अवायवीय र अक्सिजन सूचकका रूपमा मिथिलिन ब्लु: रङ परिवर्तनले के प्रमाणित गर्छ

एक प्राविधिकले अवायवीय जार बन्द गर्छिन्, ढकनीबाट मिथिलिन ब्लु सूचक पट्टी हेर्छिन् र आफूले देख्न चाहेको कुरा देख्छिन्। पट्टी नीलोबाट सेतो भएको छ। उनी उक्त सञ्चालनलाई अवायवीय भनेर अभिलेख गर्छिन् र अर्को कामतिर लाग्छिन्। दुई दिनपछि एउटा प्लेटमा केही पनि वृद्धि हुँदैन, तर त्यही जारभित्र बन्द गरिएको ब्रोथ ट्युबले अक्सिजनको सम्पर्कमा आएको सङ्केत देखाउँछ। पट्टीले सत्य नै बताइरहेको थियो। उनले त्यसलाई गलत प्रश्न सोधेकी थिइन्।

यो भ्रम अवधारणासम्बन्धी हो। मिथिलिन ब्लु अवायवीय सूचक रेडक्ससम्बन्धी अवधारणा हो, निर्जीवाणुतासम्बन्धी वा सम्पूर्ण प्रणालीको प्रमाणीकरणसम्बन्धी अवधारणा होइन। यो भिन्नता स्पष्ट भएपछि पट्टी सीमित काम गर्ने सटीक र भरपर्दो उपकरण बन्छ।

अवधारणा: उल्टिन सक्ने रेडक्स जोडी

घुलित मिथिलिन ब्लु दुई अवस्थामा रहन्छ। अक्सीकृत रूप परिचित नीलो धनायन हो। अपचयित रूपलाई लेउकोमिथिलिन ब्लु भनिन्छ र यो रङहीन हुन्छ। लगभग उदासीन pH मा सरलीकृत अर्ध-अभिक्रियामा एउटा नीलो धनायन, एउटा प्रोटोन र दुई इलेक्ट्रोन मिलेर एउटा रङहीन लेउको अणु बनाउँछन्। pH 7 मा मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोडको सापेक्ष यसको औपचारिक विभव करिब धनात्मक 11 millivolts हुन्छ। यसले यसलाई धेरै अपचायक प्रणालीहरूले हासिल गर्न सक्ने र अक्सिजनले उल्ट्याउन सक्ने दायरामा राख्छ।

अपचयनका लागि स्थानीय रेडक्स विभव कम हुनुपर्छ। अक्सिजन हटाउनु मात्र सधैँ पर्याप्त हुँदैन। अवायवीय अवस्थासम्बन्धी प्रारम्भिक अध्ययनमा, अपचायक पदार्थ नभएसम्म सामान्य अक्सिजनरहित पानीमा मिथिलिन ब्लुको रङ कायमै रहने देखिएको थियो। करिब 0.01 percent रञ्जक मिसाइएको डेक्स्ट्रोज ब्रोथको मिश्रण 37 C मा सजिलै रङहीन भयो, तर 4 C मा राखिएको उही मिश्रण एक दिनसम्म नीलो रह्यो। यो ताजा तन्तु र अवायवीय संवर्धन अवस्थासम्बन्धी प्रयोगहरूमा उल्लेख गरिएको छ। तापक्रम, pH, ग्लुकोज, एस्कर्बेट, थायोग्लाइकोलेट र सूक्ष्मजीवहरूको अपचायक गतिविधिले इलेक्ट्रोन उपलब्ध हुन्छन् कि हुँदैनन् भन्ने निर्धारण गर्छन्।

पुनः अक्सीकरणका लागि अक्सिजन मात्र चाहिन्छ। हावा लेउको रूपसम्म पुगेपछि यो फेरि नीलो हुन्छ। आधुनिक रूपमा विकसित सूचकहरूले यही चक्र प्रयोग गर्छन्: रञ्जक, अपचायक र स्थिरता दिने म्याट्रिक्सको संयोजन कम अक्सिजनमा रङहीन हुन्छ र हावाको सम्पर्कमा फेरि नीलो हुन्छ। यो रञ्जक, अपचायक, सर्फ्याक्टेन्ट र माटोमा आधारित हाइब्रिड मिथिलिन ब्लु अक्सिजन सूचकमा देखाइएको छ। त्यस नमुनामा pH 11 मा 0.01 millimolar रञ्जकसँग 2.0 millimolar एस्कर्बेट वा ग्लुकोज प्रयोग गरिएको थियो। यो करिब 0.5 volume percent अक्सिजनमा रङहीन भयो र यसको परीक्षण कक्षमा 0.1 percent भन्दा कम तथा 0.5 percent भन्दा बढी अक्सिजनबीच भिन्नता छुट्याउन सक्यो।

त्यसैले यसको कार्यसिद्धान्त सरल छ। नीलो रङले सूचक क्षेत्र अक्सीकृत भएको जनाउँछ। रङहीन अवस्थाले सूचक क्षेत्र अपचायक र कम अक्सिजन भएको अवस्थामा पुगेको जनाउँछ। यो परिवर्तन उल्टिन सक्ने, स्थानीय र रासायनिक हुन्छ। यसले आफैँमा सूक्ष्मजीवबारे केही बताउँदैन।

अवायवीय जारमा मिथिलिन ब्लु सूचक पट्टीले कसरी काम गर्छ

अवायवीय जारका लागि मिथिलिन ब्लु सूचक पट्टी एउटा सानो अभिक्रिया क्षेत्र हो। यसलाई भाँडो नखोली देख्न सकिने गरी जारभित्रको वायुमण्डलमा राखिन्छ। व्यावसायिक स्वरूपहरू फरक हुन्छन्: कागजी पट्टी, व्यवस्था तयार गर्दा घोलिने वा भिजाइने ट्याब्लेट र नयाँ हाइब्रिड कागज। केहीमा अभिक्रिया क्षेत्र सक्रिय बनाउन आसुत पानीको एक थोपा चाहिन्छ। अरू सुक्खा स्वरूपका उपकरण हुन् र तिनलाई सुक्खै राख्नुपर्छ। सम्बन्धित उत्पादनको निर्देशनपत्र नै पालना गर्नुपर्छ, किनकि भिजाउने अवस्था, राख्ने स्थान र पढ्ने समय पनि यसको रसायनशास्त्रका अंश हुन्।

व्यवहारमा यसको अपेक्षित पढाइ दुई अवस्थामध्ये एउटामा आधारित हुन्छ। नीलो रङले पट्टीको स्थानमा अक्सिजन बाँकी रहेको वा पर्याप्त अपचायक अवस्था नबनेको जनाउँछ। सेतो वा रङहीन अवस्थाले पट्टीको स्थानमा अवायवीय रेडक्स अवस्था स्थापित भएको जनाउँछ। केही व्यावसायिक कागजमा रातो पृष्ठभूमि रञ्जक थपिएको हुन्छ, त्यसैले तिनको अपचयित अन्तिम अवस्था सेतोको सट्टा गुलाबी देखिन्छ। मूल्याङ्कन गर्नुअघि तपाईंको उत्पादनले कुन अन्तिम अवस्था दिने भनिएको छ, बुझ्नुहोस्।

समय प्रणालीअनुसार फरक हुन्छ। एउटा GasPak शैलीको व्यवस्थामा करिब एक घण्टाभित्र रङ फिका हुन थाल्यो र केही घण्टाभित्र परिवर्तन पूरा भयो। तर कोठाको तापक्रममा गरिएको नियन्त्रित तुलनामा मिथिलिन ब्लुलाई छ घण्टाभन्दा बढी लाग्यो। उक्त अध्ययनमा संवर्धन माध्यमको रेडक्स विभव 60 देखि 100 मिनेटभित्र करिब ऋणात्मक 100 millivolts पुग्यो, जुन रञ्जकको परिवर्तन पूरा हुनुभन्दा धेरै अघि थियो। पट्टी पूर्ण रूपमा रङहीन हुँदासम्म विभव ऋणात्मक 200 millivolts भन्दा पनि धेरै तल पुगिसकेको थियो। सूचकको प्रतिक्रिया वायुमण्डलको परिवर्तनभन्दा ढिलो हुन्छ। पहिलो घण्टामा नीलो पट्टी देखिनुले असफलता प्रमाणित गर्दैन, र छैटौँ घण्टामा सेतो पट्टी देखिनुले त्यसै समयको पट्टीको अवस्था बताउँछ।

यही कारणले पट्टी राख्ने स्थान पनि महत्त्वपूर्ण हुन्छ। पट्टीलाई माथिको खाली वायुभागमा, ढकनीबाट देखिने गरी, अगरका सतह र संवर्धन माध्यमबाट टाढा राख्नुहोस्। यसले आफ्नो ठीक वरिपरिको वातावरण बताउँछ। यसलाई चिसो भित्तामा टाँसेर राख्नुभयो, प्लेटमुनि छोप्नुभयो वा सङ्घनित पानीले भिज्न दिनुभयो भने यसले जारको सट्टा त्यही सूक्ष्म वातावरणको अवस्था बताउँछ।

पट्टीले के देखाउँछ र के देखाउँदैन

अवायवीय जारको मिथिलिन ब्लु सूचकलाई एउटा स्थानमा रहेको एउटा संवेदकका रूपमा बुझ्नुहोस्। यसले आफ्नै अभिक्रिया क्षेत्रमा रहेको स्थानीय रेडक्स र अक्सिजन अवस्था देखाउँछ। मिश्रण र सन्तुलन पर्याप्त भएमा यो माथिको खाली वायुभागको अवस्थाको सामान्य प्रतिनिधि हुन सक्छ। यसभन्दा बाहिरका सबै कुरा अनुमान हुन्, र अनुमानका लागि छुट्टै प्रमाण चाहिन्छ।

रङहीन पट्टीले निर्जीवाणुता स्थापित गर्दैन। निर्जीवाणुता भनेको जीवित रहन सक्षम जीवहरूको अनुपस्थिति हो, जसलाई प्रमाणित निर्जीवीकरण प्रक्रिया र संवर्धन प्रमाणीकरणका नियन्त्रणहरूले पुष्टि गर्छन्। जार पूर्ण रूपमा अवायवीय भएर पनि दूषित हुन सक्छ, वा पूर्ण रूपमा निर्जीवाणु भएर पनि वायवीय हुन सक्छ।

यसले संवर्धन प्रणालीको प्रत्येक भाग प्रमाणित गर्दैन। बन्द ट्युबभित्रको घुलित अक्सिजन, गहिरो अगरमा थुनिएको अक्सिजन, धेरै सामग्री भरिएको जारभित्रका अवस्थागत अन्तर र पढाइपछि खुल्ने चुहावट एउटै पट्टीले पत्ता लगाउन सक्दैन। स्थानगत प्रयोगहरूले एउटै भाँडोमा छेउछाउका नीलो र रङहीन क्षेत्र देखाएका थिए, जहाँ अक्सिजनको प्रवेश र अपचायक गतिविधिको सन्तुलन फरक थियो। एउटै बिन्दुले सम्पूर्ण आयतनको अवस्था प्रमाणित गर्न सक्दैन।

यसले अवायवीय अवस्था निरन्तर कायम रहेको प्रमाणित गर्दैन। व्यवस्था तयार गर्दा एक पटक पढिएको पट्टीले बीसौँ घण्टाको अवस्था बताउँदैन। अवायवीय गुणस्तरसम्बन्धी हालका अध्ययनहरूले रासायनिक सूचकले पढिएको क्षणको वायुमण्डलीय अवस्था मात्र बताउने र थोरै अक्सिजन बाँकी भए पनि सन्तोषजनक देखिन सक्ने चेतावनी दिएका छन्। निरन्तर वा निश्चित जाँचबिन्दुमा गरिएको अभिलेखनले मात्र पट्टीको पढाइलाई इन्क्युबेसन अवधिसँग जोड्छ, अन्तिम अवस्थामा एक पटक हेर्नुले होइन।

रङ परिवर्तनपछाडिको सम्बन्धित रसायनशास्त्रका लागि मिथिलिन ब्लु अक्सीकृत र अपचयित अवस्थाबीच कसरी चक्रित हुन्छ हेर्नुहोस्। अक्सिजनले नमुना सम्हाल्ने प्रक्रियामा अझ व्यापक रूपमा कसरी प्रभाव पार्छ भन्ने बुझ्न सूक्ष्मदर्शी र संवर्धन कार्यमा अक्सिजन नियन्त्रणबारे हेर्नुहोस्।

जारको छेउमा राख्न मिल्ने चित्र

तलको चित्रले यो लेखलाई प्रयोगशाला बेन्चमा राख्न मिल्ने एउटै सन्दर्भमा समेट्छ। यसमा एउटै पट्टीका तीन अवस्था, अभिक्रियाका दुई दिशा र सूचकले दिने प्रमाण तथा प्रणाली प्रमाणीकरणबीचको सीमा देखाइएको छ।

पट्टी नीलो राख्ने वा गलत आश्वासन दिने विफलताका प्रकार

अधिकांश विफलता पाँच समूहमा पर्छन्। प्रत्येकको छुट्टै पहिचानयोग्य लक्षण हुन्छ।

चुहिने जार वा पाउचले अभिक्रिया क्षेत्रमा निरन्तर अक्सिजन पुर्‍याउँछ। पट्टी नीलो रहन्छ वा फिका भएपछि फेरि नीलो हुन्छ। रसायनशास्त्रलाई दोष दिनुअघि ढकनी, ग्यास्केट, क्ल्याम्प र बन्द हुने सतह जाँच्नुहोस्।

खर्च भइसकेको वा गलत तरिकाले सक्रिय गरिएको ग्यास उत्पादकले अक्सिजन हटाउँदैन। पुराना पानीबाट सक्रिय हुने प्रणालीमा करिब 10 देखि 15 मिनेटमा सङ्घनन नदेखिनु र करिब 20 देखि 40 मिनेटमा ढकनी नतात्नु उक्त प्रणालीका प्रारम्भिक चेतावनी थिए। अत्यधिक सामग्री भरिएको जारमा क्षमताभन्दा सानो स्याशे प्रयोग गर्दा पनि यस्तै विफलता हुन्छ।

निष्क्रिय बनाइएको उत्प्रेरकको समस्या पुराना हाइड्रोजन र प्यालेडियम प्रणालीमा मात्र लागू हुन्छ। ती प्रणालीमा प्यालेडियमले हाइड्रोजन र अक्सिजनलाई जोडेर पानी बनाउँछ। चिस्यान र हाइड्रोजन सल्फाइडले यसको कार्यक्षमता घटाउँछन्। अहिलेका धेरै स्याशेमा प्यालेडियम प्रयोग हुँदैन, त्यसैले लागू नहुने ठाउँमा यो समाधान नअपनाउनुहोस्।

बिग्रिएको वा गलत तरिकाले सम्हालिएको पट्टीले स्पष्ट सङ्केत नदिई काम गर्न छोड्न सक्छ। भण्डारणका क्रममा रञ्जक र अपचायकले उल्टिन सक्ने गुण गुमाउँछन्। प्रकाशले रङ फिका पार्ने असर र भण्डारणका क्रममा हुने क्षति रोक्न हाइब्रिड मिश्रणहरू विकास गर्नुको एउटा कारण यही हो। म्याद सकिएको सामग्री, असामान्य प्रारम्भिक रङ भएको सामग्री र सुक्खा राख्नुपर्नेमा भिजाइएका वा भिजाउनुपर्नेमा सुक्खै छोडिएका पट्टी अस्वीकार गर्नुहोस्।

अवस्थागत अन्तर वा प्रतिक्रियामा ढिलाइले रसायनशास्त्रलाई होइन, पढ्ने व्यक्तिलाई भ्रममा पार्छ। राम्रोसँग नमिसिएको माथिको वायुभाग, घुलित अक्सिजन भएका बन्द ट्युब र अर्धठोस माध्यमले पट्टीले सङ्केत गरेभन्दा लामो समय आफ्नै अवस्था कायम राख्छन्। रेसाजुरिन पट्टी गुलाबी हुँदै रङहीन हुन्छन् र प्रायः छिटो प्रतिक्रिया दिने भनेर बजारमा प्रस्तुत गरिन्छन्। तर तिनका सीमा मान तिनकै मिश्रणमा निर्भर हुन्छन् र मिथिलिन ब्लुमा लागू हुँदैनन्।

अपनाउन योग्य नियन्त्रण र पढाइ प्रक्रिया

दुई कम लागतका नियन्त्रणले अधिकांश गलत पढाइ पत्ता लगाउँछन्। सञ्चालनसँगै कोठाको हावामा एउटा नयाँ हावा-नियन्त्रण पट्टी राख्नुहोस्। काम गरिरहेको मिथिलिन ब्लु पट्टी त्यहाँ नीलो रहन्छ। केही प्याक गरिएका सूचक सुरुमा फिका हुन्छन् र खोल्दा नीलो हुन्छन्, जुन आफैँमा कार्यक्षमताको जाँच हो। साथै, समय-समयमा पहिले नै प्रमाणित गरिएको अवायवीय व्यवस्थामा नयाँ पट्टी राख्नुहोस्। यसले उत्पादनले तोकेको समयभित्र प्रमाणित अपचयित अन्तिम अवस्था हासिल गर्नुपर्छ। कुनै पनि नियन्त्रणले अपेक्षाअनुसार व्यवहार गरेन भने जारका पढाइमा विश्वास गर्नुअघि उत्पादनको ब्याच बदल्नुहोस्।

पढाइ प्रक्रिया यसको कार्यविधिबाटै तय हुन्छ। भित्तासँगको सम्पर्क र भिजाउने तरिकाका लागि उत्पादनको निर्देशनपत्र पालना गर्दै, जार नखोली माथिको वायुभाग देख्न सकिने ठाउँमा पट्टी राख्नुहोस्। प्रारम्भिक रङ, जार बन्द गरेको समय र उत्पादनले तोकेको जाँचबिन्दुमा देखिएको रङ अभिलेख गर्नुहोस्। भाँडोको बनावटले अनुमति दिएमा इन्क्युबेसनका क्रममा निर्धारित जाँचबिन्दुहरूमा सूचक अपचयित नै रहेको अभिलेख गर्नुहोस्। खोल्नुभन्दा ठीक अघि अन्तिम रङ अभिलेख गर्नुहोस्। खोल्नुअघिको त्यही रङ उक्त सञ्चालनको अन्तिम बिन्दु हो। खोलेपछि फेरि नीलो हुने अपेक्षा राख्नुहोस् र त्यसका आधारमा अघिल्लो अभिलेख नबदल्नुहोस्।

पट्टी तोकिएको समयपछि पनि नीलो रह्यो भने अवायवीय अवस्था पुष्टि नभएको मान्नुहोस्। जाँचको क्रम पालना गर्नुहोस्: बन्द हुने भाग, स्याशे, भएमा उत्प्रेरक, सूचकको भिजाइ र म्याद, अनि हावा-नियन्त्रणसँग तुलना गरेर सूचकको कार्यक्षमता। वायुमण्डलीय अवस्था पुष्टि भएपछि मात्र प्रयोगअनुकूल अवायवीय संवर्धन व्यवस्था र जीवसम्बन्धी नियन्त्रण प्रयोग गरी वृद्धि भएको वा नभएको अवस्थाको व्याख्या गर्नुहोस्।

पट्टीको आफ्नै कार्यक्षेत्रमा त्यसकै भनाइ निर्णायक हुनुपर्छ। नीलो होस् वा रङहीन, यसले एउटा समयमा एउटा स्थानबारे एउटा प्रश्नको उत्तर दिन्छ। निर्धारित समयमा, छेउमा नियन्त्रण राखेर त्यही प्रश्न सोध्नुहोस्, र यसले भरपर्दो उत्तर दिन्छ। यसलाई निर्जीवाणुताबारे, प्रत्येक ट्युबबारे वा एक पटक हेरेकै भरमा सम्पूर्ण इन्क्युबेसनबारे सोध्नुभयो भने कुनै पनि सूचकको रसायनशास्त्रले त्यो व्याख्यालाई सही बनाउन सक्दैन।