چگونه می­‌توان طول موج­‌های آزاد شده از مواد مختلف را، بررسی کرد؟

تکنیک فلورومتری مبنی‌­بر نورهای منتشر شده از مواد مختلف است. تعداد زیادی از مواد ناشناخته هستند که می­‌توانند انرژی نور ماوراء بنفش یا مرئی را جذب کنند اما این مواد انرژی اضافی خود را از طریق گرما از طریق برخورد با اتم­‌ها یا مولکول­‌های هم‌­جوار خود از دست می­‌دهند. با این حال، تعدادی از مواد نیز شناخته شده‌­اند که تنها بخشی از این انرژی اضافی را به­‌صورت گرما از دست می­‌دهند و انرژی باقی­‌مانده را به­‌عنوان تابش الکترومغناطیسی با طول موج بیشتر از طول موج جذب شده آزاد می­‌کنند.

فرآیند انتشارطول موج­‌های جذب شده، در مجموع به­‌عنوان لومینسانس شناخته می­‌شود. در لومینسانس، نور در دماهای پایین تولید می­‌شود؛ بنابراین، نور ساطع­‌شده توسط این فرآیند به­‌عنوان «نور بدون گرما» یا «نور سرد» در نظر گرفته می­‌شود.

فلورسانس

هنگامی که یک پرتو نور به مواد خاصی برخورد می­‌کند، آنها نور یا تشعشعات مرئی ساطع می­‌کنند. این پدیده به‌عنوان فلورسانس و ماده نشان­‌دهنده این پدیده به­‌عنوان مواد فلورسنت شناخته می­‌شود. پدیده فلورسانس آنی است و بلافاصله پس از جذب نور شروع می­‌شود و به­‌محض قطع نور متوقف می­‌شود.

هنگامی که تابش نور به مواد خاصی تابیده می­‌شود، حتی پس از قطع شدن نور نیز به انتشار نور ادامه می‌­دهند. این نوع فلورسانس تاخیری را فسفرسانس و مواد را مواد فسفرسان می­‌نامند. ماده‌ای که فلورسانس را نشان می‌دهد معمولاً در عرض 10-6 تا 10-4 ثانیه پس از جذب، اشعه­‌های اضافی را بازتاب می‌کند.

فلورومتری چیست؟

فلورومتری نوعی طیف­‌سنجی است و به آن طیف­‌سنجی فلورسانس نیز می­‌گویند. برای شناسایی و تعیین غلظت آنالیت در یک نمونه استفاده می­‌شود.

مکانیسم­‌ها شامل تحریک یک پرتو نور فرابنفش در مولکول­‌های یک آنالیت خاص است و آنها را قادر می­‌سازد نور مرئی ساطع کنند. چندین مولکول ماهیت آن فلورسنت هستند و برخی دیگر برای فلورسانس باید اصلاح شوند.

فلورومتر

هنگامی که  به مولکول‌‌های نور با فرکانس مناسب تابش شود، در حدود 10-15 ثانیه برای جذب نیاز است. ابزارهای مورد استفاده برای اندازه­‌گیری فلورسانس به نام فلورمتر شناخته می‌­شوند؛ بنابراین، فلورومتر یک ابزاردستی است و برای اندازه‌گیری در یک یا دو طول موج بهترین استفاده را دارد، زیرا با هر بار تغییر طول موج، فیلترها باید تغییر کنند.

فلورومتر از یک لامپ بخار جیوه، یک لنز متراکم‌­کننده، یک فیلتر اولیه، یک ظرف نمونه، یک فیلتر ثانویه و یک فتوسل دریافت­‌کننده استفاده می­‌کند. به‌­طورکلی، فیلتر اولیه برای انتخاب اشعه ماوراء بنفش اما غیرقابل مشاهده استفاده می­‌شود در حالی که فیلتر ثانویه برای انتقال تابش فلورسنت مرئی استفاده می‌­شود.

کاربردهای فلورومتری

• تعیین اورانیوم در نمک­‌های مورد استفاده گسترده در زمینه­‌ی تحقیقات هسته‌­ای.
• تخمین آثار بور در فولاد با استفاده از کمپلکس تشکیل‌­شده با بنزن.
• تخمین کلسیم توسط فلورومتری با محلول کلسیم.
• تعیین ویتامین B تیامین B1 و ریبوفلاوین B2 در نمونه­‌های غذایی مانند: گوشت، غلات و غیره.
• فلورومتری برای انجام آنالیز­های کمی و کیفی برای ترکیبات معطر مختلف موجود در دود سیگار، آلاینده‌های هوا، کنسانتره‌ها و اگزوز خودروها استفاده می‌شود.

فواید فلورومتری

• به دلیل خواص نوری منحصربه‌­فرد مولکول­‌ها، دقت بالایی دارد.
• طیف‌سنجی فلورسانس می‌تواند برای اندازه‌گیری کمی گونه‌های فلورسنت استفاده شود.
• می‌­تواند زمان فروپاشی، شدت فلورسانس و غلظت را محاسبه کند.
• این روش در مقایسه با روش­‌های دیگر هزینه کمتری دارد.
• قابلیت تشخیص سریع را دارد.

معایب فلورومتری

• عیب عمده آن این است که فقط می­‌تواند مولکول­‌های فلورسنت را تجزیه­‌و­تحلیل کند.
• دارای محدودیت­‌هایی است که با ازدست­‌دادن قابلیت تشخیص آن مرتبط است.
• معمولا دستگاه­‌های مرتبط با این تکنیک­، عمر کوتاهی دارند.
• نسبت به خود فلورسانس محلول حساس است.
• درصورت  تغییر در pH نمونه و سطوح اکسیژن امکان اختلال در عملکرد آن وجود دارد.

نتیجه‌گیری

مواد مختلف، از خودشان پرتوهایی را ساطع می­‌کنند. برای این­که بتوانیم وجود یک ماده‌­ی خاص را در یک نمونه تشخیص دهیم، می­‌توانیم از این روش استفاده کنیم که با استفاده از پرتوهایی انجام می­‌شود که مواد مختلف بازنشر می‌­کنند.

در صورتی که ماده ­ای، از خود پرتو ساطع نکند، می‌­توان با اصلاح آن، این قابلیت را در ماده‌­ی مورد نظر به‌­وجود آورد.

گردآورنده: صبا معجزاتی

منابع

1. https://www.onlinebiologynotes.com/fluorimetry-principle-and-applications
2. https://www.denovix.com/blog/the-working-principle-of-a-fluorometer
3. https://chrominfo.blogspot.com/2020/03/principles-and-applications-of.html