УФ-ВИД спектроскопия красителей

0 просмотров04:55 мин.
Print Procedure Steps

Источник: Лара Аль Харири и Ахмед Басабрэйн из Массачусетского университета в Амхерсте, штат Массачусетс, США

  1. Сравнение длины волны поглощения<кнопка class="expand">Expand

    В первой части лабораторной работы вы будете использовать абсорбционную спектроскопию ультрафиолетового и видимого света, или абсорбционную спектроскопию УФ-ВИД спектроскопии, чтобы проанализировать характеристики поглощения флуоресцеина, β-каротина и красителя индиго. Чтобы выполнить УФ-ВИД спектроскопию, вы поместите раствор между источником света и фотодетектором. Молекулы будут поглощать свет на длинах волн, которые соответствуют энергиям, необходимым для возбуждения их электронов и рассеивания или передачи оставшейся части.

    Спектр поглощения представляет собой изменение числа фотонов каждой длины волны, достигающих детектора. Более высокая поглощающая способность соответствует меньшему количеству обнаруженных фотонов с этой длиной волны. Сначала вы возьмете спектр чистого растворителя, который прибор вычтет из спектра раствора красителя, чтобы показать вам только данные об абсорбции красителя. Этот эталон называется заготовкой на основе растворителя.

    • Прежде чем начать, надень лабораторный халат, защитные очки и перчатки. заметка: В растворах β-каротина и индиго используются гексан и диметилформамид соответственно, поэтому вы будете работать с красителями в вытяжном шкафу. ДМФА и гексан разрушают тонкие нитриловые перчатки, поэтому смените перчатки, если на них попал растворитель.
    • Теперь получи чистый кварцевый кювет. Кюветы обычно имеют две прозрачные стороны и две текстурированные или непрозрачные стороны. Всегда держите кювету за текстурированные стороны, чтобы прозрачные стороны оставались чистыми.
    • Сначала ты проанализируешь раствор флуоресцеина в воде. Чтобы сделать заготовку растворителя, заполните кювету деионизированной водой примерно на 3/4.
    • Теперь очистите прозрачные стороны кюветы лабораторной салфеткой. Проверьте кювету на наличие пузырьков воздуха и осторожно постучите по кювете, чтобы выбить их.
    • Затем поднеси кювету к спектрометру. Откройте камеру для образцов спектрометра и очистите кювету в последний раз. Пятна и пыль могут поглощать или отражать свет, что внесет ошибки в данные.
    • Теперь вставьте кювету в держатель для образцов так, чтобы прозрачные стороны были на одной линии с источником света. Полностью закройте дверцу камеры для образцов. Следуйте инструкциям к программному обеспечению спектрометра, чтобы настроить сканирование поглощения в диапазоне от 200 до 800 нм и отсканируйте кювету в качестве заготовки растворителя.
    • Когда сканирование завершится, опорожните кювету и используйте сжатый воздух для удаления крупных капель воды.
    • Затем поднесите его к общей колпаку и с помощью чистой пипетки Пастера заполните кювету на 3/4 предоставленным раствором флуоресцеина 3 мкм.
    • Проверьте кювету на наличие пузырьков воздуха и удалите их по мере необходимости, прежде чем подносить кювету к спектрометру. Не забудьте в последний раз очистить прозрачные стороны перед тем, как поместить кювету в камеру для образцов. Затем отсканируйте кювету в качестве образца.
    • Когда сканирование завершится, определите длины волн, которые поглотил флуоресцеин. Длина волны с наибольшим поглощением называется λmax.
    • Запишите длины волн пиков поглощения и общий диапазон поглощения в свой лабораторный блокнот, а затем сохраните данные.

      Таблица 1: Абсорбция и λmax красителей

      Диапазон поглощения (нм)λmax (nm)
      Флуоресцеин
      β-каротин
      индиго
      Нажмите здесь, чтобы скачать таблицу 1
    • Теперь высыпьте свою кювету в водные отходы и промойте ее водой, чтобы удалить следы флуоресцеина.
    • Далее ты будешь анализировать β-каротин, поэтому тебе понадобится бланк с гексановым растворителем. Промойте кювету гексаном несколько раз, чтобы удалить остатки воды, прежде чем наполнить ее на 3/4 чистым гексаном.
    • Удалите пузырьки воздуха, очистите боковые стороны кюветы и поместите его в спектрометр. Убедитесь, что скан настроен на абсорбцию от 200 – 800 нм, а затем отсканируйте кювету в качестве заготовки на основе растворителя.
    • Когда сканирование завершится, высыпьте кювету в органические отходы и высушите ее сжатым воздухом.
    • Используйте чистую пипетку, чтобы заполнить кювету на 3/4 предоставленным раствором β-каротина с концентрацией 3 мкМ и вернитесь к спектрометру.
    • Очистите прозрачные стороны кюветы, поместите ее в спектрометр и отсканируйте как ваш образец. Запишите длины волн пиков в лабораторный блокнот и сохраните данные.
    • Теперь проанализируй краситель индиго. Раствор индиго содержится в ДМФ, поэтому высыпьте кювету в органические отходы и промойте остатки β-каротина и гексана чистым ДМФА.
    • Заполните кювету на 3/4 чистым DMF, поместите его в спектрометр и убедитесь, что настройки сканирования такие же, как и раньше. Запустите сканирование заготовки растворителя, а затем опорожните кювету в органические отходы и высушите ее сжатым воздухом.
    • Используйте чистую пипетку, чтобы заполнить кювету на 3/4 предоставленным раствором красителя индиго 3 мкМ и отсканируйте его как свой образец. Запишите информацию о поглощении и сохраните свои данные.
    • Наконец, опустошите свою кювету в органические отходы и промойте ее ацетоном.
  2. β-Кривая калибровки каротина<кнопка class="развернуть">Развернуть

    Во второй половине лабораторного исследования вы будете использовать УФ-ВИД спектроскопию для определения интенсивности поглощения и концентрации β-каротина путем измерения поглощения 5 растворов β-каротина с различными концентрациями. Это позволит вам построить калибровочную кривую зависимости поглощения от концентрации β-каротина и вывести уравнение, описывающее эту зависимость.

    • Для начала, сделай таблицу в своем лабораторном блокноте со столбцами для концентрации и поглощения β-каротина при длине волны 450 нм.

      Таблица 2: Абсорбция β-каротина

      тест Концентрация (мкМ) Поглощение при λmax (450 нм)
      11.9
      23.7
      37.5
      411
      515
      Нажмите здесь, чтобы скачать таблицу 2
    • Затем возьмите чистую кювету и заполните ее на 3/4 гексаном в качестве заготовки растворителя.
    • Удалите все пузырьки воздуха, очистите прозрачные стороны кюветы и поместите ее в спектрометр. Настройте сканирование абсорбции в диапазоне от 200 до 800 нм и отсканируйте кювету в качестве заготовки растворителя.
    • Когда сканирование завершится, высыпьте кювету в органические отходы и высушите ее сжатым воздухом.
    • Затем используйте чистую пипетку, чтобы заполнить кювету на 3/4 раствором β-каротина 1,9 мкм, который является раствором с самой низкой концентрацией.
    • Очистите боковые стороны кюветы, вставьте ее в спектрометр и отсканируйте как образец.
    • Когда сканирование завершится, отобразите интенсивность поглощения пика на 450 нм. Запишите это в лабораторный блокнот в качестве поглощения для раствора 1,9 μM.
    • Теперь высыпьте кювету в органические отходы, промойте ее гексаном и высушите сжатым воздухом.
    • Используйте чистую пипетку, чтобы заполнить кювету на 3,7 мкМ раствором β-каротина. Очистите боковые стороны кюветы, вставьте ее в спектрометр и отсканируйте как еще один образец.
    • Когда сканирование завершится, запишите поглощение пика на 450 нм. Повторите это для остальных растворов, двигаясь от самой низкой к самой высокой концентрации. Сохраните свои данные, когда закончите.
    • Наконец, опустошите кювету в органические отходы и очистите ее ацетоном.
  3. Результаты<кнопка class="развернуть">Развернуть

    Во-первых, посмотрите на спектры трех красителей. Флуоресцеин в воде поглощает синий и фиолетовый свет, с максимальным поглощением при 490 нм. Он не поглощает красный свет, а поглощает только некоторое количество желтого и зеленого света. В соответствии с этим, твердое флуоресцеин имеет красный цвет, а растворы флуоресцеина обычно имеют желтый или зеленый цвет.

    β-каротин также поглощает синий и фиолетовый свет. Максимальное поглощение β-каротина в гексане составляет 450 нм, и вы увидите еще один большой пик на длине волны 478 нм. Сильное поглощение фиолетового света является одной из причин, почему β-каротин выглядит оранжевым.

    Индиго в ДМФА поглощает ультрафиолетовое излучение, а также красный, оранжевый и желтый свет с отчетливым пиком на длине волны 611 нм. Таким образом, краситель индиго отражает в первую очередь синий и фиолетовый свет, придавая ему характерный цвет.

    • Теперь сделаем калибровочную кривую для концентрации β-каротина. Сравните значения поглощения β-каротина на длине волны 450 нм со второй половины лаборатории в зависимости от концентраций растворов.
    • Затем примените линию тренда и найдите линейное уравнение, которое соответствует данным. Согласно закону Бера-Ламберта, в этом уравнении y — поглощение, x — концентрация, а наклон — это произведение соответствующего молярного коэффициента затухания и длины пути.
    • Проверьте свое уравнение. Переставьте его для расчета концентрации и заполните абсорбцию β-каротина на длине волны 450 нм от первой части лаборатории. Расчетная концентрация должна быть близка к 3 мкМ/л.

Browse More Videos

длина волны поглощения