Hví ljóssúgvingin hjá metýlenbláum broytist við konsentratiónini

Tak eina fløsku við stamloysn av metýlenbláum og fyll tvey gløs. Fyll tað fyrra við stamloysnini og tað seinna við eini tíggjufalt tyntari loysn. Seinna glasið er ljósari, sum væntað. Hygg nærri, og tú sært, at okkurt annað eisini er broytt. Litblærin hevur flutt seg. Onnur loysnin hellir móti einum klárum himmalbláum liti og hin móti einum bláum liti við einum violettum dámi. Tynningin gjørdi meira enn at minka litstyrkina. Hon broytti, hvør evnafrøðilig formur stendur fyri størsta partinum av ljóssúgvingini.

Hugsanin handan hesa flyting er einføld. Upployst metýlenblátt er ikki bara ein evnafrøðiligur formur. Einstaka litkatiónin, nevnd monomerurin, kann leggjast flata móti flata við eina aðra katión og mynda ein dimer, og dimerar kunnu vaksa til størri aggregat. Hvør formur hevur sítt egna ljóssúgvingarspektrum. Tað, sum eitt spektrofotometur vísir, er summurin fyri blandingina í júst hesi kuvettuni undir júst hesum umstøðum. Broytist blandingin, flytur spektrið seg, hóast samlaða litinnihaldið fylgir einum beinleiðis tynningarlutfalli.

Monomerar og dimerar súgva ljós ymiskt

Ímynda tær monomerin sum eitt flatt kort við eini positivari løðing, sum er spjadd um ringskipanina. Tvey slík kort kunnu liggja flata móti flata. Positivu løðingarnar reka hvørja aðra burtur, men flatu aromatisku yvirflaturnar dragast hvør at aðrari við samvirkan millum lagaðar flatur, og vatnið og mótjónirnar rundan um skerma frástoytingina. Úrslitið er eitt bundið par við felags elektronstøðum. Loyvdu yvirgongdirnar hjá parinum liggja við hægri orku enn yvirgongdin hjá monomerinum. Tí sæst dimerbandið við styttri bylgjulongd enn monomerbandið, meðan størri aggregat geva eitt íkast longur móti bláa endanum sum eina øksl á bandinum.

Við sera lágari konsentratión í reinum vatni eru monomerarnir ráðandi, og bandið við longu bylgjulongdini er ráðandi. Tá samlaða konsentratiónin hækkar, fær paraði formurin ein størri part, og bandið við styttri bylgjulongdini veksur í mun til tað fyrra. Lutfallið millum tey bæði bondini vísir tí samansetingina í blandingini, ikki samlaðu konsentratiónina beinleiðis. Ein máting við einari bylgjulongd kann ikki skilja teir báðar formarnar sundur uttan eina fortreyt um, hvør formur er til staðar.

Tí skulu referansuspektrir altíð fylgjast við upplýsingum um umstøðurnar. Spektrala referansan fyri metýlenblátt setur bandstøðurnar í talvu saman við loysingarevninum, saltbakgrundini, pH, hitastiginum og konsentratiónsbilinum, sum góvu tær. Verður ein toppur nevndur uttan hesar umstøður, er talið ikki nóg væl tilskilað. Tvær starvsstovur kunnu báðar hava rætt um ymisk spektrir hjá sama litevni, tí tær mátaðu ymiskar blandingar.

Hvat flytur javnvágina

Konsentratiónin er høvuðstátturin. Dimerar verða myndaðir, tá tveir monomerar møtast, so parturin av dimerum veksur skjótari enn linjuliga við samlaðu mongdini av litevni. Fráboðaðir dimeriseringskonstantar í vatni liggja í túsundunum fyri hvørja molar nær stovuhita, so dimerparturin veksur bratt gjøgnum micromolar-bilið. Ein breið, samlað modelltilpassing fyri litevni frá micromolar til millimolar fann eitt íkast frá tetramerum, sum var størri enn null, longu undir 34 micromolar. Hetta ávarar móti at líta á eina tilpassing við strangt tveimum formum við konsentratiónum upp á nakrar tíggjutals micromolar. Neyvu partarnir eru treytaðir av miðlinum, og tí lýsir henda greinin broytingarrætningar heldur enn eina alment galdandi umrokningartalvu.

Salt er annar høvuðstátturin. Upploystar jónir skerma frástoytingina millum tvær katiónir, so tilsatt natriumklorid og líknandi elektrolyttar flyta blandingina móti dimerum og aggregatum við somu litevniskonsentratión. Hetta sæst í kanningum av aggregasjón hjá metýlenbláum í saltloysnum og vatnmiðlum, har litevni frá umleið 1 micromolar til 3.4 millimolar varð mátað við natriumkloridi frá 0 til 0.15 molar. Í hesi tilpassingini kom tetramerparturin upp á umleið 0.93 við hægstu litevnis- og saltkonsentratiónunum. Eitt spektrum skrásett í vatni og eitt skrásett í fysiologiskari saltloysn kunnu tí ikki brúkast sum standardir í staðin fyri hvørt annað.

Hitastigið togar hin vegin. Tá formarnir leggja seg í løg, verður bundið vatn loyst, og hitarørsla mótvirkar lagleggingini. Tí verður ein partur av dimerunum vanliga skildur sundur aftur í monomerar, tá ein loysn verður hitað, meðan køling fremur samanbinding. Tilpassaða dissosiatiónsentalpiin er negativ, umleið minus 30 kilojoules fyri hvørt mol frá 282 til 333 kelvin, og tað váttar eksoterma samanbinding. Ein køld roynd, sum verður mátað beint eftir at hava staðið í køliskápi, kann tykjast meira aggregað enn sama roynd, mátað eftir at hava fingið javnan stovuhita.

Loysingarevnið ásetur grundstøðið. Vatn hevur sterka hydrofoba ávirkan og fremur tí, at flatar litkatiónir leggja seg í løg. Alkohol sum etanol og metanol solvatera ringarnar betur og loysa aggregat sundur. Tí tykist sama litevniskonsentratión meira monomerisk í etanoli enn í vatni. Aprotisk hjálparloysingarevni gera tað sama: í blandingum av vatni og DMSO við 293 kelvin minkaði tilsatt DMSO um dimeriseringina. Hetta bendir á, at vatnbygnaðurin er ein drívmegi í lagleggingini. Yvirflatuvirkin evni krevja ans í báðar ættir. Oman fyri kritisku micellukonsentratiónina kunnu micellur loysa monomerar hvør sær og endurskapa eitt spektrum, sum líkist monomerspektrinum. Niðan fyri hetta markið kann eitt yvirflatuvirkið evni við mótsettari løðing í staðin fremja laglegging: við 100 micromolar litevni náddi SDS-drivin polymerisering hámarki nær 4 millimolar SDS, umleið helvtini av micellumarkinum, áðrenn formarnir vórðu umfordeildir við hægri konsentratiónum av yvirflatuvirkna evninum. Arbeiði um ávirkanina av litevnisloysingarevnum og skipaðum miðlum á spektrir hjá metýlenbláum vísir, hvussu nógv nærmasta molekylära umhvørvið, og ikki bara samlaða konsentratiónin, ásetur tey bondini, sum verða sædd.

pH hevur serliga týdning við markvirðini. Í nærum neutrala bilinum, sum verður brúkt í flestu starvsstovuroyndum, verður metýlenblátt verandi í sínum kenda bláa katióniska formi, og aggregasjón er høvuðsorsøkin til broytingar í spektrinum. Sterk sýra ella basi, redoksevnafrøði, sum myndar litleysa leukoformin, ella binding til protein og bitlar leggja hvør sær aðrar støður afturat monomer-dimerparinum. Tá eitt spektrum broytist eftir, at ein buffari er settur til, kanna samansetingina í buffaranum fyri salt og bindandi bestandlutir, áðrenn allar broytingarnar verða lagdar á pH einsamalt. Referansan um evnafrøði og protonering heldur hesar spurningarnar um samleikan atskildar frá spurninginum um aggregasjón, sum verður viðgjørdur her.

Hví beina linjan hjá Beer-Lambert boyggist

Beer-Lambert-sambandið sigur, at absorbansur er absorptivitetur ferðir konsentratión ferðir ljósleiðarlongd. Tað er ein teljilóg. Hon byggir á, at tað, sum verður talt, er óbroytt, tá talið broytist: ein ljóssúgvandi formur, fast spektrum, eingin evnafrøðilig broyting við konsentratiónini, monokromatiskt mátiljós, eingin ljósdreiving ella endurútsending og ljós, sum veruliga fer eftir tilskilaðu leiðini.

Aggregasjón brýtur fyrstu fortreytina. Formliga er samlaði absorbansurin framvegis ein summur fyri formarnar: ljósleiðarlongdin ferðir absorptiviteturin hjá hvørjum formi ferðir konsentratiónin av júst tí forminum. Hvør formur fylgir lógini. Blandingin ger tað ikki, tí konsentratiónirnar av formunum eru ólinjuligar funktiónir av samlaðu litevnismongdini. Ein kalibreringskurva fyri absorbans við monomerbandið móti samlaðari litevnismongd byrjar tí bein við sera lágari konsentratión og boyggist niðureftir, tá konsentratiónin hækkar, tí hvør øking gevur lutfalsliga minni monomer. Ein kurva, sum verður lisin við dimerbandið, boyggist hin vegin. Kanningar av aggregasjón vísa á júst hesa tilgongdina sum orsøkina til eygleiddu Lambert-Beer-frávikini. Ein vanlig villa er at tillaga eina beina linju gjøgnum bogna økið og ekstrapolera hana. Linjan er bara galdandi innan fyri tað bilið og í teirri matriksini, har hon varð gjørd.

Tynning hevur eina líknandi fellu við sær. Tá ein konsentrerað stamloysn verður tynt fyri at koma inn í mátibilið hjá tólinum, verður lutfallið millum formarnar ikki varðveitt. Í tyntu loysnini í kuvettuni verður javnvágin endurskipað móti monomerum. Tí lýsir spektrið tyntu royndina rætt, men stamloysnina skeivt. At rokna spektrið hjá stamloysnini aftur við at skala absorbansvirðini uppeftir gevur bara eina rætta meting av samlaða innihaldinum, um kalibreringin longu tekur hædd fyri flytingini. Tað endurskapar ongantíð upprunaliga bandsniðið. Tann, sum samanber eitt spektrum hjá eini konsentreraðari loysn við eina tynta referansu, samanber tvær ymiskar blandingar.

Ljósleiðarlongdin er partur av úrslitinum

Absorbansurin veksur í lutfalli við longdina, sum ljósið ferðast gjøgnum royndina. Ein 10 mm kuvetta gevur tíggju ferðir so høgan absorbans sum ein 1 mm kuvetta við somu loysn. Henda skaleringin er bara neyv fyri somu loysn, og aggregasjón ger hesa fortreytina avgerandi.

Í verki er ljósleiðarlongdin eitt amboð til at halda mátingina innan fyri galdandi bil. Ein long ljósleið gevur viðkvæmi fyri tyntar loysnir, har monomerar eru ráðandi. Ein stutt ljósleið heldur eina konsentreraða roynd innan fyri mátibilið uttan eitt stórt tynningarstig, sum hevði endurskipað javnvágina. Aggregasjónskanningin handan tølini omanfyri brúkti júst hetta: 1 centimeter mátikyknur til 1.1 til 34 micromolar litevni og 0.01 centimeter mátikyknur til 94 micromolar til 3.4 millimolar. Mátipallar til mikrovolum og plátulesarar hava sítt egna geometriska snið, við stuttum og viðhvørt broytiligum ljósleiðum og yvirflatum, har katióniska litevnið kann adsorberast. Tilskila ljósleiðina saman við talinum, á sama hátt sum spektrala referansan tilskilar loysingarevni og salt. Ein absorbansur uttan ljósleiðarlongd er ikki eitt úrslit. Hann er eitt leyst páhald.

Mátidisiplinin fylgir av hesi tilgongd. Lat royndirnar fáa sama javna hitastig, áðrenn tær verða mátaðar. Brúka sama kuvettuslag og somu vend av kuvettuni, samsvarandi blankroyndir við somu salt- og buffarabakgrund og rein gløs og glasútgerð. Metýlenblátt adsorberast til glas og plast, og ein litað kuvetta hevur leivdir frá síðstu konsentreraðu royndini. Mát skjótt eftir fyrireikingina, tá ferðin á aggregasjónini hevur týdning, og ger hvørja kalibreringskurvu í somu matriks og við somu ljósleiðarlongd sum tær ókendu royndirnar. Við sjónligari meting skalt tú minnast, at eygað er eitt vánaligt spektrometur. Um liturin á eini loysn kann staðfesta reinleika er ein annar spurningur, sum svarið er nei til, og broytingar í litblæri vegna aggregasjón eru ein orsøk.

Ein mynd at hava við síðuna av tólinum

Myndin niðanfyri savnar greinina í eina referansu til arbeiðsborðið. Tríggjar loysnir hava sama litevni, men ymiskar samlaðar konsentratiónir og ymiskar saltbakgrundir. Skematisku spektrini hjá teimum vísa, at monomerbandið við longu bylgjulongdini missir part til dimerbandið við styttri bylgjulongdini, tá lagleggingin økist. Umstøðurnar standa á myndini, tí uttan tær kunnu kurvurnar ikki brúkast aftur. Brúka spektralu referansuna til mátaðar bandstøður undir tilskilaðum umstøðum. Les um, hvussu litevnið kemur inn í kyknur, tá tað er upployst, í innferð í kyknur við reduktión og býting millum fasur. Les um, hvussu ljósdosis og geometri eisini ávirka ljósevnafrøðilig mátiúrslit, í ljósávirkan og mátigeometri.

Reglan at taka við sær hevur tveir partar. Spektrið eyðmerkir blandingina í kuvettuni undir tilskilaðu umstøðunum. Bara ein kalibrering, sum er gjørd undir somu umstøðum, umroknar ein absorbans til eina samlaða konsentratión.