Speictream ionsúcháin agus ionsúiteacht mhólarach an ghoirm meitiléine: tagairt le coinníollacha sonraithe

Tá cuma shimplí ar speictream gorm meitiléine go dtí go ndéanann tú iarracht uimhir uaidh a athúsáid. Tuairiscíonn saotharlann amháin comhéifeacht díothaithe mhólarach gar do 82,000. Tuairiscíonn ceann eile 67,000. Tuairiscíonn an tríú ceann luach os cionn 100,000. D’fhéadfadh na trí cinn a bheith ina gcur síos ceart ar a dtomhais féin, ach ní tairiseach uilíoch don ruaim aon cheann acu.

Eascraíonn an mearbhall as dhá choincheap ar leith a mheascadh. Is tomhas í an ionsúiteacht a dhéantar ar thuaslagán sonrach i gcill shonrach. Is paraiméadar i samhail den tuaslagán sin í an ionsúiteacht mhólarach, a scríobhtar go minic mar epsilon. Nuair a athraíonn staid chomhlachais an ghoirm meitiléine, athraíonn an tsamhail, agus athraíonn an paraiméadar dá réir. Is nós úsáideach é caitheamh le gach comhéifeacht mar luach lipéadaithe: caithfidh an tonnfhad, an tuaslagóir, an pH nó an maolán, an teocht, an raon tiúchana agus fad an chosáin a bheith ag gabháil leis an uimhir.

An banda monaiméire in uisce caol

I dtuaslagán uiscí caol, tá príomhbhanda chaitiain an ghoirm meitiléine gar do 664 go 665 nm; luaitear é go coitianta laistigh de 664 go 668 nm ag brath ar an ionstraim agus ar na roghanna calabraithe. Is é an banda sin an rogha cheart don chainníochtú nuair atá an tuaslagán caol go leor go bhfuil an chuid is mó den ruaim i bhfoirm monaiméire.

Léiríonn trí luach ón litríocht cén fáth a bhfuil na coinníollacha níos tábhachtaí ná an phríomhuimhir. Thuairiscigh taighdeoirí cré a choinnigh samplaí uiscí faoi thart ar 7 micromolar i gcealla 1 cm epsilon de thart ar 82,000 M-1 cm-1 ag 665 nm. Tá an luach sin doiciméadaithe go han-mhaith mar fhána calabraithe eimpíreach do shamplaí uisce an-chaol. Thug calabrú príomhúil in uisce dí-ianaithe a rinneadh níos déanaí, agus 2.34 go 37.52 micromolar agus cosán 1 cm á n-úsáid, thart ar 67,100 M-1 cm-1 ag 665 nm don ruaim iomlán. Táthar ag súil leis an toradh níos ísle sin; ní contrárthacht é, toisc go bhfuil méid suntasach démhéire sa leath uachtarach den raon calabraithe sin cheana féin. Tagann tríú luach, thart ar 73,460 M-1 cm-1 ag 664 nm, ó obair ag pH 6.86 agus 293 K inar scaradh an speictream breathnaithe ina chodanna monaiméire agus démhéire, mar a achoimrítear in athbhreithniú criticiúil le déanaí ar fhótafisic an ghoirm meitiléine. Is comhpháirt monaiméire a fuarthas trí dhíchomhfhilleadh í an uimhir sin, ní fána dhíreach na hionsúiteachta i gcoinne na ruaime iomláine.

An pointe praiticiúil: roghnaigh an chomhéifeacht a bhfuil a coinníollacha ag teacht le do shamplaí, nó déan do chalabrú féin. Ná cuir 82,000 isteach i measúnacht i maolán fosfáite ag 30 micromolar agus glac leis go bhfuil an líneacht fós bailí.

Is meascán í an ghualainn ag tonnfhad gearr

De réir mar a ardaíonn an tiúchan, fásann gualainn gar do 600 go 615 nm i gcoibhneas leis an mbuaic 664 nm. De ghnáth, cuireann obair nua-aimseartha rannchuidiú na démhéire de chineál H gar do 605 go 610 nm. Aithníonn an anailís speictreach dhomhanda ar ghorm meitiléine in uisce uasmhéid démhéire ag 607 nm agus uasmhéid comhiomláin níos airde ag 600 nm, le comhpháirteanna athshondais monaiméire ag 664 agus 650 nm. Tá a téacs iomlán ar fáil tríd an taifead rochtana oscailte do PMID 33251415.

Níor cheart an ghualainn sin a lipéadú mar ionsúiteacht démhéire íon. Cuireann struchtúr vibreonach na monaiméire leis an réigiún céanna freisin, mar sin is forshuíomh é an airde tomhaiste. Fuarthas i bhfeistiú domhanda amháin gur theip ar shamhail monaiméire agus démhéire thar an raon iomlán ó 1.1 micromolar go 3.4 millimolar, ach gur tugadh an feistiú ab fhearr nuair a cuireadh teitriméir leis, agus comhartha teitriméire inbhraite cheana féin faoi 34 micromolar. Bhí neart na gcomhpháirteanna feistithe ard: thart ar 107,800 M-1 cm-1 ag 664 nm don phríomh-chomhpháirt monaiméire, thart ar 101,400 don démhéar ag 607 nm, agus thart ar 138,500 don teitriméir ag 600 nm, in uisce dí-ianaithe gan mhaolán le clóiríd sóidiam ó 0 go 0.15 M agus teochtaí ó 282 go 333 K. Is codanna iad sin a scaradh trí shamhaltú, mar sin ní féidir iad a úsáid in ionad fána eimpíreach Beer Lambert.

Tá neart an démhéirithe cainníochtaithe go díreach. Ag pH 6.86 agus 293 K, fuarthas tairiseach démhéirithe gar do 3,900 M-1 i staidéar amháin. Míníonn an méid sin cén fáth a n-iompraíonn tuaslagán oibre 5 micromolar é féin ar bhealach nach mór líneach, ach nach ndéanann stoc 50 micromolar amhlaidh. Is seiceáil úsáideach le linn modh a fhorbairt é cóimheas na hionsúiteachta gar do 610 nm leis an ionsúiteacht gar do 665 nm. Nuair a ardaíonn an cóimheas sin leis an tiúchan, ní dhéanann epsilon ag 664 nm cur síos ar speiceas amháin do-athraithe a thuilleadh.

Thar eatramh tiúchana ina bhfuil péire amháin atá ag idirchlaochlú chun tosaigh, féadfaidh pointe isosbéisteach a bheith i bpáirt ag na speictrim, gar do 625 nm go turgnamhach i sraitheanna uiscí. Tá pointe seasta soiléir comhsheasmhach le dhá speiceas cheannasacha. Nuair a bhogann an pointe nó nuair a imíonn sé de réir mar a ardaíonn an tiúchan, caith leis mar rabhadh go bhfuil comhiomláin níos airde nó cothromaíochtaí athraitheacha tagtha i gceist, seachas mar earráid ionstraime.

Athraíonn an tuaslagóir, an pH agus an teocht an speictream

Tá an comhlachas fabhraithe in uisce. Má chuirtear démheitil sulfocsaíd leis, cuirtear an démhéiriú faoi chois, aistrítear uasmhéideanna an ionsúcháin agus na fluaraiseachta chuig tonnfhad níos faide, agus méadaítear toradh candamach na fluaraiseachta thart ar cheithre oiread, de réir an staidéir tuaslagóra ar ghorm meitiléine i meascáin uisce agus DMSO, atá innéacsaithe mar PMID 30933781. Pléann an obair sin le speictrim uiscí mar chothromaíocht idir monaiméir agus démhéar, le hionsúiteacht monaiméire gar do 650 go 670 nm agus ionsúiteacht démhéire gar do 580 go 615 nm, agus díorthaítear tairisigh démhéirithe ó na speictrim ag 293.15 K.

Athraíonn alcóil an suíomh agus an neart dealraitheach araon, ach ní chuireann siad deireadh leis an gcomhiomlánú. I gcomparáid phríomhúil amháin ag 31.3 micromolar agus ag teocht an tseomra, a tuairiscíodh i staidéar ar thuaslagóirí don ghorm meitiléine, bhí an t-uasmhéid ag tonnfhad fada ag 665 nm in uisce ach ag 655 nm i meatánól, le luachanna dealraitheacha don tuaslagán iomlán gar do 37,100 in uisce agus 60,800 i meatánól. Thug bailíochtú ar leith in eatánól absalóideach ag 298 K uasmhéid ag 655 nm le epsilon gar do 68,000.

Athraíonn gnáthathruithe pH an speictream níos lú ná mar a ghlactar leis i mórán prótacal. Tuairiscíonn an t-athbhreithniú criticiúil a luadh thuas gur fhan an t-uasmhéid gar do 665 nm ó thart ar pH 2 go pH 12, gan ach athruithe beaga ar an neart suas go pH 11. Féadfaidh cineál an mhaoláin agus an neart ianach na torthaí a athrú chomh mór leis an pH ainmniúil, mar sin taifead an maolán agus an salann iarbhír, ní hamháin léamh an mhéadair pH. Is cás ar leith é aigéad láidir nó alcaile láidir, toisc go bhféadfadh athrú ceimiceach teacht ar an ruaim seachas comhlachas inchúlaithe. Athraíonn an teocht agus an salann an chothromaíocht freisin, agus is é sin an fáth ar athraíodh an dá cheann d’aon ghnó sa staidéar uisce in 2020.

Tomhas a dhéanamh ionas go bhfanfaidh an uimhir bailí

Tá obair chainníochtúil bunaithe ar choibhneas Beer Lambert: is ionann an ionsúiteacht agus epsilon iolraithe faoin tiúchan agus faoi fhad an chosáin, mar aon le cruthúnas go bhfuil an t-eatramh líneach bailí i ndáiríre faoi do choinníollacha.

Úsáid cill 1 cm le haghaidh obair ag tiúchana ísle micromolar. Le epsilon gar do 82,000, tugann 5 micromolar ionsúiteacht gar do 0.41 agus tugann 10 micromolar thart ar 0.82. Le haghaidh tomhais atá dírithe ar an monaiméir in uisce gan bhreiseáin, tá sé níos sábháilte fanacht gar do nó faoi thart ar 5 go 7 micromolar ná calabrú a dhéanamh i bhfad isteach sna deicheanna micromolar. I gcás stoic thiubhaithe, giorraigh an cosán seachas glacadh le hionsúiteacht i bhfad os cionn 1.

Úsáid maitrís chomhionann mar shampla bán: an grád céanna uisce, an cion céanna comhthuaslagóra, an maolán agus na salainn chéanna, ach gan an ruaim. Ullmhaigh na caighdeáin chalabraithe sa mhaitrís chéanna ag an teocht chéanna. Scan an raon iomlán infheicthe le linn na forbartha, thart ar 550 go 750 nm más féidir, seachas tonnfhad amháin a léamh. Rianaigh an cruth, ní hamháin an airde. Má athraíonn caolú sraitheach an cruth normalaithe, tá an córas spleách go ceimiceach ar an tiúchan. Is fianaise níos láidre ar raon inghlactha iad uasmhéid cobhsaí agus cóimheas cobhsaí 610 go 665 nm ná R cearnaithe ard leis féin.

Doiciméadaigh foirm an imoibrí. D’fhéadfadh clóiríd mheitiltiaininiam ainhidriúil nó hiodráit amhail an tríhiodráit a bheith san ábhar tráchtála, mar sin ní mór don mhais mhólarach a úsáidtear i ríomhanna stoic teacht leis an mbuidéal iarbhír. Míníonn an chéim seo amháin cuid den easaontas idir tiúchana mólaracha ainmniúla ó shaotharlann go saotharlann. Baineann an smacht céanna le cásanna ina n-úsáidtear torthaí i ríomhanna measúnachta cainníochtúla, ina dtacaíonn speictrim le seiceálacha ar chobhsaíocht foirmlithe, agus ina n-éilíonn próifílí eisíontais athbhreithniú ar íonacht agus ar shonraíochtaí.

Achoimre le coinníollacha sonraithe

Úsáid an tábla seo mar theimpléad tosaigh do thaifead saotharlainne, ní mar fhoinse tairiseach inmhalartaithe.

Mar sin, is freagra gearr le fonóta fada é tonnfhad ionsúiteachta an ghoirm meitiléine. Tuairiscigh an bhuaic a thomhais tú, sa tuaslagán a thomhais tú, ag an tiúchan a thomhais tú. Cuireann an nós sin cosc ar luach amháin i dtuaslagán uiscí caol gar do 664 nm a iompú ina thairiseach uilíoch bréagach.