BÀI THUYẾT TRINH-PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG VÀ ỨNG DỤNG
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
GVHD: NGUYỄN KHẮC KIỆM
NỘI DUNG CHÍNH
•
PP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG
•
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
•
ỨNG DỤNG
SỰ PHÁT XẠ HUỲNH QUANG
•
Ở trạng thái kích thích, phân tử có thể trở về
trạng thái điện tử cơ bản và phát ra năng lượng
dưới dạng bức xạ, bức xạ huỳnh quang có bước
sóng lớn hơn so với các bức xạ đã được hấp thu
trước đó
•
Phương pháp huỳnh quang là phương pháp xác
định bản chất và nồng độ của một chất nhờ phân
tích bước sóng và cường độ của bức xạ huỳnh
quang.
PP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG
•
SỰ TẠO THÀNH PHỔ HUỲNH QUANG
CƠ CHẾ PHÁT QUANG
HUỲNH QUANG
•
Đường phía dưới thể hiện trạng thái cơ bản
năng lượng của phân tử, tương ứng với trạng
thái đơn được kí hiệu là S0.

•
Đường đậm nét phía trên là trạng thái kích
thích năng lượng của phân tử tương ứng với
các trạng thái đơn S1 và S2 .
•
Các vạch mỏng phía dưới và phía trên ứng với
sự phục hồi dao động.
•
Phân tử bị kích thích có thể bị hấp thu năng
lượng của 2 dải bức xạ λ1 và λ2 ứng với bước
chuyển S0 S1 va S0 S2
•
Sau đó xảy ra quá trình hồi phục dao động về
trạng thái S1 rồi phát huỳnh quang(bức xạ λ3)
trở về trạng thái cơ bản.
Quá trình khử hoạt
•
phân tử có thể bị kích thích đến một mức dao
động bất kì trong quá trình kích thích e
•
năng lượng dư bị mất đi tức thời khi có sự va
chạm giữa phân tử bị kích thích và phân tử
dung môi
•
=> sự phát xạ huỳnh quang trong dung dịch
xảy ra
NGUYÊN TẮC ỨNG DỤNG PHỔ HUỲNH
QUANG TRONG PHÂN TÍCH
•
Phân tích định tính (Dùng quang phổ so sánh)

•
Phân tích bán định lượng
•
Phân tích định lượng: xác định nồng độ của
các chất trong dung dịch
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
•
Bước sóng ánh sáng kích thích
•
Nồng độ
•
pH và dung môi
•
Nhiệt độ
•
Tạp chất
•
Cấu tạo phân tử và sự phát quang huỳnh quang
•
Lượng oxi không hòa tan
•
…
CÁC BỘ PHẬN MÁY ĐO
Hình sơ đồ khối thiết bị đo huỳnh quang
CÁC KIỂU ĐẶT CUVET
•
Vuông góc với tia tới
•
Nghiêng 37 so với tia tới
•

Cuvet quay
Nguyên lý hoạt động
sơ đồ phổ kế huỳnh quang
Nguyên lý hoạt động phổ kế huỳnh quang
•
Bức xạ phát ra từ nguồn sáng đèn xenon 1 đi qua
bộ đơn sắc kích thích 2 đến mẫu đo 3 phát ra bức
xạ huỳnh quang .
•
Trên đường đi một phần ánh sáng đi qua cuvet
so sánh 4.
•
Chùm bức xạ huỳnh quang này qua gương cầu
lõm 5 đi đến bộ đơn sắc phát xạ 6, sau đó đi đến
ống nhân quang 7 (đetectơ) rồi sang bộ phận đọc
tín hiệu và ghi nhận kết quả 8.
Bảng so sánh sự khác nhau giữa phổ kế huỳnh quang và một số loại phổ kế khác
 Phương pháp phổ kế huỳnh
quang
Phương pháp phổ kích thích
electron
Phươngphápphổhồngngoại
Dụng cụ
đo
Huỳnh quang kế và phổ kế huỳnh
quang
Phổ kế tử ngoại và khả kiến Phổ kế hồng ngoại
Nguồn
sáng
-Cường độ mạnh

- đèn hồ quang thuỷ ngân phát ra
các vạch phổ ở 254, 366, 405, 436,
546, 577, 691, 773 nm
- đèn xenon phát bức xạ liên tục
từ 300-1300nm
- đèn đơteri cho vùng tử
ngoại ( 200 – 350 nm)
- đèn tungsen cho vùng khả
kiến ( 350 – 1000 nm)

-đèn Nernst: là ống dài 2-5cm,Þ
1-3mm chứa oxit kim loại đất
hiếm
-đèn Globar:dài 40-60mm, Þ 4-
6mm làm từ silic cacbit
-Cả 2 đều phát tia hồng ngoại
Bộ phận
chọnsóng
-kính lọc hấp thụ và kính lọc giao
thoa
-cách tử
-Thiết bị luôn có 2 bộ phận chọn
sóng
- lăng kính Littrow bằng thạch
anh
- cách tử là những tấm thuỷ
tinh có vạch những đường
song song (300-3600
vạch/mm)
-Thiết bị chỉ có 1 bộ tách đơn

sắc
-Hệ thống tách ánh sáng đơn
sắc gồm lăng kính hoặc cách tử
-dùng LiF, CaF2, NaCl chế tạo
lăng kính cho tia hồng ngoại
-cách tử là những tấm thuỷ tinh
có vạch những đường song
song(20-300vạch/mm)
Detectơ -ống nhân quang có cường độ cao
- dùng đetectơ dàn diot cho phổ
kế huỳnh quang
-ống nhân quang
-photodiot
-dàn diot
-biến tín hiệu ánh sáng thành
tín hiệu điện
-nhờ bộ phận khuếch đại mà
dòng điện mạnh lên nhiều lần
để truyền sang bộ phận tự ghi
Cuvetmẫu -hình trụ tròn hoặc hình trụ chữ
nhật
-làm bằng thuỷ tinh hoặc silic oxit
-lăng kính và cửa sổ cuvet đều
làm bằng thạch anh
-cuvet có các tấm cửa sổ làm từ
tinh thể KBr hay NaCl
•
Ngoài ra, sự sắp xếp vị trí nguồn sáng và mẫu đo giữa các loại
cũng có sự khác biệt.
•

Ở kiểu (I) - phổ kế huỳnh quang – bộ đơn sắc được đặt vuông
góc với hướng đi của nguồn sáng ban đầu vì ánh sáng đi qua
bộ đơn sắc là ánh sáng huỳnh quang từ mẫu phát ra
•
Ở kiểu (II) – phổ kế tử ngoại khả kiến – nguồn sáng đi qua
mẫu đo rồi đi thẳng vào bộ đơn sắc.
•
Ở kiểu (III) – phổ kế phát xạ - nguồn sáng trực tiếp đốt mẫu
rồi sau đó đi vào bộ đơn sắc.
ỨNG DỤNG
TRONG DƯỢC PHẨM:
Xác định hàm lượng quinin trong
dược tá (một họ lớn các dược chất có
hại cho sức khỏe)
ỨNG DỤNG
VÍ DỤ: Xác định ĐLA-một loại chất gây ảo giác
ỨNG DỤNG
•
TRONG NGÀNH MÔI TRƯỜNG:
•
Xác định nồng độ chất độc hại trong đó có
chất gây ung thư trong không khí
ỨNG DỤNG
Xác định chất Benzipiren
ỨNG DỤNG
•
TRONG Y HỌC: Xác định hàm lượng ion vô cơ
trong máu và nước tiểu.
ỨNG DỤNG
Ứng Dụng

•
Trong công nghệ thực phẩm (TP):
•
Phổ huỳnh quang nguyên tử : Phân tích hàm
lượng thủy ngân trong TP như cá, đồ uống,
ngũ cốc, phân tích vết trong TP do giới hạn xác
định tuyệt vời và dải đo rộng.
•
Phổ huỳnh quang tia X: Phân tích các nguyên
tố chủ yếu, thứ yếu, vi lượng và những chất
độc hại trong TP.
Ứng Dụng