Ультрабинафша ва кўринадиган соҳасидаги (˜185 – 760 нм) молекуляр абсорбцион спектрал таҳлил (спектрофотометрия) Усулнинг асоси миқдорий таҳлил курсининг ускунавий усуллар бўлимида батафсил баён этилади.
Бу ерда усулнинг сифат таҳлилдаги айрим имкониятларинигина кўрсатиб ўтамиз. Спектрофотометрия усули ультрабинафша (УБ) ва кўринадиган (К) соҳа (УБК = 185 – 760 нм) электромагнит ёруғлик нурларини моддага селектив, яъни танлаб ютилишига асосланган.
Оптик спектрни тўлқин узунлиги 760 дан ˜106 нм гача бўлган инфра қизил (ИҚ) соҳа нурларини сифат таҳлилда қўлланиши мазкур бобнинг кейинги параграфида баён этилади.
Спектрофотометрия усулининг туб моҳияти қуйидагидан иборат.
Чўлғам лампасидан чиқаётган, кўринадиган (К), водород ёки дейтерий лампасидан чиқаётган ультрабинафша (УБ), қўзғатувчи нурлар спектрофотометрнинг кириш тирқишига йўналтирилади ва монохроматорда спектрга ажралади. Таҳлил амалиётида қўлланаётган спектрофотометрлар аралаш (полихроматик) нурларни, кварц призма ёки дифракцион панжара воситасида, 0,2 – 5 нм аниқликда, монохроматлаш (ёруғлик нурларини тўлқин узунлигига кўра ажратиш) қобилиятига эга. Бир биридан ажратилган монохроматик (бир хил тўлқин узунликдаги) нурлар бирин кетин, тиниқ оптик шиша (ёки кварц)дан ясалган, қалинлиги аниқ ва ўзгармас, кювета деб аталувчи идишга қуйилган текширилувчи эритмадан ўтказилади. Эритма қуйилган кюветадан ўтаётган ёруғликнинг, текширилувчи модда электронларини қўзғалиш энергиясига мос келган қисми моддага селектив ютилади, бошқа тўлқин узунликдаги электромагнит нурлар эса ютилмасдан ўтиб кетади. Эритма қуйилган кюветадан чиқган ёруғлик спектрофотометрнинг фотоэлементига йўналтирилади ва равшанлиги ўлчанади. Шундай қилиб эритмадан ўтган ёруғлик равшанлигини тўлқин узунлигига боғлиқлик спектрал эгриси ёзиб олинади. Ордината ўқига фотоэлементда қайд этилган ёруғликнинг ўтиш фоизи (Т%) ёки эритманинг оптик зичлиги (А) қийматларини абцисса ўқидаги, нурлар тўлқин узунликлари (λ, нм) ёки тўлқин сонлари (ν, см-1) дан боғлиқлик эгриси спектрал эгрилик дейилади. Спектрал эгриликдан текширилувчи моддага хос, яъни уни тавсифловчи максимал ютилган нурнинг тўлқин узунлиги (λмахс, нм) ёки тўлқин сони ( , см-1) ёзиб олинади.
Одатда, спектрофотометрларда спектрал эгриликдаги максимум ёки минимумлар 2 нм аниқликда қайд этилиши фармакопея таҳлили талабларига мос келади.
Таҳлил этилувчи моддани тавсифловчи, алоҳида тўлқин узунликдаги нурни (бошқаларига нисбатан) кўпроқ ютиши модда электронларини қўзғалиши, яъни асосий ҳолатдан қўзғалган ҳолатларнинг бирига ўтиши, натижасида содир бўлади. Уй ҳароратида модда асосий (қўзғалмаган) электрон ҳолатда бўлади. Текширилувчи эритма қуйилган кюветадан ўтказилаётган ёруғлик нурларидан алоҳида тўлқин узунликдаги нур ютилгач, модда асосий ҳолатдан юқорироқ энергетик ҳолатга ўтади. Бундай электрон ўтиш энергияси электромагнит тўлқинларнинг ультрабинафша ва кўринадиган (УБК) соҳага мос келгани сабабли аксарият моддаларнинг электрон спектрлари айнан шу спектрал соҳада ўрганилади.
Турли кимёвий моддаларнинг асосий ва қўзғалган электрон ҳолатларининг табиати, ҳар бир модданинг ўзигагина хос бўлгани учун улар ҳар хил тўлқин узунликдаги ёруғлик нурларни ютади.
Таркибида бир хил тузилишдаги хромофор гуруҳлар (масалан, бир хил ароматик, гетероциклик, ион ёки функционал гуруҳ) бўлган моддаларнинг электрон спектрларида айни гуруҳларни тавсифловчи ютилиш бандлари тақрибан бир соҳада намоён бўлади. тавсифий бандларни ҳолати (яъни максимал ютиладиган нур тўлқин узунлиги) эритувчи таъсирида бир оз ўзгариши мумкин. Ютилиш электрон спектри модданинг кимёвий табиатига кўра бир ёки бир неча ютилиш бандларидан иборат бўлиши мумкин.
Электрон спектрдаги ҳар қайси банд ўзининг ҳолати (яъни максимал ёки минимал ютилаётган нур тўлқин узунлиги) дан ташқари интенсивлиги билан ҳам тавсифланади. Айни тўлқин узунликдаги нурнинг ютилиш (миқдори) интенсивлиги оптик зичлик А ёки ютилиш (сўниш) коэффициенти Е билан тавсифланади.
Монохроматик нурнинг ютилиши қуйидагича ифодаланади (20.1):
J = J0 · e-k∙c∙l (20.1)
бу ерда: J0– таҳлил этилувчи эритма қуйилган кюветага тушаётган монохроматик нурнинг равшанлиги; J– эритма қуйилган кюветадан чиқаётган айни тўлқин узунликдаги нурни равшанлиги (J J0); К – ютилиш коэффициенти; с – таҳлил этилаётган эритмада эриган модданинг концентрацияси; l – нур ютилаётган эритманинг қават қалинлиги (кюветадаги эритма қалинлиги, кювета ички деворлари орасидаги масофа, сантиметрда); е – натурал логарифм асоси.
20.1 тенглама Бугер – Ламберт – Бер қонунанинг экспоненциал шаклидир. 2 бобда кўрсатиб ўтилганидек бу қонунни П.Бугер (1729) ихтиро этган ва сўнгра И.Г.Ламберт (1760), Ф.Беер (1852) ва Ф.Бернар (1852) ўрганиб чиқишган.
Аммо, фармакопея ва спектрал таҳлилда қонуннинг экспоненциал шакли (20.1) қўлланмайди, балки уни логарифмлаш натижасида ҳосил бўлган қуйидаги шакли қўлланади:
А = Е · С · (20.2)
бу ерда: А = lg(J0/J) – эритманинг айни тўлқин узунликдаги оптик зичлиги (аввалари бу катталик лотинча Д харфи билан белгиланган); Е = К/2,3 – нурни сўниш коэффициенти.
Агар С – концентрация мол/л, кювета қалинлиги, – сантиметрда ифодаланса, Е – коэффициент ўлчами – мол-1 · л · см-1 бўлади. у ҳолда Е – катталикни ютилишни моляр коэффициенти ёки сўнишнинг моляр коэффициенти деб аталади. Спектрофотометрик таҳлилда ютилиш бандларини моляр коэффициенти Е = 102 – 104 мол-1 · л · см-1қийматларга эга бўлади.
Кўп холларда сўниш коэффициентини Е ютилиш ёки нурнинг ютилиш коэффициенти деб номлашади. Аслида сўниш коэффициенти Е ва ютилиш коэффициенти К турли катталик бўлиб улар орасида (Е = К/2,3) боғланиш мавжуд. Амалда бу атамавий ноаниқлик, гап нима ҳақида бораётгани аниқ бўлгани учун англашилмовчилик ёки жиддий хатога сабаб бўлмайди.
20.6 ва 20.7 жадвалларда электрон спектрлардаги ионлар ва хромофорларни тавсивловчи ютилиш бандларининг асосий ўлчамлари келтирилган. Ютилиш бандининг ҳолати ва интенсивлиги эритувчининг ва катионни қуршаб турган анорганик анион ёки органик молекула таркибидаги хромофор гуруҳларнинг табиатига боғлиқ.
Фармакологик таҳлилда нур ютилишининг асосий қонуни қуйидаги кўринишда ҳам ишлатилади (20.3).
Жадвал 20.6
