મિથિલીન બ્લુનો શોષણ વર્ણપટ અને મોલર શોષણક્ષમતા: શરતો સાથેનો સંદર્ભ

મિથિલીન બ્લુનો વર્ણપટ સરળ લાગે છે, જ્યાં સુધી તમે તેમાંથી કોઈ સંખ્યાનો ફરી ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ ન કરો. એક પ્રયોગશાળા મોલર વિલોપન ગુણાંક લગભગ 82,000 જણાવે છે. બીજી 67,000 જણાવે છે. ત્રીજી 100,000 કરતાં વધુ જણાવે છે. ત્રણેય પોતપોતાના માપનનાં સાચાં વર્ણન હોઈ શકે છે, અને તેમાંથી કોઈ પણ આ રંગદ્રવ્ય માટે સાર્વત્રિક અચળાંક નથી.

આ ગૂંચવણ બે અલગ ખ્યાલોને ભેળવવાથી ઊભી થાય છે. શોષણાંક એ ચોક્કસ કોષમાં ચોક્કસ દ્રાવણ પર કરવામાં આવેલું માપન છે. મોલર શોષણક્ષમતા, જેને ઘણી વાર એપ્સિલોન તરીકે લખવામાં આવે છે, એ તે દ્રાવણના મોડેલનો એક પરિમાણ છે. જ્યારે મિથિલીન બ્લુની સંઘટન અવસ્થા બદલાય છે, ત્યારે મોડેલ બદલાય છે, એટલે પરિમાણ પણ બદલાય છે. ઉપયોગી ટેવ એ છે કે દરેક ગુણાંકને શરતો દર્શાવેલા મૂલ્ય તરીકે ગણવો: તરંગલંબાઈ, દ્રાવક, pH અથવા બફર, તાપમાન, સાંદ્રતાની શ્રેણી અને પ્રકાશપથની લંબાઈ હંમેશાં તે સંખ્યા સાથે હોવાં જોઈએ.

મંદ જલીય દ્રાવણમાં મોનોમરનો બેન્ડ

મંદ જલીય દ્રાવણમાં, મિથિલીન બ્લુના ધનાયનનો મુખ્ય બેન્ડ 664 થી 665 nm નજીક હોય છે; સાધનો અને કેલિબ્રેશનની પસંદગીઓ અનુસાર સામાન્ય રીતે તે 664 થી 668 nm વચ્ચે દર્શાવવામાં આવે છે. જ્યારે દ્રાવણ એટલું મંદ હોય કે મોટાભાગનું રંગદ્રવ્ય મોનોમર સ્વરૂપમાં હોય, ત્યારે જથ્થાત્મક નિર્ધારણ માટે આ બેન્ડ યોગ્ય પસંદગી છે.

સાહિત્યમાંનાં ત્રણ મૂલ્યો બતાવે છે કે મુખ્ય સંખ્યા કરતાં શરતો કેમ વધુ મહત્વની છે. માટીનું સંશોધન કરતા સંશોધકોએ 1 cm કોષોમાં જલીય નમૂનાઓને લગભગ 7 micromolar કરતાં નીચે રાખ્યા અને 665 nm પર લગભગ 82,000 M-1 cm-1 એપ્સિલોન નોંધ્યું. અત્યંત મંદ જલીય નમૂનાઓ માટે પ્રાયોગિક કેલિબ્રેશન ઢાળ તરીકે આ મૂલ્ય અસાધારણ રીતે સારી રીતે દસ્તાવેજિત છે. પછીના વિઆયનીકૃત પાણીમાં પ્રાથમિક કેલિબ્રેશનમાં 2.34 થી 37.52 micromolar અને 1 cm પ્રકાશપથનો ઉપયોગ કરીને કુલ રંગદ્રવ્ય માટે 665 nm પર લગભગ 67,100 M-1 cm-1 મળ્યું. આ ઓછું પરિણામ અપેક્ષિત છે, વિરોધાભાસી નથી, કારણ કે તે કેલિબ્રેશન શ્રેણીના ઉપરના અડધા ભાગમાં પહેલેથી જ નોંધપાત્ર ડાઇમર હોય છે. ત્રીજું મૂલ્ય, 664 nm પર લગભગ 73,460 M-1 cm-1, pH 6.86 અને 293 K પર થયેલા કાર્યમાંથી આવે છે, જેમાં અવલોકિત વર્ણપટને મોનોમર અને ડાઇમરના ભાગોમાં અલગ પાડવામાં આવ્યો હતો; તેનો સારાંશ મિથિલીન બ્લુના પ્રકાશભૌતિકશાસ્ત્રની તાજેતરની વિવેચનાત્મક સમીક્ષામાં આપવામાં આવ્યો છે. આ સંખ્યા ડીકોન્વોલ્યુશન દ્વારા અલગ પાડેલા મોનોમર ઘટકની છે, કુલ રંગદ્રવ્યની સામે શોષણાંકની સીધી ઢાળ નથી.

વ્યવહારુ મુદ્દો: જે ગુણાંકની શરતો તમારા નમૂનાઓ સાથે મેળ ખાતી હોય તે પસંદ કરો, અથવા તમારું પોતાનું કેલિબ્રેશન કરો. 30 micromolar ફોસ્ફેટ બફર પરીક્ષણમાં 82,000 વાપરીને રેખીયતા હજી પણ જળવાય છે એવું માની ન લો.

ટૂંકી તરંગલંબાઈનું શોલ્ડર એક મિશ્રણ છે

સાંદ્રતા વધતાં, 600 થી 615 nm નજીકનું શોલ્ડર 664 nmના શિખરની તુલનામાં વધે છે. આધુનિક કાર્યમાં સામાન્ય રીતે H પ્રકારના ડાઇમરનો ફાળો 605 થી 610 nm નજીક માનવામાં આવે છે. પાણીમાં મિથિલીન બ્લુનું સમસ્ત વર્ણપટીય વિશ્લેષણ ડાઇમરનું મહત્તમ 607 nm પર અને ઉચ્ચતર સમુચ્ચયનું મહત્તમ 600 nm પર અલગ પાડે છે, સાથે મોનોમરના અનુનાદ ઘટકો 664 અને 650 nm પર હોય છે. તેનો સંપૂર્ણ લેખ PMID 33251415 માટેની મુક્ત ઍક્સેસ નોંધ દ્વારા ઉપલબ્ધ છે.

તે શોલ્ડરને શુદ્ધ ડાઇમર શોષણાંક તરીકે દર્શાવવું જોઈએ નહીં. મોનોમરની કંપન-ઇલેક્ટ્રોનિક રચના પણ એ જ વિસ્તારમાં ફાળો આપે છે, એટલે માપેલી ઊંચાઈ અનેક ફાળાઓનું અધ્યારોપણ છે. એક સમસ્ત ફિટમાં જણાયું કે મોનોમર અને ડાઇમરનું મોડેલ સંપૂર્ણ 1.1 micromolar થી 3.4 millimolar શ્રેણીમાં યોગ્ય ઠરતું નહોતું, જ્યારે ટેટ્રામર ઉમેરવાથી શ્રેષ્ઠ ફિટ મળ્યો; ટેટ્રામરનો સંકેત 34 micromolar કરતાં નીચે પણ શોધી શકાતો હતો. ફિટ કરેલા ઘટકોની તીવ્રતાઓ મોટી હતી: મુખ્ય મોનોમર ઘટક માટે 664 nm પર લગભગ 107,800 M-1 cm-1, ડાઇમર માટે 607 nm પર લગભગ 101,400 અને ટેટ્રામર માટે 600 nm પર લગભગ 138,500; આ માપનો બફર વિનાના વિઆયનીકૃત પાણીમાં 0 થી 0.15 M સોડિયમ ક્લોરાઇડ અને 282 થી 333 K તાપમાને થયા હતા. આ મોડેલ દ્વારા અલગ પાડેલા ભાગો છે, તેથી તેમને પ્રાયોગિક બીયર–લેમ્બર્ટ ઢાળના સ્થાને વાપરવા નહીં.

ડાઇમરીકરણની પ્રબળતા સીધી રીતે જથ્થાત્મક માપવામાં આવી છે. pH 6.86 અને 293 K પર, એક અભ્યાસમાં લગભગ 3,900 M-1નો ડાઇમરીકરણ અચળાંક મળ્યો. આ પરિમાણ સમજાવે છે કે 5 micromolar કાર્યકારી દ્રાવણ લગભગ રેખીય રીતે કેમ વર્તે છે, જ્યારે 50 micromolar સ્ટોક દ્રાવણ તેમ વર્તતું નથી. પદ્ધતિ વિકસાવતી વખતે ઉપયોગી ચકાસણી એ 610 nm નજીકના શોષણાંક અને 665 nm નજીકના શોષણાંકનો ગુણોત્તર છે. જ્યારે સાંદ્રતા સાથે આ ગુણોત્તર વધે છે, ત્યારે 664 nm પરનું એપ્સિલોન હવે એક અપરિવર્તિત રાસાયણિક સ્વરૂપનું વર્ણન કરતું નથી.

એકબીજામાં રૂપાંતર પામતાં બે સ્વરૂપોનું પ્રભુત્વ હોય એવા સાંદ્રતા અંતરાલમાં, વર્ણપટો એક સામાન્ય આઇસોસ્બેસ્ટિક બિંદુ ધરાવી શકે છે; જલીય શ્રેણીઓમાં તે પ્રાયોગિક રીતે 625 nm નજીક જોવા મળે છે. સ્પષ્ટ સ્થિર બિંદુ બે પ્રબળ સ્વરૂપોની હાજરી સાથે સુસંગત છે. સાંદ્રતા વધતાં આ બિંદુ ખસે અથવા ગાયબ થાય, તો તેને સાધનની ભૂલ તરીકે નહીં, પણ ઉચ્ચતર સમુચ્ચયો અથવા બદલાતાં સમતુલનો પ્રવેશ્યાં હોવાની ચેતવણી તરીકે લો.

દ્રાવક, pH અને તાપમાન વર્ણપટને ખસેડે છે

પાણી સંઘટનને પ્રોત્સાહન આપે છે. પાણી અને DMSO મિશ્રણોમાં મિથિલીન બ્લુના દ્રાવક અભ્યાસ અનુસાર, ડાઇમિથાઇલ સલ્ફોક્સાઇડ ઉમેરવાથી ડાઇમરીકરણ ઘટે છે, શોષણ અને ફ્લુઓરેસન્સનાં મહત્તમો લાંબી તરંગલંબાઈ તરફ ખસે છે, અને ફ્લુઓરેસન્સની ક્વાન્ટમ ઉપજ લગભગ ચારગણી વધે છે; આ અભ્યાસ PMID 30933781 તરીકે સૂચિબદ્ધ છે. આ કાર્ય જલીય વર્ણપટોને મોનોમર–ડાઇમર સમતુલન તરીકે ગણે છે, જેમાં મોનોમરનો શોષણાંક 650 થી 670 nm નજીક અને ડાઇમરનો શોષણાંક 580 થી 615 nm નજીક હોય છે, અને તે 293.15 K પરના વર્ણપટોમાંથી ડાઇમરીકરણ અચળાંકો તારવે છે.

આલ્કોહોલ સ્થાન અને દેખીતી તીવ્રતા બંનેમાં ફેરફાર કરે છે, પરંતુ સમુચ્ચયનને સંપૂર્ણપણે અટકાવતા નથી. મિથિલીન બ્લુના એક દ્રાવક અભ્યાસમાં નોંધાયેલી, 31.3 micromolar અને ઓરડાના તાપમાને કરાયેલી એક પ્રાથમિક તુલનામાં, લાંબી તરંગલંબાઈનું મહત્તમ પાણીમાં 665 nm પરંતુ મિથેનોલમાં 655 nm હતું, અને કુલ દ્રાવણનાં દેખીતાં મૂલ્યો પાણીમાં લગભગ 37,100 અને મિથેનોલમાં 60,800 હતાં. 298 K પર નિર્જળ ઇથેનોલમાં કરાયેલા અલગ માન્યતા પરીક્ષણમાં 655 nm પર મહત્તમ અને લગભગ 68,000 એપ્સિલોન મળ્યું.

સામાન્ય pH ફેરફારો વર્ણપટને ઘણી કાર્યપદ્ધતિઓમાં ધારવામાં આવે છે તેના કરતાં ઓછો ખસેડે છે. ઉપર દર્શાવેલી વિવેચનાત્મક સમીક્ષા જણાવે છે કે લગભગ pH 2 થી pH 12 સુધી મહત્તમ 665 nm નજીક રહ્યું, અને pH 11 સુધી તીવ્રતામાં માત્ર નાના ફેરફારો થયા. બફરનો પ્રકાર અને આયનિક પ્રબળતા પરિણામોમાં દર્શાવેલા pH જેટલો જ ફેરફાર લાવી શકે છે, એટલે માત્ર pH મીટરનું વાંચન નહીં, પણ ખરેખર વપરાયેલાં બફર અને ક્ષાર નોંધો. પ્રબળ અમ્લ અથવા પ્રબળ આલ્કલી અલગ કિસ્સો છે, કારણ કે રંગદ્રવ્યમાં ઉલટાવી શકાય તેવા સંઘટનને બદલે રાસાયણિક ફેરફાર થઈ શકે છે. તાપમાન અને ક્ષાર પણ સમતુલનને ખસેડે છે, તેથી જ 2020ના પાણીના અભ્યાસમાં બંનેને ઇરાદાપૂર્વક બદલવામાં આવ્યાં હતાં.

સંખ્યા માન્ય રહે તે રીતે માપન કરવું

જથ્થાત્મક કાર્ય બીયર–લેમ્બર્ટ સંબંધ પર આધારિત છે: શોષણાંક બરાબર એપ્સિલોન ગુણ્યા સાંદ્રતા ગુણ્યા પ્રકાશપથની લંબાઈ; સાથે એ પુરાવો પણ જરૂરી છે કે તમારી શરતો હેઠળ રેખીય અંતરાલ ખરેખર જળવાય છે.

ઓછી micromolar સાંદ્રતા પરના કાર્ય માટે 1 cm કોષ વાપરો. એપ્સિલોન લગભગ 82,000 હોય ત્યારે 5 micromolarથી લગભગ 0.41 શોષણાંક મળે છે અને 10 micromolarથી લગભગ 0.82 મળે છે. સાદા પાણીમાં મોનોમર-કેન્દ્રિત માપન માટે, દસેકથી અનેક દસ micromolar સુધી કેલિબ્રેશન વિસ્તૃત કરવા કરતાં આશરે 5 થી 7 micromolar નજીક અથવા તેનાથી નીચે રહેવું વધુ સલામત છે. સાંદ્ર સ્ટોક દ્રાવણો માટે, 1 કરતાં ઘણો વધારે શોષણાંક સ્વીકારવાને બદલે પ્રકાશપથ ટૂંકો કરો.

બ્લૅન્ક માટે બરાબર એ જ માધ્યમ વાપરો: પાણીની સમાન ગુણવત્તા, સહદ્રાવકનો સમાન અંશ, સમાન બફર અને ક્ષારો, પરંતુ રંગદ્રવ્ય વિના. કેલિબ્રેશન દ્રાવણો એ જ માધ્યમમાં અને એ જ તાપમાને તૈયાર કરો. વિકાસ દરમિયાન એક જ તરંગલંબાઈનું વાંચન લેવાને બદલે સંપૂર્ણ દૃશ્યમાન શ્રેણી સ્કૅન કરો, આદર્શ રીતે લગભગ 550 થી 750 nm. માત્ર ઊંચાઈ નહીં, આકાર પણ અનુસરો. જો ક્રમિક મંદીકરણથી સામાન્યકૃત આકાર બદલાય, તો પ્રણાલી રાસાયણિક રીતે સાંદ્રતા પર આધારિત છે. માત્ર ઊંચા R વર્ગ કરતાં સ્થિર મહત્તમ અને સ્થિર 610 થી 665 nm ગુણોત્તર સ્વીકાર્ય શ્રેણીનો વધુ મજબૂત પુરાવો છે.

અભિકર્મકનું સ્વરૂપ નોંધો. વ્યાપારી સામગ્રી નિર્જળ મિથાઇલથાયોનિનિયમ ક્લોરાઇડ અથવા ટ્રાઇહાઇડ્રેટ જેવા હાઇડ્રેટ સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે, તેથી સ્ટોક દ્રાવણની ગણતરી માટે વપરાયેલું મોલર દળ ખરેખર બોટલમાં રહેલી સામગ્રી સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ. માત્ર આ પગલું જ જુદી જુદી પ્રયોગશાળાઓમાં દર્શાવાતી મોલર સાંદ્રતાઓ વચ્ચેના મતભેદનો અમુક ભાગ સમજાવે છે. પરિણામોનો ઉપયોગ જથ્થાત્મક પરીક્ષણની ગણતરીઓમાં થાય, વર્ણપટો ફોર્મ્યુલેશનની સ્થિરતા ચકાસવામાં મદદ કરે, અથવા અશુદ્ધિ પ્રોફાઇલને કારણે શુદ્ધતા અને સ્પષ્ટીકરણોની સમીક્ષા જરૂરી બને, ત્યારે પણ આવી જ શિસ્ત લાગુ પડે છે.

શરતો સાથેનો સારાંશ

આ કોષ્ટકનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળાની નોંધ માટે પ્રારંભિક નમૂના તરીકે કરો, પરસ્પર બદલીને વાપરી શકાય એવા અચળાંકોના સ્ત્રોત તરીકે નહીં.

તેથી મિથિલીન બ્લુની શોષણાંક તરંગલંબાઈનો જવાબ ટૂંકો છે, પરંતુ તેની પાદટીપ લાંબી છે. તમે જે દ્રાવણમાં, જે સાંદ્રતા પર માપન કર્યું હોય, તેમાં માપેલું શિખર નોંધો. આ ટેવ મંદ જલીય દ્રાવણ માટેના 664 nm નજીકના એક મૂલ્યને ખોટા સાર્વત્રિક અચળાંકમાં ફેરવાતું અટકાવે છે.