Стандартный люминесцирующий образец для поверки и калибровки флуориметров и спектрофлуориметров в области 400-500 нм Советский патент 1983 года по МПК G01N21/64 

:л

N0

;о ел

ND

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к средствам поверки и калибровки по спектральной чувствительности флуориметро и спектрофлуориметров в области 400-5.00 нм, и может быть применено пренм пцестве.йно при проверке этих приборов на заводах-изготовителях и при калибровкв приборов по спектральной чувствительности, с целью полу чаиия исправленных спектров флуоресценции в условиях исс ледовательских лабораторий. .

Приповерке и калибровке флуориметров и спектрофлуориметров в областк 400-500 им в качестве стандартного, люминесцирующего образца широко используется раствор сульфата хинина в 0,05 моль/л серной кислоте 1.

При поверке флуориметров и спектрофлуориматров пррог их чувствительности определяется по пределу обнаружения сульфата хинина. Пределом обнаружения для поверяемого прибора считается, такая концентрация сульфата ,инина Б растворе, при которой по п темсивности флуоресценции раствор можно .от.пичить от растворителя с доверительной вероятностью 0,95.

Растворы сульфата хинина используются также для калибровки спектрофлуориметров по спектральной чувствительности. Калибровка состоит в определении для каждой длины волны поправочного коэффициента, учитываюш/зро спектральиую селективность прибора. Калибровка спектрофлуоримет ров в области 400-500 им производится с помощью раствора сульфата хини.ка, спектр флуоресценции которого изЭестеа с высокой точностью. -Операция калибровки и иоследуквдего введения поправоч -1ых коэффициентов может осущест.вляться с помощью автомат}1зированнык систем, которыми кo mлeктy- ются иекото.рые спект.рофлуориметры 1

Однако использование раствора сульфата хинина в качестве люминесцирующего стандартного образца осложнено рядом серьезных ограничений: хи.аин-алкалоид не выпускается отечественной прог-.{Ы 1шенностью контроль чистоты продукта сложен из-за присутствия других алкалоидов хинной коры, их количественное определение не приводится- в Государственной Фармакопее СССР, Кроме того, квантовый выход люм,ииесценции раствора сульфата хинина зависит от концентрации серной кислоты в растворе, что требует дополнительного контроля ее концентрации в поверочных растворах,

Твердый препарат сульфата хинина обладдает эысокой гигроскопичностью, и его следует хранить и взвешивать в зшцизенном от влаги воздуха месте, использованием Tsepigpro npenaрата следует провести многократное высушивание.в вакуумном суишльном шкафу при пониженном давлении. Концентрации полученных поверочных раст воров Необходимо .дополнительно контролировать по величинам коэффициентов молярного погашения 2. ,

Цель изобретения - разработка стандар-тного люминесцирующего образца для поверки и калибровки по спектральной чувствительности флуориметров и спектрофлуориметров в области 400-500 нм. -

- Поставленная цель -достигается тем что водный раствор 2-нафтиламин-5сульфокислоты в хлоридно-аммиачно буферном растворе с применяется в к-ачестве стандартного люминесцирующего образца для поверки и калибровки флуориметров и спектоофлуоримеров в области 400-500 нм.

Твердый препарат 2-нафтиламин-5сульфокислоты выпускается отечественной промышленностью. Содержание осноного вещества не менее 98%. Методы очистки препарата от наиболее вероятных технологических примесей просты и малотрудоёмки. Содержание основного вещества определяют путем титрования стандартным раствором нитрата натрия.

Тв.ердый препарат. 2-нафтиламин-5сульфокислоты практически негигроскопичен (содержание влаги составляет 0,15%). При пользовании этим стандартом отпадает необходимость длительного высушивания, дополнительного контроля концентрации поверочных растворов и применеЕ1ия особых мер предосторожности при хранении препарата.

2-нафтиламин-5-сульфокислота, наряду с другими производными нафталина, является промежуточным продуктом многих синтезов, в основном при производстве азокрасителей,

Водные растворы 2-нафтиламин-5сульфокислоты. проявляют индикаторные свойства (,97) .. В широком интервале рН от 7 до 9 интенсивность люминесценции.водных растворов 2-нафтиламин-5-сульфокислоты не зависит от концентрации ионов водорода -и состава буферного раствора (хлоридно-амиачный, боратный), В этих условиях преобладает одна люминесцирующая форма реагента. При рН меньше 7 и больше 9 в растворе в заметных количествах могут появляться другие люминесцирукадие формы 2-нафтиламин-5-сульфокислоты, присутствие которых меняет интенсивност люминесценции поверочных раство:ров.

С целью поддержания постоянной концентрации водородных ионов в поверочных растворах в интервале рН

от 7 до 9 выбран хлорид-ам14иачный буферный раствор.

В спектральной области 400-500 нм практически все отечественные и зарубежные люминесцентные Фотометры охарактеризованы при помощи раствора сул-ьфата хинина.

Растворы 2-нафтиламик-5-сульфокислоты имеют спектральные характеристики, очень близкие к характеристикам раствора сульфата хинина.

На фиг. 1 приведены основные спектральные характеристики предлагаемого раствора и раствора сульфата хинина в- 0,05 моль/л серной кисло.ты; на фиг. 2 - исправленный нормированный спектр люминесценции раствора сульфата хини.на в 0,05 моль/л серной кислоты.

На фиг. 1 изображены спектры 1 и 2 поглощения и исправленные спектры 3 и 4 .флуоресценции для растворов 2-нафтиламин-5-сульфокислота, 2-сульфат хинина. Положения максимумов в спектрах поглощения отличаются на 10 нм (34U и 350 Мм), а в спектрах флуоресценции - на 10 .нм (440 и 450 им).

Коэффициент молярной экстинкции 12-нафтиламин-5-сульфокислоты при Э40 нм равенЕ 2360±50j а сульфата хинина при 350 нм E 10500i50. Квантовый выход сульфата хинина равен 0,,06, а квантовый выход 2-нафтиламин-5 сульфокислоты относительно сульфата хинина составляет 0,44+0,06.

Таблица

Применение водного раствора 2-нафтиламин-5-сульфокислоты в хлорид но- аммиачном буферном растворе ,0 в качестве стандартного ;люминесцирунхцего образца для поверки и калибровки флуориметров и спектрофлуориметров в области 40.0-500 нм. сл

2,5-Кислота 21,9 44,3 70,5 90,8 100 98,0 Сульфат. хинина 17,4 35,9 57,2 77,4 91,9 100

в табЛ.1 представлено распределение относительной квантовой интенсивности в исправленных нормирован- ных спектрах люминесценции водных .растворов 2-нафтила1Мин-5-сульфокислоты в хлоридно-аммиачном буферном растворе и сульфата хинина в 0,05 моль/л серной кислоте.

Кислые растворы 2-нафтиламин-5сульфокислоты (,С) с концентрацией 10 моль/л сохраняют устойчивое и воспрои.зводимое. значение интенсивности люминесценции не менее двух месяцев, растворы с концентрацией моль/л в течение месяца.

Разбавленные растворы () с концентрацией моль/л сохраняют воспроизводимые значения интенсивности люминесценции в течение 10 дней при условии хранения в защищенном от света месте.

Растворы 2-нафтиламин-5-сульфокислоты не подвергаются заметному фотолизу при облучении световым потоком Эйнштейн ( нм), что во много раз превышает дозу облучения, получаемую растворон за время измерения интенсивности люминесценции.

Для приготовления повероч.ных растворов можно пользоваться 2-нафтиламин-5-сульфокислотой марки ч, выпускаемой промышленностью, при условии контроля содержания основного вещества согласно ТУ-6-09-07-928-77, При содержании основного вещества не менее 98% интенсивность люминесценции поверочных растворов не более, чем на 5% отличается от значений, полученных для растворов, приготовленных из очищенного препарата.

Пример конкретного выполнения. Растворяют навеску 0,1116 г 2-нафтиламин-5-сульфокислоты,взвешенную с точностью ±0,0002 г, в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 500 ь.ш. Концентрация исходного раствора равна 10 моль/л. Рабочий раствор № 1 (10 моль/л) получают разбавлением 2 мл исходного раствора 0,05 моль/л хлоридно-аммиачным, буферным раствором при любом рН от 7 до 9 в мерной колбе вместимостью 200 мл. Рабочий раствор 2 (10 моль/л) получают разбавлением 20 мл рабочего раствора № 1 тем же хлоридно-аммиачным буферным раствором в мерной колбе вместимостью 200 мл.

Для построения градуировочных графиков в ряд мерных колб вместимостью 100 мл отбирают при помощи бюретки вместимостью 25 мл с ценой наименьпюго деления 0,05 мл 2,0,4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 14,0; 16,0; 18,0 и 20,0 мл рабочего раствора W 2 и разбавляют до метки тем же самым хлоридно-амиачным буферным раствором.

Возбуждение люминесценции поверочных растворов проводится при длине волны 340-350 нм. Монохроматизацио) возбуждающего света осуществляют при помощи паспортизованных светофильтров или мояохроматора. 88,9 74,9 60,6 46,8 35,6 99,2 93,2 82,8 70,7 59,3

Интенсивность люминесценции измеряют при помощи флуориметра или. эаписывают спектр люминесценции при помощи спектрофлуориметра.

Концентрации полученных поверочных растворов равны юшу моль/л при. использовании рабочего раствора № 1 и 10 JfV моль/л при использовании рабочего раствора № 2, где V - объем рабочего раствора в мл, взятый для приготовления поверочного раствора. Рассчитан концентрационный предел обнаружения дЛя люминесцентного фотометра ФЛ по 2-нафтиламин-5-сульфокислоте, который равен Зх10°моль/л Расчет производится по формуле

CCT

-ifB,

-WltVt

-орл

концентрационный предел

где С

мин обнаружения в моль/л известная концентрация по-сгв е роч ного рас тв.ора в моль /

Е разность отсчетов, соответ(рл ствующих интенсивности люминесценции раствора известной конце.нтраций и растворителя;

S - среднеквадратическая величина шума регистрирующей системы прибора.

Для того же люминесцентного фотометра ФЛ водный раствор 2-нафтиламинК 0,94 0,90 0,91 0,93 1,00 К2 0,93 0,91 0,89 0,90 0,91 1,00 Использование 2-нафтиламин-5-сульфокислоты в качестве стандартного люминесцируквдего образца в области 400-500 нм имеет ряд преимуществ« Это вещество выпускается отечественной промышленностью. Низкая гигроскопичность 2-нафтиламин-5-сульфокислоты упрощает предварительную подготовку стандартного вещества перед при5-сульфокислоты использован в качестве стандарта для калибровки по спектральной квантовой чувствительности з ;0бласти400-500 нм.

Полученные поправочные коэффициенты /1чэ«г (1изм - отсчет, полученный на приборе; 1цсп.- исправленная квантовая интенсивность) испо льзованы для получения исправленного спектра люминесценции раствора сульфата хинина в 0,05 моль/л серной кислоте. Совпадения экспериментальных и литературных данных показывает пригодность предлагаемого стандарта для калибровки по.спектральной чувствительности люминесцентных фотометров в области 400-500 нм.

На фиг. 2 показан -исправленный нормированный спектр, люминесценции раствора сульфа а хинина в 0,05 моль/л серной кислоте (кривая 5 - литературные данные, кривая 6 экспериментальные данные, полученные при помощи раствора 2-нафтиламин-5сульфокислоты).

В табл. 2 приведены поправочные коэффициенты для получения исправленных спектров люминесценции при помощи флуориметра ФЛ, где Kf - по 2-нафтиламин-5-сульфокислоте; К - по сульфату хинина.

Таблица 2 1,05 1,14 1,21 1,36 1,48 1,03 1,13 1,19 1,35 1,46 готовлением поверочных растворов. Методы очистки и контроля содержания основного ветества просты и легко доступны. - Это вещество хорошо сохраняется: раствор 10 моль/л сохраняет воспроизводимые значения интенсивности флоуресценции в течение двух месяцев.

ii

E макс

IKS. макс

50

3QQ

AHM

500

ffOO Фи, f

JJ

к9.на№ 100

50

too

J

Фиг.2

900 HM

-