Abszorpciós fotometria

Hasonló dokumentumok
Abszorpciós fotometria

Abszorpciós fotometria

Az elektromágneses hullámok

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Abszorpciós fotometria

Abszorpciós fotometria

Abszorpciós spektroszkópia

Az elektromágneses spektrum és a lézer

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A fény tulajdonságai

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

Az elektromágneses spektrum és a lézer

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Abszorbciós spektroszkópia

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Molekulaspektroszkópiai módszerek UV-VIS; IR

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Lumineszcencia spektroszkópia

Abszorpció, emlékeztetõ

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET) Modern Biofizikai Kutatási Módszerek

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Szervetlen komponensek analízise. A, Atomspektroszkópia B, Molekulaspektroszkópia C, Elektrokémia D, Egyéb (radiokémia, termikus analízis, stb.

Színképelemzés. Romsics Imre április 11.

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

9 gyak. Acél mangán tartalmának meghatározása UV-látható spektrofotometriás módszerrel

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Infravörös, spektroszkópia

Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

1. mérés: Benzolszármazékok UV spektrofotometriás vizsgálata

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

Lumineszcencia. Lumineszcencia. mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Alapjai, tulajdonságai, mérése. Kellermayer Miklós

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Fluoreszcencia 2. (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Bevezetés a fluoreszcenciába

Szerves oldott anyagok molekuláris spektroszkópiájának alapjai

Komplex egyszerű Aktin alapú mikrofilamentum rsz. Hogyan vizsgálhatunk folyamatokat? Komplex egyszerű S E J T

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Sejt. Aktin működés, dinamika plus / barbed end pozitív / szakállas vég 1. nukleáció 2. elongáció (hosszabbodás) 3. dinamikus egyensúly

Röntgen-gamma spektrometria

UV-VIS spektrofotometriás tartomány. Analitikai célokra: nm

Fény kölcsönhatása az anyaggal:

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

1. Atomspektroszkópia

19. Sav-bázis indikátorok disszociáció állandójának spektrofotometriás meghatározása. Előkészítő előadás

19. Sav-bázis indikátorok disszociáció állandójának spektrofotometriás meghatározása. Előkészítő előadás Módosított változat

Lumineszcencia: a fényt kibocsátó rendszer nem a magas hőmérséklet miatt világít!!! Ez az ún. hideg emisszió

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

KÖNYEZETI ANALITIKA BEUGRÓK I.

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

Lumineszcencia. Lumineszcencia. Molekulaszerkezet. Atomszerkezet

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

1. Szerves anyagok oldatbeli abszorpciós színképének meghatározása

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

Ragyogó molekulák: dióhéjban a fluoreszcenciáról és biológiai alkalmazásairól

A hőmérsékleti sugárzás

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Röntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)

Newton kísérletei a fehér fénnyel. Sir Isaac Newton ( )

Szakképesítés-ráépülés: Műszeres analitikus Szóbeli vizsgatevékenység A vizsgafeladat megnevezése: Analitikai elemző módszerek

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

JASCO FTIR KIEGÉSZÍTŐK - NE CSAK MÉRJ, LÁSS IS!

Sugárzásos hőtranszport

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

Fény, mint elektromágneses hullám, geometriai optika

Az infravörös (IR) sugárzás. (Wikipédia)

Környezetvédelmi mérések fotoakusztikus FTIR műszerrel

ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA AZ INFRAVÖRÖS SZÍNKÉPTARTOMÁNYBAN

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

VEMIVIB544V A fény és tulajdonságai, fotometriai alapfogalmak és színmérés

Világítástechnika I. VEMIVIB544V A fény és tulajdonságai, fotometriai alapfogalmak és színmérés

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

UV-látható és NIR spektrofotometria

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

OPTIKA. Vozáry Eszter November

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

Spektroszkópia. Atomspektroszkópia. Atomabszorpciós spektroszkópia(aas) abszorpció emisszió szóródás Beer Lambert törvény.

2. ZH IV I.

Átírás:

abszorpció A fény Abszorpciós fotometria Ujfalusi Zoltán PTE ÁOK Biofizikai Intézet 2013. január Elektromágneses hullám Transzverzális hullám elektromos térerősségvektor hullámhossz E B x mágneses térerősségvektor x Az elektromos a mágneses térerősség vektorai merőlegesek egymásra, valamint a haladási irányra! James Clerk Maxwell (1864) elméleti szinten igazolta létezüket. Heinrich Rudolf (1888) létezüket kísérletesen bizonyította. Spektroszkópia - Színképvizsgálat Spektro-: görög; jelente kép/szín -szkópia: görög; néz/látás/vizsgálat (nm) Vizsgálatok EM sugarakkal (pl. fény) A spektroszkópia célja Anyag kvalitatív /vagy kvantitatív megismere: Anyagi minőség összetétel: karakterisztikus, ujjlenyomat Szerkezet Az anyag időbeli változásának nyomon követe: (időbontásos spektroszkópia) Anyagi minőségbeli változás (pl. kémiai reakció hatására), Szerkezeti változások követe (gyors kinetikai folyamatok vizsgálatára is alkalmas) Nem látjuk a molekulát, hanem a spektrum (változása) alapján, fizikai ismereteink segítségével következtetünk a szerkezetre (ill. a módosulásra)! 1

A spektrum Folytonos emissziós spektrum: Egy hullám, például elektromágneses hullám felhasadása alkotó frekvenciáira. Egy intenzitás-jellegű mennyiség ábrázolva egy energia-jellegű mennyiség függvényében. abszorpció intenzitás, beütszám (pl. radioaktivitás mére), fotonszám, transzmittancia, abszorbancia (extinkció, OD) energia azzal arányos mennyiségek (pl. frekvencia, hullámhossz, hullámszám) Magas hőmérsékleten izzó szilárd folyékony anyagok. Vonalas emissziós spektrum: Meleg gázok emissziós spektruma. Vonalas abszorpciós spektrum: (nm) Hideg gázok abszorpciós spektruma. http://astro-canada.ca/_en/a3300.html Fény anyag kölcsönhatása Fontos fizikai mennyiségek, összefüggek Kvantált energiafelvétel (foton) Frekvencia: vagy f (1/s) c f Hullámhossz: (m) Hullámszám: visszaverődhet (reflexió) elnyelődhet (abszorpció) 1 (cm-1) Energia: Atomi rendszerrel (anyaggal) kölcsönható elektromágneses sugárzás: áthaladhat (transzmisszió) E (J) h.f A biológiai hatás létrejöttének feltétele! Einstein: foton (fénykvantum) energiája Extinkc. koeff.: (M-1cm-1 vagy (mg/ml)-1cm-1) Aktin molekula sávos (abszorpciós) spektruma 2.5 molekuláris rendszer 0 S2 Az atomok vonalas a molekulák sávos színképe karakterisztikus (az anyagi minőségtől függ)! 1.5 1.0 0.5 S1 h Abszorpció aktin S0 0.0 260 270 280 290 300 310 320 1. Excitáció (gerjeszt) Abszorpció (elnyel) A gerjeszt/abszorpció feltétele: Energia 2.0 Abszorbancia vagy OD Jabłonsky-féle termséma DE = h (rezonancia feltétel) A foton energiájától függően létrejöhet: elektromos vibrációs rotációs átmenet ezek keveréke Hullámhossz (nm) 2

abszorpció 0Energia Miért sávos a molekulák színképe? molekuláris rendszer Abszorpció S 2 rotációs szintek S 1 vibrációs szintek S 0 vibrációs szintek I = I 0. 10 - ( ) x c Lambert-Beer törvény elektromos szintek: S 0, S 1, S 2 ( ) : az extinkciós koefficiens (anyagi minőségtől függ), c: a koncentrációja, x: az optikai úthossz - legyen könnyen érthető - legyen jól mérhető - additív Az abszorpció E OD A = - log (I / I 0 ) = ( ). c. x Számítási feladat I. Határozza meg egy ismeretlen oldat koncentrációját! Adott: E (450) = 0,45 E (450) = (450) c x (450) = 2,25 (mg/ml) -1 cm -1 Optikai úthossz (x) = 1 cm c = E (450) /( (450) x) c =? c = 0,45 / (2,25 (mg/ml) -1 cm -1 1 cm) c = 0,2 mg/ml Miért ( ) nemcsak? (nm) Számítási feladat II/A Határozza meg egy ismeretlen aktin monomer oldat koncentrációját μm-ban (λ=280 290 nm-en)! Adott: E (280) = 0,3289 (11x-esen hígított érték!!!) E (290) = 0,1867 (11x-esen hígított érték!!!) (280) = 1,11 ml mg-1 cm-1 (290) = 0,63 ml mg-1 cm-1 Optikai úthossz (x) = 1 cm c =? 0,1867 11 = 2,0537 E (290) = (290) c x c = E (290) /( (290) x) c = 3,2598 mg/ml Mert az abszorpció függő, így az is az kell hogy legyen! Felhasználva, hogy 1 mg/ml aktin 23 mm anyagmennyiségnek felel meg: c = ~ 75 mm 3

Számítási feladat II/B Határozza meg egy ismeretlen aktin monomer oldat koncentrációját μm-ban (λ=280 290 nm-en)! Adott: E (280) = 0,3289 (11x-esen hígított érték!!!) E (290) = 0,1867 (11x-esen hígított érték!!!) (280) = 1,11 ml mg-1 cm-1 (290) = 0,63 ml mg-1 cm-1 Optikai úthossz (x) = 1 cm c =? Felhasználva, hogy 1 mg/ml aktin 23 mm anyagmennyiségnek felel meg: 0,3289 11 = 3,6179 E (280) = (280) c x c = E (280) /( (280) x) c = 3,2598 mg/ml c = ~ 75 mm Transzmisszió I 0 fényforrás T = I / I 0 Általában százalékban (%) adjuk meg. Megjegyz: a transzmittancia (T=I/I 0 ) nem additív! I detektor Számítási feladat III. A) 10% transzmittanciájú anyag abszorbanciája? A = OD = - log (I/I 0 ) = - log (0,1) = 1 Hogyan mérjük az abszorpciót? Egy fotométer működének elméleti sémája Folytonos fényű, Prizma + r vagy optikai rács + r műanyag, üveg, pl.: halogén, kvarc küvettákban R mérete változtatható! deutérium, xenon, stb. lámpa B) 50% transzmittanciájú anyag abszorbanciája? fényforrás monokromátor Minta Detektor 1 A = 0,301 C) Ha a 10% az 1% transzmittanciájú anyagot együtt használjuk, mennyi lesz az eredő transzmittancia abszorbancia? A = 1+2 = 3, T = 0,01 0,1 = 0,001 = 0,1 % Fény Elektromos jel Referencia csatorna Referencia (blank) Időbeli instabilitások (például a lámpáé) kiküszöbölődnek. Detektor 2 Kiértékel (PC) Az alapelv Az emisszió az abszorpció mére Fényforrás PMT Minta Diffrakciós rács emisszió Tér bármely irányából! R Fény detektálás: Elektromágneses sugárzás átalakítása elektromos jellé (feszültségváltozássá). abszorpció Csak lineáris elrendezben! 4

abszorpció A fotométer linearitása; stray light effect A fotométer linearitása; stray light effect A probléma oka: nem tökéletesek a monokromátorok! Várható tendencia Meredekség: Optikai rács Második, harmadik, stb. felharmónikusok! koncentráció Kicsi abszorpció mellett Nagy abszorpció mellett I 0 I I 0 I 99% kiválasztott 89% kiválasztott 99% kiválasztott 1% kiválasztott Ezt is érzékeli a detektor!!! Fényszórás Tömény (nagy koncentrációjú) mintáknál már számottevő lehet a stray light effect mellett! Az abszorpciós fotometria alkalmazásai Különböző oldatok (pl. fehérjeoldatok!!!) koncentrációjának meghatározása Időfüggő változások nyomon követe Elektroforézis minták kiértékele 5

abszorbancia Abszorpció Fehérjék abszorpciójának mére Az alapvonal (baseline) jelentősége Időfüggő mérek 0.2 0.0 Fehérje PUFFER!!! Anyagi, minőségbeli, szerkezeti változások Követe (pl. kémiai reakciók hatására) -0.2-0.4 0 1000 2000 3000 4000 idő (s) Elektroforézis minták kiértékelénél Additivitás fehérje Fluoreszcens jelölő * (nm) Kiszámolható a fehérje a jelölő koncentrációja így a jelöli arány. Számítási feladat IV. Határozza meg egy fluoreszcensen (IAEDANS) jelölt ismeretlen aktin monomer oldat koncentrációját μm-ban jelöltségének arányát %- ban kifejezve! Adott: E (290) = 0,269 (21x-esen hígított érték!!!) E (336) = 0,047 (21x-esen hígított érték!!!) (290) = 0,63 ml mg-1 cm-1 (336) = 6100 M-1 cm-1 Optikai úthossz (x) = 1 cm Korrigálni kell a 290 nm-en mért abszorpcióra!!! E (korr.) = E (290) -0,21 E (336) E (korr.) = 0,259 E = ( ) c x c (aktin) = 198,5 mm c (aktin) =? c (IAEDANS) =? Jelöltség =? 81,5 % 0,047 6 c (IAEDANS) = 21 10 6100 c (IAEDANS) = 161,8 mm 6