้รีเอเจนต์อินทรีย์ (OR) ในบรรดา OR สำหรับการกำหนด SPM ของโบรอนในรูปของ H3BO3 มักใช้สารประกอบเอโซที่มีกรดแดง เบริลโลน III เป็นหลัก แต่สำหรับการพัฒนาปฏิกิริยาสีที่อุณหภูมิ 25 °C ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 12 - 18 ชั่วโมง นอกจากนี้ความไวและการเลือกสรร วิธีการที่ทราบในการกำหนด H3BO3 นั้นไม่เพียงพอเสมอไป ในงานนี้ ความเร็วของปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นโดยการกระตุ้น H3BO3 ในปฏิกิริยาสีกับรีเอเจนต์ beryllone III โดยการนำสารประกอบไดออล - ซอร์บิทอลหรือกลีเซอรอล - เข้าสู่ระบบ ความไวและการเลือก - โดยใช้เวอร์ชันการสกัดโฟโตเมตริกของเทคนิค . เลือกส่วนผสมของ EDTA 200 มก. + 40 มก. เป็นสารมาส์ก วิตามินซีต่อสารละลายสุดท้าย 25 มิลลิลิตร วิธีการใหม่ทำให้สามารถระบุ H3BO3 ในช่วง 0.008 - 0.8 มก./ลิตร (SFM ที่แก้ไขเมื่อมีซอร์บิทอล), 0.004 - 0.8 มก./ลิตร (เทคนิคการสกัดสเปกโตรโฟโตเมตริก, ESM) การเลือกวิธีการนั้นมีลักษณะเฉพาะโดย "ปัจจัยการเลือก" - อัตราส่วนมวลที่อนุญาตของไอออนภายนอก - ซึ่งความไม่แน่นอนของการกำหนด< 10 %. Полученные значения ФС для предла-гаемых методик показаны в табл. 1.

การศึกษาฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของสารละลายเกี่ยวกับโรคตาโดยใช้วิธีโพเทนชิโอเมตริกโดยใช้สารเชิงซ้อนของโลหะ

การทำลายเซลล์จากอนุมูลอิสระมาพร้อมกับโรคต่างๆ มากมาย รวมไปถึง โรคตาซึ่งต้อกระจกมีความสำคัญเป็นพิเศษ ในเลนส์ตา โปรตีน กรดอะมิโน กรดนิวคลีอิก และคาร์โบไฮเดรตที่ได้รับความเสียหายจากอนุมูลอิสระจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนที่ไม่ละลายน้ำซึ่งมีน้ำหนักและขนาดโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นสาเหตุของการทึบแสงของเลนส์ หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรักษาและป้องกันต้อกระจกคือการใช้สารละลายเกี่ยวกับโรคตาที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ งานนี้เสนอวิธีการโพเทนชิโอเมตริกสำหรับศึกษาฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ (AOA) ของสารละลายเกี่ยวกับโรคตา โดยอาศัยการใช้โลหะรูปแบบออกซิไดซ์ในองค์ประกอบของสารประกอบเชิงซ้อนเป็นแบบจำลองออกซิไดเซอร์1 ศักยภาพจะถูกวัดหลังจากเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างสารต้านอนุมูลอิสระของตัวอย่างทดสอบกับสารออกซิไดซ์ (E1) และการเติมสารออกซิไดซ์ (E2) ในเวลาต่อมา เส้นโค้งทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปแสดงไว้ในรูปที่ 1 วิธีการที่นำเสนอนี้ใช้เพื่อศึกษาวิธีแก้ปัญหาทางจักษุที่ใช้กันมากที่สุดในการรักษาต้อกระจก: Oftan Katahrom, Quinax, Emoxipin AOA ของยาที่ศึกษาอยู่ระหว่าง 1.00·10-5 ถึง 7.5·10-4 M-eq ความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์ที่ได้รับได้รับการยืนยันโดยวิธีสเปกโตรโฟโตเมตริกโดยใช้แบบจำลองของอนุมูล DPPH ที่เสถียร ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เท่ากับ 0.94 ดังนั้นวิธีที่เสนอจึงสามารถนำไปใช้ในการกำหนด AOA ของสารละลายเกี่ยวกับโรคตาและยาอื่น ๆ ได้สำเร็จ

การวาดภาพ. การขึ้นอยู่กับศักยภาพตรงเวลาเมื่อเติมตัวอย่างทดสอบลงในตัวออกซิไดเซอร์ (E1) และการเติมตัวออกซิไดเซอร์ (E2)

วิธีการที่เข้าถึงได้สำหรับการตรวจหาไทออลที่ถูกผูกไว้ในพลาสมาในเลือดโดยใช้อิเล็กโตรโฟรีซิสของเส้นเลือดฝอย

บทนำ Homocysteine ​​​​(Hcys) เป็นปัจจัยเสี่ยงอิสระสำหรับการพัฒนาภาวะแทรกซ้อนจำนวนมาก โรคหลอดเลือดหัวใจ. เพื่อเพิ่มความสำคัญในการวินิจฉัยในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 Hortin และเพื่อนร่วมงานเสนอให้ใช้อัตราส่วนของซิสเทอีน (Cys) ต่อ Gcys ในเลือด น่าเสียดายที่แนวทางทางชีวเคมีที่มีประสิทธิผลโดยอาศัยวิธีโครมาโตกราฟีและอิเล็กโทรโฟเรติกยังคงไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับการวินิจฉัยทางคลินิกในการแก้ปัญหานี้

วัตถุประสงค์ของการศึกษา: เพื่อพัฒนาแนวทางที่เข้าถึงได้ซึ่งช่วยให้คุณตัดสินใจได้ แบบฟอร์มที่เกี่ยวข้อง Cys และ Gcys และความสัมพันธ์โดยใช้ระบบ CE ที่ติดตั้งเครื่องตรวจจับ UV แบบอาร์เรย์ไดโอด

เนื่องจากในเลือดส่วนใหญ่ของ Gcys (~80%) และประมาณครึ่งหนึ่งของ Cys อยู่ในสถานะที่มีการจับกับโปรตีน และความจุของโปรตีนในพลาสมาจึงสูงกว่าความเข้มข้นปกติของ Gcys ในพลาสมาหลายเท่า (<10 мкМ), то свя-занные формы хорошо отражают их общее содержание .

วัสดุและวิธีการวิจัย ในการวิเคราะห์ ใช้ตัวอย่างเลือดดำจากผู้บริจาคที่เก็บในหลอดที่มี Na citrate จำนวน 19 ตัวอย่าง หลังจากได้รับพลาสมาแล้ว โปรตีนของมันถูกแยกออกโดยการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน ส่วนไทออลที่ถูกผูกไว้จะถูกถ่ายโอนไปยังรูปแบบรีดิวซ์และแก้ไขด้วย 1,1"-ไทโอคาร์บอนิลไดอิมิดาโซล สารวิเคราะห์ยังถูกทำให้บริสุทธิ์จากโปรตีนด้วยการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันอีกด้วย CE ดำเนินการในสนามย้อนกลับด้วย ความเข้มข้นที่ขึ้นอยู่กับ pH ของสารวิเคราะห์ในเส้นเลือดฝอย

ผลลัพธ์ที่ได้รับและการอภิปราย วิธีการที่พัฒนาขึ้นมีความไวสูง (น้อยกว่า 1 μM) ความสามารถในการทำซ้ำ (<5%), линейность в диапазоне 0-500 мкМ Цис и 0-100 мкМ Гцис (r>0.995) ความแม่นยำ 94-108% เวลาในการวิเคราะห์คือ 15 นาที ความเข้มข้นเฉลี่ยของ Cys และ Gcys ที่ถูกผูกไว้ในตัวอย่างคือ 132 และ 5.7±2.7 (1.9-13.3) µM ตามลำดับ ค่าเฉลี่ย Cys/Gcys คือ 26 ± 8 ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่รายงานก่อนหน้านี้สำหรับอัตราส่วน Cys/Gcys ทั้งหมด อัตราส่วน Cys/Gcys มีสเปรดน้อยกว่า Gcys ที่ถูกผูกไว้ 1.5 เท่า มีการเปิดเผยความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดระหว่าง Gcis และ Gcis/Cis (r=0.86) แต่ไม่พบระหว่าง Cys และ Cys/Gcis (r=-0.41)

สรุป: ด้วยแนวทางที่นำเสนอ ทำให้สามารถกำหนดรูปแบบที่ถูกผูกไว้ของ Cys/Gcis ได้ อัตราส่วนนี้มีความสัมพันธ์ค่อนข้างสูงกับระดับ Gcys ที่ถูกผูกไว้ และมีความแปรปรวนน้อยกว่า ซึ่งทำให้มีเหตุผลที่จะใช้เป็นทางเลือกในการพิจารณา Gcys ทั้งหมด

Microfocus X-ray fluorescence spectrometry และการประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์ตัวอย่างทางชีววิทยา

วิธีการวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์เรืองแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบการกระจายพลังงาน (EDXRF) เป็นหนึ่งในวิธีการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายที่สะดวกและเข้าถึงได้มากที่สุด ซึ่งรวมถึงตัวอย่างทางชีววิทยาด้วย ข้อดียังรวมถึงความสามารถในการดำเนินการวิเคราะห์ระดับจุลภาคเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณหลายองค์ประกอบไปพร้อมๆ กันที่ความเข้มข้นที่หลากหลายตั้งแต่ 10-4% (1 ppm) ถึง 100% ในกรณีส่วนใหญ่ ไม่มีการเตรียมตัวอย่างเพื่อการวิเคราะห์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการวิเคราะห์วัสดุชีวการแพทย์ เวลาในการวิเคราะห์ไม่เกิน 5 นาที มีการตรวจสอบฟันและกระดูกของมนุษย์ ตัวอย่างที่ได้รับระหว่างการผ่าตัดอวัยวะและเนื้อเยื่อที่มีชีวิต (ตัวอย่างชิ้นเนื้อของเยื่อเมือกในกระเพาะอาหาร หลอดเลือด เส้นประสาท ต่อมหมวกไต ฯลฯ) ทำการศึกษา ออกโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ไมโครเอ็กซ์เรย์ฟลูออเรสเซนต์ MX-10 lyser (Institute of Physical Optics LLC) พร้อมเลนส์โพลีคาปิลลารี Kumakhov พร้อมโพรบโฟกัส 26 µm สเปกโตรมิเตอร์สามารถพกพาได้ ปลอดภัยจากรังสี และไม่ต้องการการตรวจสอบและการบัญชีโดย SES (ดูรูป) ได้รับสเปกตรัมที่

หลอดเอ็กซ์เรย์ที่มีขั้วบวก Cu ที่แรงดันไฟฟ้าสูง 20 และ 30 kV กระแสไฟฟ้าไส้หลอด 50-100 μA เวลา

การรวบรวมหนึ่งสเปกตรัมคือ 100 หรือ 300 วินาที การใช้ระบบออปติคอลเอ็กซ์เรย์แบบโฟกัสที่มีประสิทธิภาพช่วยให้สามารถวิเคราะห์เฉพาะจุดด้วยการสร้างแผนที่การกระจายตัวขององค์ประกอบบนพื้นผิว สามารถศึกษาวัตถุขนาดเล็กและการรวมตัวขนาดเล็กในตัวอย่างที่วิเคราะห์ได้

การกระจายตัวของ Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe ในเนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตต่างๆ ผม

ฟัน หลอดเลือด พบว่าเนื้อหาขององค์ประกอบเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในตำแหน่งที่มีการรวมขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับตำแหน่งที่พื้นผิวเป็นเนื้อเดียวกันไม่มากก็น้อย ดังนั้น การวิเคราะห์ระดับจุลภาคด้วยรังสีเอกซ์จึงสามารถใช้เพื่อแก้ปัญหาต่างๆ ในทางการแพทย์ได้ เมื่อศึกษาบทบาทขององค์ประกอบมหภาคและจุลภาคในโรคต่างๆ ในการศึกษาสารตั้งต้นทางชีวภาพในการวินิจฉัย ศึกษาอิทธิพลของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่มีต่อสุขภาพของมนุษย์ การพิจารณาโลหะที่เป็นพิษ เกี่ยวกับการป้องกันโรคจากการทำงาน ฯลฯ

โพสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

ปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมด้วยสารเคมี - ผลิตภัณฑ์จากเทคโนโลยี การหาปริมาณของโลหะในรูปแบบที่ละลายในกรด (ตะกั่ว, ทองแดง, สังกะสี, นิกเกิล, เหล็ก) ในตัวอย่างดินของภูมิภาค Tula โดยใช้วิธีการสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงของอะตอม

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 23/08/2558


วิธีการวิเคราะห์โครมาโตกราฟีและออปติคัล การกำหนดองค์ประกอบของส่วนผสมของแอลกอฮอล์อินทรีย์, ปริมาณไอออนของโลหะในสารละลาย, ปริมาณแลคโตส (ซูโครส) การหาปริมาณคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตในของผสมโดยการไตเตรทโดยตรง

คู่มือการฝึกอบรม เพิ่มเมื่อ 11/13/2552


การวิเคราะห์โครมาโตกราฟีเป็นวิธีการระบุองค์ประกอบทางเคมีและสารประกอบขององค์ประกอบเหล่านั้น วิธีฟิสิกส์เคมี การจำแนกประเภทของวิธีโครมาโตกราฟี ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับวิธีการวิเคราะห์โครมาโตกราฟี ประเภทของการวิเคราะห์โครมาโทกราฟี

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 06/01/2551


วิธีสเปกโตรโฟโตเมตริกและโฟโตคัลเลอร์ริเมตริกสำหรับการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์อาหาร คุณลักษณะที่สำคัญ กฎการดูดกลืนแสง เครื่องมือและสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการวัดแสง ตัวอย่างการกำหนดจำนวนสีของน้ำมันและปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 19/03/2558


การปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์อาหารด้วยโลหะหนัก พิษของสารประกอบอาร์เซนิก วิธีการระบุและตรวจวัดปริมาณไอโอดีนในผลิตภัณฑ์ วัตถุดิบอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร การหาค่าความเป็นกรดของนม

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 01/04/2013


แนวคิดเรื่องโลหะหนักและภูมิทัศน์ทางการเกษตร สาเหตุหลักสำหรับการปรากฏตัวของโลหะในดินที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม วัฏจักรชีวธรณีเคมีของโลหะหนัก: ตะกั่ว แคดเมียม สังกะสี นิกเกิล

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 15/03/2558


ระบบทดสอบเพื่อกำหนดโลหะในวัตถุด้านสิ่งแวดล้อม รายการและลักษณะของสารเคมีที่ใช้ในการวิจัย การหาปริมาณไอออนนิกเกิลโดยวิธีวัดสีในสารละลายที่มีความเข้มข้นที่กำหนด

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 14/05/2550


ลักษณะเฉพาะ การจำแนกประเภท และพื้นฐานทางเคมีของระบบทดสอบ เครื่องมือและเทคนิคในการวิเคราะห์วัตถุสิ่งแวดล้อมต่างๆ โดยใช้ระบบทดสอบ การหาปริมาณไอออนโคบอลต์โดยวิธีคัลเลอริเมตริกจากสารละลาย ความเข้มข้นของไอออนทองแดง

วิทยานิพนธ์เพิ่มเมื่อ 30/05/2550


วิธีการตรวจวัดโลหะ การกำหนดสเปกตรัมทางเคมีของโลหะหนักในน้ำธรรมชาติ การกำหนดปริมาณโลหะในน้ำเสีย การบำบัดตัวอย่างล่วงหน้าเมื่อพิจารณาหาโลหะ วิธีการกำหนดรูปแบบโลหะที่มีอยู่ร่วมกัน

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อวันที่ 19/01/2014


การหาความเข้มข้นของโลหะหนัก ฟอสฟอรัส และปริมาณสารรีดิวซ์ทั้งหมดในน้ำและพืชชายฝั่ง ระดับมลพิษทางอากาศในเมือง การสุ่มตัวอย่างบนตัวดูดซับตามด้วยการขจัดความร้อนโดยตรงในเครื่องระเหยโครมาโตกราฟี

วิธีการวิเคราะห์ทางกายภาพเคมีหรือเครื่องมือ

วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีกายภาพหรือเครื่องมือจะขึ้นอยู่กับการวัดโดยใช้เครื่องมือ (เครื่องมือ) พารามิเตอร์ทางกายภาพของระบบวิเคราะห์ ซึ่งเกิดขึ้นหรือเปลี่ยนแปลงระหว่างการดำเนินการของปฏิกิริยาการวิเคราะห์

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิธีการวิเคราะห์ทางเคมีกายภาพมีสาเหตุมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าวิธีการวิเคราะห์ทางเคมีแบบดั้งเดิม (กราวิเมทรี ไทไตรเมทรี) ไม่สามารถตอบสนองความต้องการมากมายของอุตสาหกรรมเคมี ยา โลหะวิทยา เซมิคอนดักเตอร์ นิวเคลียร์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกต่อไป ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่ม ความไวของวิธีการเป็น 10-8 - 10-9% การเลือกและความเร็วซึ่งจะทำให้สามารถควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีตามข้อมูลการวิเคราะห์ทางเคมีรวมทั้งดำเนินการโดยอัตโนมัติและจากระยะไกล

วิธีการวิเคราะห์เคมีกายภาพสมัยใหม่จำนวนหนึ่งทำให้สามารถทำการวิเคราะห์ส่วนประกอบในตัวอย่างเดียวกันได้ทั้งเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณไปพร้อมๆ กัน ความแม่นยำของการวิเคราะห์วิธีเคมีกายภาพสมัยใหม่นั้นเทียบได้กับความแม่นยำของวิธีดั้งเดิมและในบางวิธีเช่นในคูลอมเมตริกก็สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อเสียของวิธีการเคมีกายภาพบางประการได้แก่ เครื่องมือที่ใช้มีต้นทุนสูง และความจำเป็นในการใช้มาตรฐาน ดังนั้น วิธีการวิเคราะห์แบบดั้งเดิมยังคงไม่สูญเสียความสำคัญ และใช้ในกรณีที่ไม่มีข้อจำกัดในเรื่องความเร็วของการวิเคราะห์ และจำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงโดยมีเนื้อหาสูงขององค์ประกอบที่วิเคราะห์

การจำแนกวิธีวิเคราะห์เคมีกายภาพ

การจำแนกวิธีการวิเคราะห์เคมีกายภาพขึ้นอยู่กับลักษณะของพารามิเตอร์ทางกายภาพที่วัดได้ของระบบที่วิเคราะห์ ซึ่งค่านั้นเป็นฟังก์ชันของปริมาณของสาร ด้วยเหตุนี้วิธีการทางเคมีกายภาพทั้งหมดจึงแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่:

เคมีไฟฟ้า;

แสงและสเปกตรัม

โครมาโตกราฟี

วิธีการวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการวัดพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า: กระแส, แรงดันไฟฟ้า, ศักย์ไฟฟ้าสมดุล, ค่าการนำไฟฟ้า, ปริมาณไฟฟ้า, ค่าที่เป็นสัดส่วนกับเนื้อหาของสารในวัตถุที่วิเคราะห์

วิธีการวิเคราะห์ทางแสงและสเปกตรัมนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การวัดที่แสดงลักษณะผลกระทบของปฏิสัมพันธ์ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากับสาร: ความเข้มของการแผ่รังสีของอะตอมที่ตื่นเต้น, การดูดกลืนรังสีเอกรงค์, ดัชนีการหักเหของแสง, มุมการหมุนของระนาบของ ลำแสงโพลาไรซ์ ฯลฯ

พารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้เป็นฟังก์ชันของความเข้มข้นของสารในวัตถุที่วิเคราะห์

วิธีการโครมาโตกราฟีคือวิธีการแยกของผสมหลายองค์ประกอบที่เป็นเนื้อเดียวกันออกเป็นส่วนประกอบแต่ละส่วนโดยวิธีการดูดซับภายใต้สภาวะไดนามิก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกกระจายระหว่างสองเฟสที่แยกกันไม่ได้: แบบเคลื่อนที่และแบบอยู่กับที่ การกระจายส่วนประกอบขึ้นอยู่กับความแตกต่างในสัมประสิทธิ์การกระจายระหว่างเฟสเคลื่อนที่และอยู่กับที่ ซึ่งนำไปสู่อัตราการถ่ายโอนที่แตกต่างกันของส่วนประกอบเหล่านี้จากเฟสนิ่งไปยังเฟสเคลื่อนที่ หลังจากแยกออกแล้ว สามารถกำหนดเนื้อหาเชิงปริมาณของแต่ละองค์ประกอบได้โดยวิธีการวิเคราะห์ต่างๆ: แบบคลาสสิกหรือแบบเครื่องมือ

การวิเคราะห์สเปกตรัมการดูดกลืนแสงระดับโมเลกุล

การวิเคราะห์สเปกตรัมการดูดกลืนแสงระดับโมเลกุลรวมถึงการวิเคราะห์ประเภทสเปกโตรโฟโตเมตริกและโฟโตคัลเลอร์ริเมตริก

การวิเคราะห์ทางสเปกโตรโฟโตเมตริกขึ้นอยู่กับการกำหนดสเปกตรัมการดูดกลืนแสงหรือการวัดการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ซึ่งสอดคล้องกับเส้นโค้งการดูดกลืนแสงสูงสุดของสารภายใต้การศึกษา

การวิเคราะห์โฟโตคัลเลอร์ริเมตริกขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบความเข้มของสีของสารละลายสีที่ทำการศึกษากับสารละลายสีมาตรฐานของความเข้มข้นบางค่า

โมเลกุลของสารมีพลังงานภายใน E ซึ่งมีส่วนประกอบดังนี้:

พลังงานการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนของปลาไหลที่อยู่ในสนามไฟฟ้าสถิตของนิวเคลียสของอะตอม

พลังงานการสั่นสะเทือนของนิวเคลียสของอะตอมสัมพันธ์กับจำนวน E ซึ่งกันและกัน

พลังงานการหมุนของโมเลกุล E vr

และแสดงออกมาทางคณิตศาสตร์เป็นผลรวมของพลังงานข้างต้นทั้งหมด:

ยิ่งกว่านั้นหากโมเลกุลของสารดูดซับรังสีพลังงานเริ่มต้นของมันจะ E 0 จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณพลังงานของโฟตอนที่ถูกดูดซับนั่นคือ:

จากความเท่าเทียมกันข้างต้นจะตามมาว่ายิ่งความยาวคลื่นสั้นเพียงใดความถี่ในการสั่นสะเทือนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นและดังนั้น E ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นนั่นคือพลังงานที่มอบให้กับโมเลกุลของสารเมื่อมีปฏิกิริยากับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นลักษณะของอันตรกิริยาระหว่างพลังงานรังสีกับสสารจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสง แล

เซตของความถี่ทั้งหมด (ความยาวคลื่น) ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่าสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ช่วงความยาวคลื่นแบ่งออกเป็นภูมิภาคต่างๆ ได้แก่ อัลตราไวโอเลต (UV) ประมาณ 10-380 นาโนเมตร มองเห็นได้ 380-750 นาโนเมตร อินฟราเรด (IR) 750-100000 นาโนเมตร

พลังงานที่ส่งไปยังโมเลกุลของสารโดยการแผ่รังสีจากรังสียูวีและส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมนั้นเพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล

พลังงานของรังสีอินฟราเรดน้อยกว่า ดังนั้นจึงเพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานของการเปลี่ยนการสั่นและการหมุนในโมเลกุลของสาร ดังนั้นในส่วนต่างๆ ของสเปกตรัม เราจึงสามารถรับข้อมูลที่แตกต่างกันเกี่ยวกับสถานะ คุณสมบัติ และโครงสร้างของสารได้

กฎการดูดกลืนรังสี

วิธีการวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรโฟโตเมตริกเป็นไปตามกฎพื้นฐานสองข้อ กฎข้อแรกคือกฎบูแกร์-แลมเบิร์ต กฎข้อที่สองคือกฎของเบียร์ กฎหมาย Bouguer-Lambert-Beer ที่รวมกันมีสูตรดังต่อไปนี้:

การดูดกลืนแสงแบบเอกรงค์ด้วยสารละลายสีจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มข้นของสารดูดซับแสงและความหนาของชั้นสารละลายที่แสงผ่าน

กฎบูแกร์-แลมเบิร์ต-เบียร์เป็นกฎพื้นฐานของการดูดกลืนแสง และรองรับวิธีการวิเคราะห์เชิงแสงส่วนใหญ่ ในทางคณิตศาสตร์มันแสดงโดยสมการ:

หรือ

ขนาด แอลจีฉัน / ฉัน 0 เรียกว่าความหนาแน่นเชิงแสงของสารดูดซับและกำหนดด้วยตัวอักษร D หรือ A จากนั้นจึงสามารถเขียนกฎหมายได้ดังนี้

อัตราส่วนของความเข้มของฟลักซ์ของรังสีเอกรงค์ที่ผ่านวัตถุทดสอบต่อความเข้มของฟลักซ์เริ่มต้นของรังสีเรียกว่าความโปร่งใสหรือการส่งผ่านของสารละลายและเขียนแทนด้วยตัวอักษร T: ที = ฉัน / ฉัน 0

อัตราส่วนนี้สามารถแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ค่า T ซึ่งเป็นลักษณะการส่งผ่านของชั้นที่มีความหนา 1 ซม. เรียกว่าการส่งผ่าน ความหนาแน่นของแสง D และการส่งผ่าน T มีความสัมพันธ์กันโดยความสัมพันธ์

D และ T เป็นปริมาณหลักที่แสดงลักษณะของการดูดซับสารละลายของสารที่กำหนดโดยมีความเข้มข้นที่แน่นอนที่ความยาวคลื่นและความหนาของชั้นดูดซับ

การพึ่งพา D(C) เป็นแบบเชิงเส้น และ T(C) หรือ T(l) เป็นแบบเอกซ์โปเนนเชียล สิ่งนี้สังเกตได้อย่างเคร่งครัดสำหรับฟลักซ์การแผ่รังสีเอกรงค์เดียวเท่านั้น

ค่าสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์ K ขึ้นอยู่กับวิธีการแสดงความเข้มข้นของสารในสารละลายและความหนาของชั้นดูดซับ หากความเข้มข้นแสดงเป็นโมลต่อลิตร และความหนาของชั้นเป็นเซนติเมตร จะเรียกว่าสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์ของโมล ซึ่งแสดงด้วยสัญลักษณ์ ε และเท่ากับความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลายที่มีความเข้มข้น 1 โมล/ลิตร วางในคิวเวทท์ที่มีชั้นความหนา 1 ซม.

ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของฟันกรามขึ้นอยู่กับ:

จากธรรมชาติของตัวถูกละลาย

ความยาวคลื่นของแสงเอกรงค์

อุณหภูมิ;

ลักษณะของตัวทำละลาย

สาเหตุที่ไม่ปฏิบัติตามกฎหมายบูแกร์-แลมเบิร์ต-เบียร์

1. กฎนี้ได้มาและใช้ได้เฉพาะกับแสงที่มีสีเดียวเท่านั้น ดังนั้น การมีสีเดียวที่ไม่เพียงพออาจทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของกฎได้ และในระดับที่มากขึ้น แสงจะมีสีเดียวน้อยลงเท่านั้น

2. กระบวนการต่างๆ สามารถเกิดขึ้นได้ในสารละลายที่เปลี่ยนความเข้มข้นของสารดูดซับหรือธรรมชาติของสารนั้น: ไฮโดรไลซิส, ไอออไนซ์, ไฮเดรชั่น, การรวมตัว, พอลิเมอไรเซชัน, การเกิดภาวะเชิงซ้อน ฯลฯ

3. การดูดกลืนแสงของสารละลายขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลายเป็นอย่างมาก เมื่อค่า pH ของสารละลายเปลี่ยนแปลง สิ่งต่อไปนี้อาจเปลี่ยนแปลง:

ระดับของการแตกตัวเป็นไอออนของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอ

รูปแบบของการดำรงอยู่ของไอออนซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการดูดกลืนแสง

องค์ประกอบของสารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีที่ได้

ดังนั้น กฎหมายนี้มีผลใช้ได้สำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง และมีขอบเขตจำกัด

การวัดสีด้วยสายตา

ความเข้มสีของสารละลายสามารถวัดได้หลายวิธี ในหมู่พวกเขามีวิธีการและวัตถุประสงค์การวัดสีแบบอัตนัย (ภาพ) นั่นคือโฟโตคัลเลอร์

วิธีการมองเห็นคือวิธีการประเมินความเข้มของสีของสารละลายทดสอบด้วยตาเปล่า ในวิธีการที่เป็นกลางของการกำหนดสี โฟโตเซลล์จะถูกใช้แทนการสังเกตโดยตรงเพื่อวัดความเข้มของสีของสารละลายทดสอบ การพิจารณาในกรณีนี้ดำเนินการในอุปกรณ์พิเศษ - โฟโตคัลเลอร์มิเตอร์ซึ่งเป็นเหตุให้วิธีนี้เรียกว่าโฟโตคัลเลอร์ริเมตริก

สีที่มองเห็นได้:

วิธีการมองเห็น ได้แก่ :

- วิธีอนุกรมมาตรฐาน

- วิธีการไทเทรตด้วยการวัดสีหรือการทำซ้ำ

- วิธีการทำให้เท่าเทียมกัน

วิธีอนุกรมมาตรฐานเมื่อทำการวิเคราะห์โดยใช้วิธีอนุกรมมาตรฐาน ความเข้มสีของสารละลายสีที่วิเคราะห์จะถูกเปรียบเทียบกับสีของชุดสารละลายมาตรฐานที่เตรียมไว้เป็นพิเศษ (ที่มีความหนาของชั้นเดียวกัน)

วิธีการไตเตรทด้วยสี (การทำซ้ำ)ขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบสีของโซลูชันที่วิเคราะห์กับสีของโซลูชันอื่น - ตัวควบคุม สารละลายควบคุมประกอบด้วยส่วนประกอบทั้งหมดของสารละลายทดสอบ ยกเว้นสารที่จะกำหนด และรีเอเจนต์ทั้งหมดที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่าง สารละลายมาตรฐานของสารที่ถูกกำหนดจะถูกเติมจากบิวเรต เมื่อเติมสารละลายนี้ไปมากจนความเข้มของสีของสารละลายควบคุมและสารละลายที่วิเคราะห์เท่ากัน จะถือว่าสารละลายที่วิเคราะห์มีปริมาณสารวิเคราะห์เท่ากันกับที่ใส่ลงในสารละลายควบคุม

วิธีการปรับแตกต่างจากวิธีการวัดสีด้วยการมองเห็นที่อธิบายไว้ข้างต้น ซึ่งความคล้ายคลึงกันของสีของสารละลายมาตรฐานและสารละลายทดสอบทำได้โดยการเปลี่ยนความเข้มข้น ในวิธีการปรับสมดุล ความคล้ายคลึงของสีเกิดขึ้นได้โดยการเปลี่ยนความหนาของชั้นของสารละลายสี เพื่อจุดประสงค์นี้ เมื่อพิจารณาความเข้มข้นของสาร จะใช้คัลเลอริมิเตอร์ของท่อระบายน้ำและการแช่

ข้อดีของวิธีการวิเคราะห์ด้วยภาพด้วยภาพ:

เทคนิคการกำหนดเป็นเรื่องง่าย ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ราคาแพงที่ซับซ้อน

ดวงตาของผู้สังเกตสามารถประเมินได้ไม่เพียงแต่ความเข้มเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเฉดสีของสารละลายด้วย

ข้อบกพร่อง:

จำเป็นต้องเตรียมโซลูชันมาตรฐานหรือชุดโซลูชันมาตรฐาน

ไม่สามารถเปรียบเทียบความเข้มของสีของสารละลายเมื่อมีสารสีอื่นอยู่ได้

เมื่อเปรียบเทียบความเข้มของสีของดวงตาบุคคลเป็นเวลานาน บุคคลจะรู้สึกเหนื่อยและข้อผิดพลาดในการกำหนดจะเพิ่มขึ้น

สายตามนุษย์ไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของความหนาแน่นของแสงเท่ากับอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ทำให้ไม่สามารถตรวจจับความแตกต่างของความเข้มข้นได้ถึงประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์สัมพัทธ์

วิธีโฟโตอิเล็กโตรคัลเลอร์ริเมตริก

ใช้ในการวัดการดูดกลืนแสงหรือการส่งผ่านของสารละลายสี เครื่องมือที่ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้เรียกว่าโฟโตอิเล็กทริกคัลเลอริมิเตอร์ (PEC)

วิธีการโฟโตอิเล็กทริกในการวัดความเข้มของสีเกี่ยวข้องกับการใช้โฟโตเซลล์ ต่างจากเครื่องมือที่ใช้เปรียบเทียบสีด้วยการมองเห็น ในโฟโตอิเล็กโตรคัลเลอร์มิเตอร์ ตัวรับพลังงานแสงคืออุปกรณ์ - โฟโตเซลล์ อุปกรณ์นี้แปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า โฟโตเซลล์ช่วยให้ตรวจวัดสีได้ไม่เพียงแต่ในที่มองเห็นได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริเวณ UV และ IR ของสเปกตรัมด้วย การวัดฟลักซ์แสงโดยใช้โฟโตอิเล็กทริกโฟโตมิเตอร์มีความแม่นยำมากกว่า และไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะของดวงตาของผู้สังเกต การใช้โฟโตเซลล์ทำให้สามารถกำหนดความเข้มข้นของสารในการควบคุมสารเคมีของกระบวนการทางเทคโนโลยีได้โดยอัตโนมัติ ด้วยเหตุนี้ โฟโตอิเล็กทริกคัลเลอริมิเตอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการของโรงงานมากกว่าการวัดด้วยสีด้วยการมองเห็น

ในรูป รูปที่ 1 แสดงการจัดเรียงโหนดตามปกติในเครื่องมือสำหรับการวัดการส่งผ่านหรือการดูดซับสารละลาย

มะเดื่อ 1 ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์สำหรับวัดการดูดกลืนรังสี: 1 - แหล่งกำเนิดรังสี; 2 - โมโนโครม; 3 - คิวเวตสำหรับการแก้ปัญหา; 4 - ตัวแปลง; 5 - ตัวบ่งชี้สัญญาณ

โฟโตคัลเลอร์ริมิเตอร์ ขึ้นอยู่กับจำนวนโฟโตเซลล์ที่ใช้ในการวัด แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ลำแสงเดี่ยว (แขนเดียว) - อุปกรณ์ที่มีโฟโตเซลล์หนึ่งตัว และลำแสงคู่ (สองแขน) - ที่มีโฟโตเซลล์สองตัว

ความแม่นยำในการวัดที่ได้รับจาก FEC แบบลำแสงเดี่ยวต่ำ ในโรงงานและห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีโฟโตเซลล์สองตัวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย การออกแบบอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับหลักการของการปรับความเข้มของลำแสงสองลำให้เท่ากันโดยใช้ไดอะแฟรมสลิตแบบแปรผัน ซึ่งก็คือหลักการของการชดเชยแสงของฟลักซ์แสงสองตัวโดยการเปลี่ยนรูม่านตาของไดอะแฟรม

แผนผังของอุปกรณ์แสดงในรูปที่ 1 2. แสงจากหลอดไส้ 1 แบ่งเป็น 2 ลำแสงขนานกันโดยใช้กระจก 2 ลำแสงเหล่านี้จะผ่านฟิลเตอร์แสง 3 คิวเวตที่มีสารละลาย 4 และตกบนโฟโตเซลล์ 6 และ 6" ซึ่งเชื่อมต่อกับกัลวาโนมิเตอร์ 8 ตามวงจรดิฟเฟอเรนเชียล ไดอะแฟรมสล็อต 5 จะเปลี่ยนความเข้มของฟลักซ์แสงที่ตกกระทบบนโฟโตเซลล์ 6. ลิ่มที่เป็นกลางทางโฟโตเมตริก 7 ทำหน้าที่ลดแสงที่ตกกระทบบนตาแมวขนาด 6 นิ้ว

รูปที่ 2. แผนผังของโฟโตอิเล็กโตรคัลเลอร์มิเตอร์แบบสองลำแสง

การกำหนดความเข้มข้นในโฟโตอิเล็กโตรคัลเลอร์ริเมทรี

เพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารที่วิเคราะห์ในโฟโตอิเล็กโตรคัลเลอร์ริเมทรี จะใช้สิ่งต่อไปนี้:

วิธีการเปรียบเทียบความหนาแน่นของแสงของสารละลายสีมาตรฐานและสารละลายสีทดสอบ

วิธีการหาค่าโดยอาศัยค่าเฉลี่ยของค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของฟันกราม

วิธีเส้นโค้งการสอบเทียบ

วิธีการเติมแต่ง

วิธีเปรียบเทียบความหนาแน่นของแสงของสารละลายมาตรฐานและสารละลายสีทดสอบ

สำหรับการพิจารณา ให้เตรียมสารละลายมาตรฐานของสารวิเคราะห์ที่มีความเข้มข้นที่ทราบ ซึ่งเข้าใกล้ความเข้มข้นของสารละลายทดสอบ หาความหนาแน่นของแสงของสารละลายนี้ที่ความยาวคลื่นที่กำหนด ชั้นดี จากนั้นจึงหาความหนาแน่นทางแสงของสารละลายทดสอบ ดีเอ็กซ์ ที่ความยาวคลื่นเท่ากันและที่ความหนาของชั้นเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลายทดสอบและสารละลายอ้างอิง จะพบความเข้มข้นที่ไม่ทราบของสารวิเคราะห์

วิธีการเปรียบเทียบใช้ได้กับการวิเคราะห์เดี่ยวๆ และจำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎพื้นฐานของการดูดกลืนแสง

วิธีกราฟการสอบเทียบ ในการหาความเข้มข้นของสารโดยใช้วิธีนี้ ให้เตรียมสารละลายมาตรฐานจำนวน 5-8 ชุดที่มีความเข้มข้นต่างกัน เมื่อเลือกช่วงความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐาน จะใช้หลักการต่อไปนี้:

* จะต้องครอบคลุมพื้นที่การวัดความเข้มข้นของสารละลายที่เป็นไปได้ภายใต้การศึกษา

* ความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลายทดสอบควรสอดคล้องกับกึ่งกลางของเส้นโค้งการสอบเทียบโดยประมาณ

* เป็นที่พึงประสงค์ว่าในช่วงความเข้มข้นนี้จะมีการสังเกตกฎพื้นฐานของการดูดกลืนแสงนั่นคือกราฟการพึ่งพานั้นเป็นเส้นตรง

* ค่าความหนาแน่นของแสงต้องอยู่ในช่วง 0.14... 1.3.

วัดความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลายมาตรฐานและวางแผนการขึ้นต่อกัน กระแสตรง) . ตัดสินใจแล้ว ดีเอ็กซ์ ของสารละลายที่กำลังศึกษาอยู่ ตามเส้นโค้งการสอบเทียบที่พบ ซีเอ็กซ์ (รูปที่ 3)

วิธีนี้ทำให้สามารถระบุความเข้มข้นของสารได้แม้ว่าจะไม่ได้ปฏิบัติตามกฎพื้นฐานของการดูดกลืนแสงก็ตาม ในกรณีนี้ มีการเตรียมสารละลายมาตรฐานจำนวนมาก โดยมีความเข้มข้นต่างกันไม่เกิน 10%

ข้าว. 3. การขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของแสงของสารละลายกับความเข้มข้น (เส้นโค้งการสอบเทียบ)

วิธีการเติมแต่ง- นี่เป็นวิธีการเปรียบเทียบประเภทหนึ่งโดยอาศัยการเปรียบเทียบความหนาแน่นของแสงของสารละลายทดสอบกับสารละลายเดียวกันโดยเติมสารในปริมาณที่ทราบ

ใช้เพื่อกำจัดอิทธิพลของการรบกวนจากสิ่งเจือปนจากต่างประเทศ และเพื่อกำหนดปริมาณสารวิเคราะห์ในปริมาณเล็กน้อยเมื่อมีสารแปลกปลอมในปริมาณมาก วิธีการนี้ต้องปฏิบัติตามกฎหมายพื้นฐานของการดูดกลืนแสง

สเปกโตรโฟโตมิเตอร์

นี่คือวิธีการวิเคราะห์โฟโตเมตริก ซึ่งกำหนดปริมาณของสารโดยการดูดกลืนแสงสีเดียวในบริเวณที่มองเห็นได้ รวมถึง UV และ IR ของสเปกตรัม ในสเปกโตรโฟโตเมทรี ต่างจากโฟโตเมทรี ตรงที่โมโนโครมาไรเซชันไม่ได้มาจากฟิลเตอร์แสง แต่โดยโมโนโครมาเตอร์ ซึ่งทำให้ความยาวคลื่นเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง ปริซึมหรือตะแกรงเลี้ยวเบนถูกใช้เป็นโมโนโครมาเตอร์ ซึ่งให้แสงที่มีสีเดียวสูงกว่าฟิลเตอร์แสงอย่างมาก ดังนั้นความแม่นยำของการวัดค่าสเปกโตรโฟโตเมตริกจึงสูงกว่า

วิธีสเปกโตรโฟโตเมตริก เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีโฟโตคัลเลอร์ริเมตริก ช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาได้หลากหลายยิ่งขึ้น:

* ดำเนินการตรวจวัดเชิงปริมาณของสารในช่วงความยาวคลื่นกว้าง (185-1100 นาโนเมตร)

* ดำเนินการวิเคราะห์เชิงปริมาณของระบบหลายองค์ประกอบ (การกำหนดสารหลายชนิดพร้อมกัน)

* กำหนดค่าองค์ประกอบและค่าคงที่ความเสถียรของสารประกอบเชิงซ้อนที่ดูดซับแสง

* กำหนดคุณลักษณะโฟโตเมตริกของสารประกอบดูดซับแสง

โมโนโครมาเตอร์ในสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แตกต่างจากโฟโตมิเตอร์ตรงที่เป็นปริซึมหรือตะแกรงเลี้ยวเบน ซึ่งช่วยให้ความยาวคลื่นเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง มีเครื่องมือสำหรับการวัดในบริเวณที่มองเห็นได้, UV และ IR ของสเปกตรัม แผนผังของเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ในทางปฏิบัติแล้วไม่ขึ้นอยู่กับบริเวณสเปกตรัม

สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ เช่น โฟโตมิเตอร์ มีทั้งแบบลำแสงเดี่ยวและลำแสงคู่ ในอุปกรณ์แบบลำแสงคู่ ฟลักซ์แสงจะถูกแยกออกเป็นสองส่วนในทางใดทางหนึ่งไม่ว่าจะภายในโมโนโครเมเตอร์หรือที่ทางออกจากฟลักซ์แสง ฟลักซ์หนึ่งจะผ่านสารละลายทดสอบ ส่วนอีกส่วนหนึ่งจะผ่านตัวทำละลาย

อุปกรณ์ลำแสงเดี่ยวมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการวัดเชิงปริมาณโดยอิงจากการวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นเดียว ในกรณีนี้ความเรียบง่ายของอุปกรณ์และความสะดวกในการใช้งานถือเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ ความเร็วและความง่ายในการวัดที่มากขึ้นเมื่อทำงานกับอุปกรณ์ลำแสงคู่มีประโยชน์ในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ เมื่อต้องวัดความหนาแน่นของแสงในช่วงความยาวคลื่นขนาดใหญ่เพื่อให้ได้สเปกตรัม นอกจากนี้ ยังสามารถปรับอุปกรณ์สองลำแสงได้อย่างง่ายดายสำหรับการบันทึกอัตโนมัติสำหรับความหนาแน่นของแสงที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง: เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์การบันทึกสมัยใหม่ทั้งหมดใช้ระบบสองลำแสงเพื่อจุดประสงค์นี้

อุปกรณ์ทั้งลำแสงเดี่ยวและลำแสงคู่เหมาะสำหรับการตรวจวัดแบบมองเห็นและแบบ UV เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ IR ที่ผลิตเชิงพาณิชย์จะใช้การออกแบบลำแสงคู่เสมอ เนื่องจากมักใช้ในการสแกนและบันทึกขอบเขตขนาดใหญ่ของสเปกตรัม

การวิเคราะห์เชิงปริมาณของระบบองค์ประกอบเดียวดำเนินการโดยใช้วิธีการเดียวกันกับในโฟโตอิเล็กโตรคัลเลอร์ริเมทรี:

โดยการเปรียบเทียบความหนาแน่นของแสงของโซลูชันมาตรฐานและการทดสอบ

วิธีการหาค่าโดยอาศัยค่าเฉลี่ยของค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของฟันกราม

โดยใช้วิธีการกราฟเทียบมาตรฐาน

และไม่มีลักษณะเด่นใดๆ

สเปกโตรโฟโตเมทรีในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ

การวิเคราะห์เชิงคุณภาพในส่วนอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม สเปกตรัมการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตมักจะมีแถบการดูดกลืนแสงสองหรือสามแถบ บางครั้งอาจมีแถบการดูดกลืนแสงห้าแถบขึ้นไป เพื่อระบุสารภายใต้การศึกษาได้อย่างไม่คลุมเครือ สเปกตรัมการดูดซึมของมันในตัวทำละลายต่างๆ จะถูกบันทึก และข้อมูลที่ได้รับจะถูกเปรียบเทียบกับสเปกตรัมที่สอดคล้องกันของสารที่คล้ายกันซึ่งมีองค์ประกอบที่ทราบ หากสเปกตรัมการดูดซับของสารภายใต้การศึกษาในตัวทำละลายต่าง ๆ ตรงกับสเปกตรัมของสารที่รู้จักก็เป็นไปได้ในระดับสูงที่จะได้ข้อสรุปเกี่ยวกับเอกลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีของสารประกอบเหล่านี้ เพื่อระบุสารที่ไม่รู้จักด้วยสเปกตรัมการดูดซึม จำเป็นต้องมีสเปกตรัมการดูดซึมของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ในจำนวนที่เพียงพอ มีแผนที่ที่แสดงสเปกตรัมการดูดซึมของสารหลายชนิด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์ สเปกตรัมอัลตราไวโอเลตของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนได้รับการศึกษาเป็นอย่างดี

เมื่อระบุสารประกอบที่ไม่รู้จัก ควรให้ความสนใจกับความเข้มข้นของการดูดซึมด้วย สารประกอบอินทรีย์หลายชนิดมีแถบดูดกลืนแสงซึ่งค่าสูงสุดจะอยู่ที่ความยาวคลื่น แลมเท่ากัน แต่มีความเข้มต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในสเปกตรัมของฟีนอล จะมีแถบการดูดกลืนแสงที่ แล = 255 นาโนเมตร ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของโมลาร์ที่ค่าการดูดกลืนแสงสูงสุดคือ ε สูงสุด= 1450 ที่ความยาวคลื่นเท่ากัน อะซิโตนจะมีแถบสำหรับสิ่งนั้น ε สูงสุด = 17.

การวิเคราะห์เชิงคุณภาพในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม การระบุสารที่มีสี เช่น สีย้อม สามารถทำได้โดยการเปรียบเทียบสเปกตรัมการดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้กับสีย้อมที่คล้ายกัน สเปกตรัมการดูดกลืนแสงของสีย้อมส่วนใหญ่จะอธิบายไว้ในแผนที่พิเศษและคู่มือ จากสเปกตรัมการดูดซึมของสีย้อม เราสามารถสรุปเกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของสีย้อมได้ เนื่องจากในสเปกตรัมของสารเจือปน มีแถบการดูดซึมจำนวนหนึ่งที่ไม่มีอยู่ในสเปกตรัมของสีย้อม จากสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของส่วนผสมของสีย้อม เราสามารถสรุปเกี่ยวกับองค์ประกอบของส่วนผสมได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสเปกตรัมของส่วนประกอบของส่วนผสมมีแถบการดูดกลืนแสงที่อยู่ในภูมิภาคต่างๆ ของสเปกตรัม

การวิเคราะห์เชิงคุณภาพในพื้นที่อินฟราเรดของสเปกตรัม

การดูดซับรังสีอินฟราเรดสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของพลังงานการสั่นสะเทือนและการหมุนของพันธะโควาเลนต์ หากนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโมเมนต์ไดโพลของโมเลกุล ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลเกือบทั้งหมดที่มีพันธะโควาเลนต์มีความสามารถในการดูดซับในบริเวณ IR ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

สเปกตรัมอินฟราเรดของสารประกอบโพลีอะตอมมิกโควาเลนต์มักจะซับซ้อนมาก โดยประกอบด้วยแถบการดูดกลืนแสงที่แคบจำนวนมาก และแตกต่างจากสเปกตรัม UV และสเปกตรัมที่มองเห็นทั่วไปอย่างมาก ความแตกต่างเกิดขึ้นจากธรรมชาติของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลดูดซับและสิ่งแวดล้อม ปฏิกิริยานี้ (ในระยะควบแน่น) ส่งผลต่อการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ในโครโมฟอร์ ดังนั้นเส้นการดูดกลืนจะขยายกว้างและมีแนวโน้มที่จะรวมเข้ากับแถบการดูดกลืนแสงที่กว้าง ในทางตรงกันข้าม ในสเปกตรัม IR ความถี่และสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงที่สอดคล้องกับพันธะแต่ละพันธะมักจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม (รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในส่วนที่เหลือของโมเลกุล) เส้นยังขยายออก แต่ไม่มากพอที่จะรวมเป็นแถบ

โดยทั่วไป เมื่อสร้างสเปกตรัม IR การส่งผ่านข้อมูลจะถูกพล็อตบนแกน y ในรูปแบบเปอร์เซ็นต์แทนที่จะเป็นความหนาแน่นของแสง ด้วยวิธีการสร้างนี้ แถบดูดกลืนแสงจะปรากฏเป็นจุดกดบนเส้นโค้ง และไม่เป็นจุดสูงสุดในสเปกตรัมรังสียูวี

การก่อตัวของสเปกตรัมอินฟราเรดสัมพันธ์กับพลังงานการสั่นสะเทือนของโมเลกุล การสั่นสะเทือนสามารถส่งตรงไปตามพันธะเวเลนซ์ระหว่างอะตอมของโมเลกุล ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าเวเลนซ์ มีการสั่นสะเทือนแบบยืดเหยียดแบบสมมาตร ซึ่งอะตอมสั่นสะเทือนไปในทิศทางเดียวกัน และการสั่นสะเทือนแบบยืดแบบอสมมาตร ซึ่งอะตอมสั่นสะเทือนไปในทิศทางตรงกันข้าม หากการสั่นสะเทือนของอะตอมเกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงมุมระหว่างพันธะ จะเรียกว่าการเสียรูป การแบ่งส่วนนี้เป็นไปตามอำเภอใจมาก เนื่องจากในระหว่างการยืดการสั่นสะเทือน มุมจะเสียรูปไปหนึ่งองศาหรืออย่างอื่นและในทางกลับกัน พลังงานของการสั่นสะเทือนจากการดัดงอมักจะน้อยกว่าพลังงานของการสั่นสะเทือนแบบยืดออก และแถบดูดซับที่เกิดจากการสั่นสะเทือนแบบดัดจะอยู่ในบริเวณที่มีคลื่นยาวกว่า

การสั่นสะเทือนของอะตอมทั้งหมดของโมเลกุลทำให้เกิดแถบการดูดซับที่แยกจากโมเลกุลของสารที่กำหนด แต่ท่ามกลางการสั่นสะเทือนเหล่านี้ เราสามารถแยกแยะการสั่นสะเทือนของกลุ่มอะตอมซึ่งประกอบกับการสั่นสะเทือนของอะตอมของโมเลกุลที่เหลือเพียงเล็กน้อยได้ แถบดูดซับที่เกิดจากการสั่นสะเทือนดังกล่าวเรียกว่าแถบลักษณะเฉพาะ ตามกฎแล้วจะสังเกตเห็นพวกมันในสเปกตรัมของโมเลกุลทั้งหมดที่มีกลุ่มอะตอมเหล่านี้ ตัวอย่างของแถบลักษณะเฉพาะคือแถบที่ 2960 และ 2870 ซม. -1 แถบแรกเกิดจากการสั่นแบบยืดไม่สมมาตรของพันธะ C-H ในกลุ่มเมทิล CH 3 และแถบที่สองเกิดจากการสั่นแบบยืดแบบสมมาตรของพันธะ C-H ของกลุ่มเดียวกัน แถบดังกล่าวที่มีความเบี่ยงเบนเล็กน้อย (±10 ซม. -1) จะสังเกตได้ในสเปกตรัมของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวทั้งหมด และโดยทั่วไปในสเปกตรัมของโมเลกุลทั้งหมดที่มีหมู่ CH 3

กลุ่มฟังก์ชันอื่นๆ สามารถมีอิทธิพลต่อตำแหน่งของแถบคุณลักษณะ และความแตกต่างของความถี่อาจสูงถึง ±100 ซม. -1 แต่กรณีดังกล่าวมีจำนวนน้อยและสามารถนำมาพิจารณาได้จากข้อมูลวรรณกรรม