1473407298

SPEKTROFOTOMETRE

SPEKTROFOTOMETRE

Moleküler biyoloji laboratuarlarında en çok kullanılan analiz cihazlarından biri spektrofotometredir. Kimya, ziraat, jeoloji gibi alanlarda da kullanılan spektrofotometre tıpta özellikle biyokimya alanında vücut sıvılarının içindeki parametrelerin miktar tayinleri için kullanılır. Örneğin kan içerisindeki şeker miktarı, DNA/protein ölçümleri gibi parametreler spektrofotometre ile ölçülebilir.

 

Ekran Alintisi

Peki nedir bu spektrofotometre?  

Çözelti içerisindeki madde miktarının bulunmasında kullanılan spektrofotometrenin temel mantığı hazırlanan çözeltiden belli spektrumlarda ışık geçirilmesi ve bu ışının ne kadarının çözelti tarafından soğurulduğunun bulunması esasına dayanır. Yani temeli elektromanyetik ışımadır.

sd

Çözeltinin içerdiği madde miktarı ne kadar fazla ise daha fazla ışın, çözelti tarafından soğurulur. Spektrofotometre, çözeltinin içinden geçebilen ışığın yoğunluğu tespit ederek çözelti içeriğindeki aranan maddenin miktarı hakkında bilgi verir.

Mesela DNA’nın bilinen spektrum aralığı 260 nm’dir. DNA, bu değer baz alınarak incelenir. Klorofiller fotosentez için 700 nm dalga boyundaki ışığı soğururlar.

dfd

Bu absorbsiyon aralığı bulunduktan sonra spektrometre ile bu aralıkta örneğe monokromatik -belirli bir dalga boyuna ait- bir ışın gönderilir. Spektrofotometreler gönderdiği ışığın dalga boyuna göre çeşitlidir. Gönderilen ışık, küvetin içindeki örnekten geçtikten sonra fotometreye ulaşır. Spektrometre’den gönderilen ışık ile fotometreye ulaşan ışık arasındaki fark bize absorblanma miktarını verir. Absorblanma terimi absorbans’tır ve Beer-Lambert teoreminden hesaplanır.

fdsf

Spektrofotometre  elemanlarını incelemek gerekirse..

fdfsdf

 

Spektrofotometre;

Solüsyon üzerine düşürülecek ışığın üretildiği ışık kaynağı,

Sisteme sadece ışık kaynağından gelen ışığı ince bir hüzme haline girmesini sağlayacak slit (giriş yarığı),

Sadece belli dalga boyundaki ışığı küvet üzerine düşüren monokromatör,

Diğer dalga boylarındaki ışığın küvete ulaşmasını engelleyen slit (çıkış yarığı),

Renkli solüsyonun konduğu küvet,

Küvet tarafından geçirilen ışığı ölçen dedektör den oluşur.

gds

Spektrofotometre Çeşitleri

Geleneksel optik geometriyi kullanan spektrofotometreler üç gruba ayrılabilir:

Tek ışınlı, çift ışınlı, split ışınlı…

Bir tek ışınlı spektrofotometrede bir referans solisyonu numunenin konulduğu bölgeye konur ve kalibrasyon yapılır. Ardından gerçek incelenecek örnek inceleme bölmesine konur ve ölçülür. Bu tip cihazlar oldukça iyi bir enerji tüketimi ve üretim maliyetine sahiptirler. Fakat oldukça zayıf stabiliktedirler. Bu nedenle tek ışınlı spektrofotometreler tarama uygulamalarına uygun değildir.

Tarama yapabilmek için spektrofotometrenin sürekli foto metrik okumaları farklı dalga boylarında yapabiliyor olması gereklidir.

Bir çift ışınlı spektrofotometrede ışın bir ayırıcı tarafından ikiye bölünür bölünen enerjilerin toplamı kaynak enerjisine eşittir. Işın referans madde ve örnek üzerinden geçirilerek ölçülür.

Bu tür spektrofotometreler mükemmel stabilliğe, düşük bozulmalı ve yüksek üretim maliyetine sahiptirler. Toplamda ışının %50 sini örnek üzerine yönlendirirler. Çok yüksek absorbsiyon özelliğine sahip maddelere ölçüm yapamazlar. Bu tür spektrofotometreler tarama işlemlerinde kullanılabilirler.

Üçüncü spektrofotometre türü siplit yada çift ışınlı türdür bu türde ışını ikiye ayırıcı sistem kullanılır. Örneğe ve referans solüsyonuna %50’şer ışın göndermek yerine referans solüsyonuna  %15-20 arasında ışın gönderilir. Bir referans solüsyonu önce örnek bölmesine konulur ver ardından kalibrasyon yapılır. Daha sonrada örnek madde, örnek madde inceleme kısmına konulur.

 

Dedektörler

Bir fotodedektör elektromanyetik emisyonu elektrik sinyallerine çevirir. Spektrofotometrede üç tür fotodedektör kullanılabilir.

Fotomultipler tüp:

Fotomultipler tüp ışık enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülme prensibine dayanarak çalışır. Çıkışındaki elektrik palsleri  yükseltildikten sonra direk olarak okuma cihazlarına verilebilir. Fotomultipler tüp ışığa duyarlı bir metalden yapılmıştır. Emilen ışıktaki enerji ve elektroların metal yüzeyine çarpışları ile orantılı olarak enerji dönüşümü yaparlar. Bu enerji yükselme işlemlerine tabi tutulur ta ki okuma aygıtlarına gönderilene kadar. Işık  katlanarak kuvvetlendirilir. Fotomultiplerin sinyale cevap verme hızları oldukça yüksektir Görülebilir ve uv ışığa oldukça duyarlıdırlar.

Fotosel(fototüp) :

Bir fotosel şu parçalardan oluşur; eğilmiş ışığa duyarlı katot ve dar bir silindir seklinde anot. Katot ışığa duyarlı bir materyal ile kapanmıştır. Sezyum gibi elektronlar katota çarparak katot da bir elektron toplanmasına neden olur buda katot anot arasında bir potansiyel farka neden olur. Bu da dedektörden elektrik akımının akmasına neden olur.

Foto diyotlar:

Fotodiyotlar yada ( light detecting diyote LDD ) foto tüplerden farklıdırlar. Yarı iletken malzemelerden yapılmışlardır. Işık enerjisini dönüştürmek için daha teknolojik silikon çipler kullanırlar. Oldukça kesin sonuçlar alınabilen malzemelerdir.

 

Spektrofotometre cihazının kurulacağı ortam şartları nasıl olmalı? 

sdf

Cihaz normal laboratuvar şartları taşıyan bir ortama rahatlıkla kurulabilir ve kullanılabilir. Cihaz uygun ölçülerde düz ve katı bir tezgah üzerine kurulabilir. Cihazı besleyecek şebeke gerilimi 110/220V en az 200W ve 7A güç verebilen ve tesisat açısından bu değerlere dayanıklı olan özelliklere sahip olmalıdır.

Yerleşim alanı temiz olmalı, özellikle toz bulundurmamalıdır. Doğrudan güneş ışığı almamalı, hava akımından uzak bir ortam olmalıdır. Ayrıca elektromanyetik gürültü seviyesi az olmalıdır.

Spektrofotometrelerin çalışma ortamı sıcaklığı aralığı doğruluk açısından 10 ºC ile 35 ºC arasında olmalı, gerekli ise kurulum ortamına klima kurulmalıdır.

 

Kaynaklar
  • https://prezi.com/qebbgxbxs2yt/spektrometre/
  • http://www.megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/Spektrofotometre%20Cihazlar%C4%B1.pdf
  • https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/7906/mod_resource/content/0/5.%20hafta.pdf

Yorum bırakın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir