САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра БТС
«Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы» Тема: Основные принципы фотометрии. Аппаратура для исследования оптических
свойств биообъектов.
Преподаватель Садыкова Е.В.
Санкт-Петербург
2018
Принципы фотометрии
Фотометрия – изучение энергетических характеристик оптического излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом;
зависимость светопоглощения от концентрации вещества в пробе.
Фотоабсорбция – метод анализа состава исследуемого вещества с помощью оценки поглощённого света.
Рисунок 1 – диапазон длин волн электромагнитного излучения, используемый в фотометрии
2
Принципы фотометрии
В диапазоне определяемых концентраций растворы должны
сохранять прозрачность |
|
|
|
|
Колориметрия |
Спектрофотометрия |
|
||
Излучение полихроматическое. |
Излучение монохроматическое. |
|||
Физический метод химического |
Физический метод химического |
|||
анализа, |
оценивающий |
анализа, |
оценивающий |
|
концентрацию |
вещества по |
концентрацию |
вещества |
по |
интенсивности |
окраски только |
интенсивности |
окраски |
как |
окрашенных растворов. |
окрашенных, так |
и бесцветных |
||
|
|
растворов. |
|
|
3
Закон Бугера-Ламберта-Бера
• Описывает ослабление монохроматического излучения при прохождении его через некую
поглощающую среду.
,
где С – концентрация поглощающего вещества, ε(λ) – молекулярный коэффициент поглощения, l – толщина слоя поглощающей среды.
Рисунок 2 – Прохождение потока излучения через вещество.
4
Оценка оптических свойств среды
•1. Коэффициент пропускания
2. Коэффициент оптической плотности среды
По свойству аддитивности суммарная оптическая плотность смеси химически не реагирующих между собой веществ равна сумме оптических плотностей компонентов:
5
Определение концентрации поглощающего вещества. Калибровочный график.
•Для определения концентрации используется монохроматическое излучение:
Начальными условиями являются: V = 1 моль, l = 1 см, = A.
Калибровочный график – используется для удобства пересчёта выходного фотометрического параметра в значение концентрации; фотометрические измерения выполняются в области максимального поглощения.
6
Калибровочные графики
Рисунок 3 – Виды калибровочных графиков в норме и при нарушениях.
7
Структурная схема прибора
Рисунок 4 – Обобщённая структурная схема фотометрического прибора.
БУ – блок управления интенсивностью излучения, ИИ – источник излучения, ОС – оптическая система, БО – биологический объект, ВС – внешняя среда, БФЭП – блок фотоэлектронных преобразователей, УСиФС – блок усиления и фильтрации сигнала, ВнУ – внешние устройства.
8
Однолучевой фотометр
ИИ – источник света, фильтр – монохроматизирующее устройство, Кювета 1 – кювета с анализируемым веществом, Кювета 2 – кювета с растворителем,
ДР – дифракционная решетка, ФЭ – фотоэлемент, ГН – гальванометр.
Рисунок 5 –структурная схема однолучевого фотометра
9
Двухлучевой фотометр
ИИ – источник излучения, МХр – монохроматор, Кювета 1 – кювета с анализируемым веществом, Кювета 2 – кювета с растворителем, ФЭС – фотоэлемент сравнения, блок регистрации – графический, оптический, цифровой.
Рисунок 6 – структурная схема двухлучевого фотометра
10