<855>Método de turbididade de luz dispersa e método de turbididade de luz transmissível

1. Introdução

O método de turbididade de luz dispersa e o método de turbididade de luz transmissível são técnicas analíticas baseadas no princípio do fenômeno de dispersão de luz. A dispersão de luz é um fenômeno físico no qual um feixe de luz muda a direção de sua propagação devido à interação com partículas de matéria pequenas o suficiente (chamada desvio). De acordo com a teoria eletromagnética de Maxwell, o pré-requisito para a dispersão é que a taxa de refração das partículas em suspensão deve ser diferente da taxa de refração do líquido em suspensão. Quanto maior a diferença, maior a dispersão. Existem dois tipos de dispersão de luz:1dispersão elástica, onde a luz dispersa e a luz penetrante têm o mesmo comprimento de onda;2Dispersião de luz não elástica, onde o comprimento de onda da luz dispersa e da luz penetrante é diferente. Apenas o primeiro tipo de dispersão de luz (elasticidade) está relacionado com o método de turbididade de luz dispersa e o método de turbididade de luz transmissível.

No método de turbidez da luz transmitida, medir a intensidade da luz transmitida e na direção da luz de entrada (ou seja0°) Medir a diminuição da intensidade da luz de entrada resultante da dispersão e comparar com a intensidade da luz de entrada (medição em branco). A característica testada é a medição indireta do efeito de dispersão das partículas em suspensão, conhecida como turbididade. Qualquer absorção de luz pela amostra em suspensão resulta em uma diminuição adicional da intensidade da luz (ver<857> Espectroscopia ultravioleta visíveleEspectroscopia ultravioleta visível - teoria e prática). Portanto, é importante garantir que o material não absorva a luz no comprimento de onda medido. De fato, a equação para controlar a absorção e a medição da turbidez é a mesma (embora os valores da constante de decadência sejam diferentes). No método de turbidez de luz dispersa, a medição e a direção de propagação da luz de entrada são90intensidade da luz dispersa. Portanto, a medição de turbididade por método de turbididade de dispersão é uma medição direta do efeito de dispersão de suspensão.

2. Termos e definições

Termos comuns para descrever o método de turbididade e turbididade incluem:

•turbidez (símbolo)S): Uma medida da diminuição da intensidade do feixe de transmissão devido ao efeito de dispersão de luz das partículas em suspensão. A quantidade de suspensão pode ser medida observando a luz transmitida (turbididade comparativa) ou a luz dispersa (turbididade).

registro I₀/ Eu_t= kbc = O

Eu₀=Intensidade da luz de entrada

Eu_t=Intensidade da luz transmitida

k=Factor de turbidez molar

b=Comprimento do caminho da piscina de amostras

c=Concentração

T=turbidez

•turbidez (símbolo,τNa medição da turbididade da luz transmissível, a turbididade é a intensidade do feixe de entrada da suspensão dada./A medida da redução do comprimento da unidade. A Organização Internacional de Normalização define turbidez como "a diminuição da transparência do líquido devido à presença de substâncias não dissolvidas".É o caso”.

•Unidade de medição de turbidez: a unidade de turbidez é representada por um descritor que indica o método de medição.

•Unidade de turbidão do turbidômetro de luz dispersa (NTUQuando a turbididade é medida usando o método de turbididade de luz dispersa, a turbididade é medida com a direção de propagação da luz entrante.90°O ângulo da luz dispersa é medido, a unidade de turbididade é chamada unidade de turbididade do método de turbididade da luz dispersa (NTU).NTUO tamanho é definido de acordo com a turbididade produzida pelo padrão primário de formalidiase, uma suspensão feita misturando soluções de sulfato de hidrazina e hexametil tetramina em água. A suspensão de microperlas de polímero mais segura está agora disponível e é considerada uma alternativa aceitável. No entanto, todos esses critérios podem ser rastreados para a formalidiase. A turbididade da solução padrão primária de formalidiase é4000 NTU- É.

Outras unidades de turbididade* incluem a unidade de turbididade de formalidiase (FTU(e unidade de turbididade de formalidiase)FNU). Essas unidades são equivalentes a0-40 NTUdentro do âmbitoNTU- É.

3. Aplicações

As aplicações do método de turbidez de transmissão e do método de turbidez dispersa incluem:1Solução e/ou medição da concentração da suspensão (determinação de vários catiões e aniões através da precipitação e suspensão dos sedimentos produzidos sob parâmetros de reação bem controlados);2medir a turbidez da solução turbulenta ou suspensão;3Determinação do peso molecular em1000Peso molecular médio em peso e tamanho de sistemas multidispersos entre centenas de milhões;4medição da dinâmica da reação ou da dinâmica da imunodecipitação para análises imunológicas (turbidez de dispersão proporcional);5monitoramento do crescimento de células e bactérias;6Determinação da distribuição de partículas em suspensão, contagem de partículas, etc.

O método de turbidez de dispersão proporcional é amplamente utilizado na análise de composição da vacina e/ou quantificação de componentes séricos. Também é usado para a identificação de proteínas de células hospedeiras em biofarmacêuticos recombinantes. Quando esta técnica é usada, medindo antígenos-Alterações na resposta à dispersão da luz no complexo de anticorpos anti-soros ou purificadores de antígenos para calcular o que leva a anticorpos imunológicos-Reação de precipitação ou coagulação de antígenos (Ag(ou anticorpos)Ab(Quantidade). A ligação covalente ou a adsorção de antígenos em microesferas de polímeros é normalmente considerada para melhorar a eficiência da dispersão; A tecnologia resultante é chamada“Análise imunológica de reforço de partículas”Embora esta técnica seja conhecida como turbididade de luz dispersa, geralmente a luz dispersa e a luz transmitida são medidas com instrumentos de proporção.

A medição de turbididade fotográfica dispersa é mais confiável em faixas de baixa turbididade (concentrações relativamente baixas de meio disperso). Neste intervalo, a concentração da amostra e a intensidade do sinal do detector (paraNTUExiste uma relação linear entre eles. À medida que a concentração aumenta, o ângulo de entrada de múltiplas dispersões também aumenta, desviando a resposta offlinear. Suporta o máximo de relações lineares confiáveisNTUValor em1750-2000 NTUdentro do âmbito. O método de turbididade de luz transmitida é aplicável a intervalos de turbididade mais elevados (concentração do meio disperso). Para obter resultados consistentes, todas as variáveis de medição devem ser cuidadosamente controladas. Sempre que possível, podem ser medidas suspensões extremamente raras.

4. Instrumentação

Os instrumentos usados ​​para medir a turbididade de luz transmissível e a turbididade de luz dispersa são chamados de turbididade de luz transmissível e turbididade de luz dispersa, respectivamente. Normalmente, esses instrumentos incluem uma lâmpada de mercúrio com filtro (para linhas fortes verdes ou azuis), um obturador, um conjunto de filtros neutros com transmissão conhecida e um fotomultiplicador fotoelétrico sensível que pode ser instalado na direção da propagação da luz entrante.0°ou90°Posição do ângulo, ou em um braço, ele pode girar em torno da unidade de solução e é definido como−135°Para0°Para+135°de qualquer ângulo. As piscinas de soluções têm diversas formas, por exemplo para medições90°quadrados dispersos;45°、90°e135°dispersão semi-octagonal; A forma cilíndrica é aplicável à dispersão em todos os ângulos (ver figura)1).

Gráfico1.Turbididade representativa. Atenção, detector.2Pode ser montado em um braço móvel- É.

A turbididade também pode ser medida com um fotofiltro fotoeletrônico padrão ou um espectrofotômetro, de preferência iluminado na parte azul do espectro. A medição da turbididade dispersa requer um instrumento equipado com um tubo fotoelétrico para receber a luz dispersa, em vez de transmitir a luz. Como esta é a mesma geometria usada em um fluorescente, ele pode ser usado como turbidômetro selecionando o filtro adequado. Turbidômetro de proporção combinado90°Método de turbidez de luz dispersa e método de turbidez de luz transmissível. Ele contém tubos fotoelétricos, receção e medição com amostras em90°A luz dispersa no ângulo, bem como a luz dispersa na frente da amostra de recepção e medição. Ele também mede a luz que atravessa diretamente a amostra. Através90°Valor de medição de luz de dispersão angular, valor de medição de luz de dispersão frontal e valor de medição de luz transmissível, cálculo da relação entre os dois, pode obter a linearidade. O benefício do uso de um sistema de medição de turbidez proporcional é que a medição da luz difusa se torna insignificante. Além disso, a medição da turbididade da suspensão de cor é feita apenas com o turbidômetro ou turbidômetro de proporção de luz de transmissão (modo de proporção de banda), uma vez que o procedimento compensa a diminuição da luz causada pela cor da suspensão. Normalmente, a fonte de luz nesses instrumentos é a lâmpada de tungstênio, no2700 KFuncionando a temperatura do fio, a maioria da luz é intensa como550 nmOutras fontes de luz adequadas também podem ser usadas. Normalmente, o detector é▲Diodo de silício▲e tubulação fotoelétrica. Outra maneira de eliminar o efeito de cor é usar diodos emissores de luz infravermelhos como fonte de luz, cujo centro de emissão máximo é aproximadamente860 nmA largura de banda espectral é60 nm- É.Quando fontes de luz a laser também são usadas, especialmente em instrumentos de medição de turbididade, esta técnica é geralmente conhecida como“Medição de turbidez a laser”A vantagem do uso de turbidômetros de dispersão laser é que a relação sinal-ruído é significativamente melhorada em níveis de detecção muito baixos. Normalmente a fonte de luz é o comprimento de onda de trabalhode 660 nmos diodos laser. A alta densidade de potência do feixe laser permite que partículas menores produzam uma maior intensidade de dispersão. Em combinação com armadilhas de luz que absorvem a luz não dispersa, o sistema pode reduzir significativamente a dispersão de luz. Quando um programa na monografia indica o uso de um turbidômetro de dispersão ou um turbidômetro de transmissão, um instrumento que funciona no modo de proporção pode ser usado.

5. Norma de turbidez de formidaídia

Formal é atualmenteOs principais padrões de turbidez conhecidos. Todos os outros critérios são secundários e devem ser rastreados para a formalidiase.Principais critérios em ▲Compêndio de Terminologia Química da IUPAC▲（ERR 1-Maio-2019）第 2 A edição (Livro de Ouro) é definido como um padrão de preparação a partir de materiais rastreáveis ​​pelo usuário usando métodos e condições claramente definidos.

A suspensão de formalidiase tem muitas características para garantir sua adequação como critério principal. Pode ser preparado de forma consistente e precisa a partir de materiais iniciais de nível reagente. A suspensão é composta por polímeros de diferentes comprimentos e com formas de corpo, a forma e o tamanho dos polímeros que são compostos de menos de0,1 μmaté maior que10 milímetrosNão espere. Embora a distribuição do comprimento da cadeia do polímero tenha demonstrado variar dependendo da preparação, os resultados de turbidez total podem ser bem reproduzidos.

5.1 Preparação das Normas de FormazinaPreparação de líquidos padrão de formidaízia

•硫酸肼溶液：Será1.000 g de ACSsulfato de hidrazia (N₂O H₄· H₂Assim₄(dissolvido em100 mLdoUmEm garrafas de capacidade de classe, e diluir com água sem partículas até a escala. Deixe a solução em paz.4-6Horas.

•Líquido padrão primário de formalidiase:Será2,50 gHexametil tetramina de grau analítico[(CH)₂)₆N₄]dissolvido em25,0 mLSem partículas de água, carregado100 mLgarrafas. UtilizaçãoUmClassede 25 mlPipeta adicionada25,0 mLSolução de sulfato de hidrazina e misturar completamente. Antes de usar, deixe a preparação25±1Estacionamento a temperatura de °48Horas. A suspensão resultante funciona de forma estável2Um mês.

•Suspensão padrão de reserva de hidrazina de formal1：Utilização15 ml de Atubulação, será15 mLTransferência de líquido padrão primário para1 litroEm garrafas de capacidade, diluir com água sem partículas até a escala e misturar. A turbididade da suspensão resultante é60 NTU- É.

•Suspensão padrão de reserva de hidrazina de formal2：Utilização50 ml de Atubulação, será50 mLTransferência de líquido padrão primário para200 mlEm garrafas de capacidade, diluir com água sem partículas até a escala e misturar. A turbididade da suspensão resultante é1000 NTU- É.

•Suspensão de referência de formalidiase:De acordo com a tabela1Em100 mLMesclar as porções de suspensão padrão de reserva de formalidiase e água sem partículas em garrafas de capacidade para preparar a suspensão de referência de formalidiase.