ميٿيلين بلو جو جذب ڪنسنٽريشن سان ڇو بدلجي ٿو

ميٿيلين بلو جي اسٽاڪ محلول جي هڪ بوتل وٺو ۽ ٻه گلاس ڀريو. پهريون اسٽاڪ محلول مان ڀريو ۽ ٻيو ڏهه ڀيرا پتلي ڪيل محلول مان. جيئن توقع آهي، ٻئي گلاس جو رنگ هلڪو آهي. غور سان ڏسو ته هڪ ٻي شيءِ به بدلجي وئي آهي. رنگ جي ڇانوَ بدلجي وئي آهي. هڪ محلول صاف آسماني نيري ڏانهن مائل آهي ۽ ٻيو واڱڻائي ڇانوَ واري نيري ڏانهن. پتلو ڪرڻ رڳو شدت گهٽائڻ کان وڌيڪ ڪم ڪيو. ان سان اها ڪيميائي نوع بدلجي وئي جيڪا سڀ کان وڌيڪ جذب ڪري ٿي.

هن تبديليءَ پٺيان تصور سادو آهي. حل ٿيل ميٿيلين بلو رڳو هڪ ڪيميائي نوع نه آهي. رنگ جو اڪيلو مثبت آئن، جنهن کي مونومر چئجي ٿو، ٻئي مثبت آئن سان مُنهن سامهون رکي گڏ ٿي ڊائمر ٺاهي سگهي ٿو، ۽ ڊائمر وڌيڪ وڏن مجموعن ۾ وڌي سگهن ٿا. هر صورت جو پنهنجو جذب اسپيڪٽرم آهي. اسپيڪٽروفوٽوميٽر جيڪا ماپ ٻڌائي ٿو، اها انهن حالتن هيٺ ان ڪيوويٽ ۾ موجود ملاوٽ جي سڀني جزن جي جذب جو مجموعو آهي. ملاوٽ بدلايو ته اسپيڪٽرم به بدلجي ٿو، ڀلي رنگ جو ڪل مقدار سڌي پتلاڻ واري تناسب موجب ئي هلي.

مونومر ۽ ڊائمر مختلف نموني جذب ڪن ٿا

مونومر کي هڪ سنئين ڪارڊ وانگر تصور ڪريو، جنهن جي حلقن واري جوڙجڪ تي مثبت چارج پکڙيل هجي. اهڙا ٻه ڪارڊ مُنهن سامهون رکي سگهجن ٿا. مثبت چارج هڪ ٻئي کي ڌڪين ٿا، پر سنئين ايروميٽڪ سطحون هڪ ٻئي مٿان رکجڻ وارين باهمي قوتن ذريعي ڇڪجن ٿيون، ۽ چوڌاري موجود پاڻي ۽ مخالف چارج وارا آئن ان ڌڪ کي گهٽائين ٿا. نتيجي ۾ هڪ ڳنڍيل جوڙو ٺهي ٿو، جنهن جون اليڪٽرانڪ حالتون گڏيل ٿين ٿيون. ان جون اجازت يافته منتقليون مونومر جي منتقليءَ کان وڌيڪ توانائيءَ تي ٿين ٿيون، تنهنڪري ڊائمر جو بينڊ مونومر جي بينڊ کان ننڍي موج جي ڊيگهه تي نظر اچي ٿو، جڏهن ته وڏا مجموعا نيري پاسي وڌيڪ هڪ ڪلهي جهڙو اڀار پيدا ڪن ٿا.

صاف پاڻيءَ ۾ تمام گهٽ ڪنسنٽريشن تي مونومر غالب هوندا آهن ۽ ڊگهي موج جي ڊيگهه وارو بينڊ غالب هوندو آهي. جيئن ڪل ڪنسنٽريشن وڌي ٿي، جوڙي واري صورت جو حصو وڌندو وڃي ٿو ۽ ننڍي موج جي ڊيگهه وارو بينڊ پهرئين جي ڀيٽ ۾ وڌي ٿو. تنهنڪري ٻن بينڊن جو تناسب ملاوٽ جي بناوت ٻڌائي ٿو، سڌو سنئون ڪل ڪنسنٽريشن نه. رڳو هڪ موج جي ڊيگهه تي ورتل ماپ، موجود صورت بابت ڪنهن مفروضي کان سواءِ، انهن ٻنهي کي ڌار نٿي ڪري سگهي.

اهو ئي سبب آهي ته حوالا اسپيڪٽرم هميشه حالتن سان گڏ ڏنا وڃن ٿا. ميٿيلين بلو جو اسپيڪٽرل حوالو بينڊن جا هنڌ انهن محللن، لوڻ جي پسمنظر، pH، گرمي پد ۽ ڪنسنٽريشن جي حد سان گڏ جدول ۾ ڏئي ٿو، جن ۾ اهي حاصل ٿيا. انهن حالتن کان سواءِ ڪا چوٽي بيان ڪريو ته ان انگ جي وضاحت اڻپوري آهي. ساڳئي رنگ مان حاصل ڪيل مختلف اسپيڪٽرم بابت ٻه ليبارٽريون ٻئي درست ٿي سگهن ٿيون، ڇاڪاڻ ته انهن مختلف ملاوٽن کي ماپيو هو.

توازن کي ڇا بدلائي ٿو

ڪنسنٽريشن مکيه عامل آهي. ڊائمر ٺهڻ لاءِ ٻن مونومرن جو ملڻ ضروري آهي، تنهنڪري ڪل رنگ وڌڻ سان ان جو حصو سڌي تناسب کان وڌيڪ تيزيءَ سان وڌي ٿو. ڪمري جي گرمي پد جي ويجهو پاڻيءَ ۾ ڊائمر ٺهڻ جا رپورٽ ڪيل مستقل هزارن per molar ۾ آهن، تنهنڪري micromolar حد ۾ ڊائمر جو حصو تيزيءَ سان چڙهي ٿو. micromolar کان millimolar رنگ تائين پکڙيل هڪ وسيع گڏيل فِٽ ۾ 34 micromolar کان هيٺ ئي ٽيٽرامر جو حصو ٻڙي کان وڌيڪ مليو، جيڪو خبردار ڪري ٿو ته ڏهن جي تعداد واري micromolar ڪنسنٽريشن تي رڳو ٻن ڪيميائي نوعن واري سخت فِٽ تي ڀروسو نه ڪجي. صحيح حصا وچولي تي دارومدار رکن ٿا، تنهنڪري هي مضمون ڪنهن عالمگير تبديليءَ واري جدول بدران تبديليءَ جا رخ ٻڌائي ٿو.

لوڻ ٻيو عامل آهي. حل ٿيل آئن ٻن مثبت آئنن جي وچ ۾ ڌڪ کي گهٽائين ٿا، تنهنڪري وڌايل سوڊيم ڪلورائيڊ ۽ اهڙا ٻيا اليڪٽرولائيٽ ساڳئي رنگ جي ڪنسنٽريشن تي ملاوٽ کي ڊائمرن ۽ وڏن مجموعن ڏانهن ڌڪين ٿا. اهو اثر لوڻياٺن ۽ پاڻيءَ وارن وچولن ۾ ميٿيلين بلو جي گڏجڻ بابت اڀياسن ۾ ڏسي سگهجي ٿو، جتي لڳ ڀڳ 1 micromolar کان 3.4 millimolar رنگ کي 0 کان 0.15 molar سوڊيم ڪلورائيڊ تائين ماپيو ويو. ان فِٽ ۾، وڌيڪ رنگ ۽ وڌيڪ لوڻ واري حصي ۾ ٽيٽرامر جو تناسب لڳ ڀڳ 0.93 تائين پهتو. تنهنڪري پاڻيءَ ۾ رڪارڊ ڪيل اسپيڪٽرم ۽ فزيولوجيڪل لوڻياٺي محلول ۾ رڪارڊ ڪيل اسپيڪٽرم هڪ ٻئي جي جاءِ تي استعمال ٿيندڙ معيار نه آهن.

گرمي پد ٻئي طرف ڇڪي ٿو. هڪ ٻئي مٿان گڏجڻ سان ٻڌل پاڻي آزاد ٿئي ٿو، ۽ حرارتي حرڪت ان گڏجڻ جي مخالفت ڪري ٿي، تنهنڪري محلول کي گرم ڪرڻ سان عام طور ڪجهه ڊائمر ٽٽي واپس مونومر ٿين ٿا، جڏهن ته ٿڌو ڪرڻ گڏجڻ کي هٿي ڏئي ٿو. فِٽ مان حاصل ٿيل ڌار ٿيڻ جي اينٿالپي منفي آهي، 282 کان 333 kelvin تائين لڳ ڀڳ منفي 30 kilojoules per mole، جيڪا گرمي ڇڏيندڙ گڏجڻ جي تصديق ڪري ٿي. ريفريجريشن کان فوراً پوءِ ماپيل ٿڌو نمونو، ساڳئي نموني کي ڪمري جي گرمي پد سان توازن ۾ آڻڻ کان پوءِ ماپڻ جي ڀيٽ ۾، وڌيڪ گڏيل نظر اچي سگهي ٿو.

محلل بنيادي حالت طئي ڪري ٿو. پاڻي، پنهنجي مضبوط هائيڊروفوبڪ اثر سبب، رنگ جي سنئين مثبت آئنن کي هڪ ٻئي مٿان گڏ ٿيڻ جي همٿ ڏئي ٿو. ايٿانول ۽ ميٿانول جهڙا الڪوحل حلقن کي بهتر نموني محلل سان گهيرين ٿا ۽ مجموعن کي ٽوڙين ٿا، تنهنڪري ساڳئي رنگ جي ڪنسنٽريشن پاڻيءَ جي ڀيٽ ۾ ايٿانول ۾ وڌيڪ مونومر جهڙي نظر اچي ٿي. پروٽان نه ڏيندڙ گڏيل محلل به ساڳيو ڪم ڪن ٿا: 293 kelvin تي پاڻي ۽ DMSO جي ملاوٽن ۾ وڌايل DMSO ڊائمر ٺهڻ کي دٻايو، جيڪو پاڻيءَ جي جوڙجڪ کي هڪ ٻئي مٿان گڏجڻ جي محرڪ طور ظاهر ڪري ٿو. سرفيڪٽنٽن بابت ٻنهي رخن ۾ احتياط ضروري آهي. انهن جي نازڪ مائسيل ڪنسنٽريشن کان مٿي، مائسيل مونومرن کي الڳ الڳ حل پذير ڪري سگهن ٿا ۽ مونومر جهڙو اسپيڪٽرم بحال ڪري سگهن ٿا. ان نقطي کان هيٺ، مخالف چارج وارو سرفيڪٽنٽ ان جي بدران هڪ ٻئي مٿان گڏجڻ کي وڌائي سگهي ٿو: 100 micromolar رنگ تي، SDS سان هلندڙ پوليمر ٺهڻ لڳ ڀڳ 4 millimolar SDS وٽ چوٽيءَ تي پهتو، جيڪو مائسيل ٺهڻ واري نقطي جو لڳ ڀڳ اڌ هو، ان کان پوءِ وڌيڪ سرفيڪٽنٽ جي سطحن تي ٻيهر ورهاست ٿي. ميٿيلين بلو جي اسپيڪٽرم تي رنگ، محلل ۽ منظم وچولن جي اثرن بابت ڪم ڏيکاري ٿو ته رڳو مجموعي ڪنسنٽريشن نه، پر ويجهي ماليڪيولي ماحول به ڏٺل بينڊن کي ڪيتري شدت سان طئي ڪري ٿو.

pH خاص طور انتهائي حدن تي اهم ٿئي ٿو. اڪثر ليبارٽري ڪم ۾ استعمال ٿيندڙ لڳ ڀڳ غيرجانبدار حد ۾، ميٿيلين بلو پنهنجي سڃاتل مثبت آئن واري نيري صورت ۾ رهي ٿو، ۽ اسپيڪٽرم جي وضاحت ۾ گڏجڻ غالب هوندو آهي. مضبوط تيزاب يا الڪلي، بي رنگ ليوڪو صورت پيدا ڪندڙ ريڊاڪس ڪيميا، يا پروٽينن ۽ ذرڙن سان ڳنڍجڻ، هر هڪ مونومر ۽ ڊائمر جي جوڙي کان ٻاهر وڌيڪ حالتون شامل ڪري ٿو. جڏهن بفر وجهڻ کان پوءِ اسپيڪٽرم بدلجي، ته سڀ ڪجهه رڳو pH ڏانهن منسوب ڪرڻ کان اڳ بفر جي بناوت ۾ لوڻ ۽ ڳنڍجڻ وارن جزن کي جاچيو. ڪيميا ۽ پروٽونيشن جو حوالو سڃاڻپ جي انهن سوالن کي هتي بيان ڪيل گڏجڻ واري سوال کان ڌار رکي ٿو.

Beer-Lambert جي سڌي ليڪ ڇو مُڙي ٿي

Beer-Lambert لاڳاپو چوي ٿو ته جذب جي ماپ، جذب ڪرڻ جي صلاحيت، ڪنسنٽريشن ۽ نوري واٽ جي ڊيگهه جي ضرب جي برابر آهي. اهو ڳڻپ جو قانون آهي. اهو فرض ڪري ٿو ته ڳڻيل شيون پنهنجي تعداد بدلجڻ سان ساڳيون رهن: جذب ڪندڙ هڪ ڪيميائي نوع، مقرر اسپيڪٽرم، ڪنسنٽريشن سان ڪا ڪيميائي تبديلي نه، جاچ لاءِ هڪ موج جي ڊيگهه واري روشني، نه ڇٽاءُ ۽ نه ٻيهر اخراج، ۽ اهڙي روشني جيڪا واقعي بيان ڪيل واٽ تان گذري.

گڏجڻ پهريون مفروضو ٽوڙي ٿو. رسمي طور، ڪل جذب جي ماپ اڃا به سڀني ڪيميائي نوعن جو مجموعو رهي ٿي: نوري واٽ جي ڊيگهه ضرب هر نوع جي جذب ڪرڻ جي صلاحيت ضرب ان نوع جي پنهنجي ڪنسنٽريشن. هر نوع قانون تي هلي ٿي. ملاوٽ نه ٿي هلي، ڇاڪاڻ ته ڪيميائي نوعن جون ڪنسنٽريشنون ڪل رنگ سان غيرخطي نموني بدلجن ٿيون. تنهنڪري مونومر بينڊ تي جذب جي ماپ کي ڪل رنگ جي مقابلي ۾ ڏيکاريندڙ ڪئليبريشن وکر پتلي محلول جي حد ۾ سڌو شروع ٿئي ٿو ۽ ڪنسنٽريشن وڌڻ سان هيٺ ڏانهن مُڙي ٿو، ڇاڪاڻ ته هر اضافو تناسب جي لحاظ کان گهٽ مونومر آڻي ٿو. ڊائمر بينڊ تي پڙهيل وکر ٻئي طرف مُڙي ٿو. گڏجڻ بابت ڪم، ڏٺل Lambert-Beer انحرافن جو سبب بلڪل هن ئي عمل کي ڄاڻائي ٿو. مُڙيل حصي مان سڌي ليڪ فِٽ ڪرڻ ۽ ان کي اڳتي وڌائي اندازو لڳائڻ عام غلطي آهي. اها ليڪ رڳو ان حد ۽ ميٽرڪس اندر درست آهي، جتي اها ٺاهي وئي هئي.

پتلو ڪرڻ هڪ لاڳاپيل ڦندو پيدا ڪري ٿو. اوزار جي حد تائين پهچڻ لاءِ ڳاڙهي اسٽاڪ محلول کي پتلو ڪرڻ سان ڪيميائي نوعن جو تناسب برقرار نٿو رهي. پتلي ٿيل ڪيوويٽ جو محلول ٻيهر مونومر ڏانهن توازن قائم ڪري ٿو، تنهنڪري ان جو اسپيڪٽرم پتلي ٿيل نموني کي درست بيان ڪري ٿو، پر اسٽاڪ محلول کي غلط بيان ڪري ٿو. جذب جي ماپن کي وڌائي اسٽاڪ اسپيڪٽرم جي پوئتي حساب ڪرڻ سان ڪل مقدار جو اندازو رڳو تڏهن بحال ٿئي ٿو، جڏهن ڪئليبريشن اڳ ئي ان تبديليءَ کي حساب ۾ آڻي ٿي. اهو ڪڏهن به اصل بينڊ جي شڪل بحال نٿو ڪري. جيڪو به ڳاڙهي محلول جي اسپيڪٽرم کي پتلي حوالي سان ڀيٽي ٿو، سو ٻن مختلف ملاوٽن کي ڀيٽي رهيو آهي.

نوري واٽ جي ڊيگهه نتيجي جو حصو آهي

جذب جي ماپ ان فاصلي سان وڌي ٿي، جيڪو روشني نموني مان گذرندي طئي ڪري ٿي. ساڳيو محلول رکندڙ 10 mm ڪيوويٽ، 1 mm ڪيوويٽ جي ڀيٽ ۾ ڏهه ڀيرا جذب جي ماپ ڏئي ٿي. اها تناسبي واڌ رڳو ساڳئي محلول لاءِ بلڪل درست آهي، ۽ گڏجڻ هن شرط کي بنيادي اهميت ڏئي ٿو.

عملي طور، نوري واٽ جي ڊيگهه صحيح حد اندر رهڻ جو هڪ اوزار آهي. ڊگهي واٽ پتلي، گهڻو ڪري مونومر واري محلول لاءِ حساسيت ڏئي ٿي. ننڍي واٽ ڳاڙهي نموني کي ماپ جي حد اندر رکي ٿي، بغير ڪنهن وڏي پتلاڻ واري قدم جي، جيڪو توازن کي ٻيهر قائم ڪري ڇڏي. مٿي ڏنل انگن پٺيان گڏجڻ واري مطالعي بلڪل اهو ئي ڪيو: 1.1 کان 34 micromolar رنگ لاءِ 1 centimeter سيل، ۽ 94 micromolar کان 3.4 millimolar لاءِ 0.01 centimeter سيل. ننڍي حجم جا پيڊسٽل ۽ پليٽ ريڊر پنهنجي الڳ جاميٽري شامل ڪن ٿا، جنهن ۾ ننڍيون ۽ ڪڏهن بدلجندڙ واٽون، ۽ اهڙيون سطحون هونديون آهن، جن تي مثبت آئن وارو رنگ چنبڙي سگهي ٿو. انگ سان گڏ واٽ به رپورٽ ڪريو، جيئن اسپيڪٽرل حوالو محلل ۽ لوڻ رپورٽ ڪري ٿو. نوري واٽ جي ڊيگهه کان سواءِ جذب جي ماپ نتيجو نه آهي. اها افواهه آهي.

ماپ ۾ نظم ۽ احتياط هن عمل مان ئي نڪرن ٿا. پڙهڻ کان اڳ نمونن کي هڪ ئي گرمي پد سان توازن ۾ آڻيو. ساڳئي قسم ۽ رخ واري ڪيوويٽ، ساڳئي لوڻ ۽ بفر جي پسمنظر وارا ملندڙ بلينڪ، ۽ صاف شيشي جا سامان استعمال ڪريو، ڇاڪاڻ ته ميٿيلين بلو شيشي ۽ پلاسٽڪ تي چنبڙي ٿو، ۽ رنگ لڳل ڪيوويٽ پوئين ڳاڙهي نموني جي ياد پاڻ سان کڻي ٿي. جڏهن گڏجڻ جي رفتار اهم هجي، تڏهن تياريءَ کان پوءِ ترت ماپ وٺو، ۽ هر ڪئليبريشن وکر اڻڄاتل نمونن واري ساڳئي ميٽرڪس ۽ ساڳئي نوري واٽ جي ڊيگهه تي ٺاهيو. اک سان جاچ لاءِ ياد رکو ته اک سٺو اسپيڪٽروميٽر نه آهي. ڇا محلول جو رنگ خالص هجڻ ثابت ڪري سگهي ٿو هڪ الڳ سوال آهي، جنهن جو جواب نه آهي، ۽ گڏجڻ سبب رنگ جي ڇانوَ بدلجڻ ان جو هڪ سبب آهي.

اوزار ڀرسان رکڻ لاءِ هڪ خاڪو

هيٺ ڏنل شڪل مضمون کي هڪ ئي ليبارٽري حوالي ۾ سميٽي ٿي. ٽن محلولن ۾ رنگ ساڳيو آهي، پر ڪل ڪنسنٽريشن ۽ لوڻ جو پسمنظر مختلف آهن. انهن جا خاڪي اسپيڪٽرم ڏيکارين ٿا ته جيئن هڪ ٻئي مٿان گڏجڻ وڌي ٿو، تيئن ڊگهي موج جي ڊيگهه واري مونومر بينڊ جو حصو ننڍي موج جي ڊيگهه واري ڊائمر بينڊ ڏانهن وڃي ٿو. حالتون شڪل تي لکيل آهن، ڇاڪاڻ ته انهن کان سواءِ وکر ٻيهر استعمال نٿا ڪري سگهجن. بيان ڪيل حالتن هيٺ ماپيل بينڊن جي هنڌن لاءِ اسپيڪٽرل حوالو استعمال ڪريو. محلول ۾ اچڻ کان پوءِ رنگ سيلن ۾ ڪيئن داخل ٿئي ٿو، ان لاءِ ريڊڪشن ۽ ورهاست ذريعي سيل ۾ داخلا ڏسو. روشنيءَ جي مقدار ۽ جاميٽري فوٽوڪيميائي ماپن کي وڌيڪ ڪيئن شڪل ڏين ٿا، ان لاءِ روشنيءَ سان واسطو ۽ ماپ جي جاميٽري ڏسو.

ياد رکڻ واري اصول جا ٻه حصا آهن. اسپيڪٽرم بيان ڪيل حالتن هيٺ ڪيوويٽ ۾ موجود ملاوٽ جي سڃاڻپ ڪري ٿو. رڳو انهن ئي حالتن هيٺ ٺهيل ڪئليبريشن جذب جي ماپ کي ڪل ڪنسنٽريشن ۾ بدلائي ٿي.