Стандартный люминесцирующий образец для поверки и калибровки флуориметров и спектрофлуориметров в области 400- 500 нм

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19> @ (ill A

3(51) G 01 N 21/ 64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3411113/18-25 (22) 16.03.82 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) К.П.Столяров, Н-,Н.Григорьев, В.B,Фирюлина, Я.С,Поляков и Л.А,Шиффе рс (71) Лонинградский ордена Ленина и . ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. A.A.Æäàíoâà (53) 535.37(088,8) (56) 1. Паркер С. Фотолюминесценция растворов..М., Мир, 1972, с. 250-253.

2. Velapoldi R.A Consideration

on organic Compounds in Solution

and Inorganic Tons as Fluorescent

Standart Reference Materials.

of Research of the National

Bnreau of Stàudàrds, 1972, v.75 А, Р б, р..б41-654. (54) СТАНДАРТНЫЙ. ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ПОВЕРКИ И КАЛИБРОВКИ ФЛУОРИМЕТРОВ И СПЕКТРОФЛУОРИМЕТРОВ В ОБЛАСТИ 400-500 НМ, (57) Применение водного раствора

2-нафтиламин-5-сульфокислоты в хлоридно-аммиачном буферном растворе ,с pj3 8il в качестве стандартного люминесцируюшего образца для цоверки и калибровки флуориметров и спектрофлуориметров в области 400-500 нм.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ "

1052952

55 бО

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к средствам поверки и калибровки по спектральной чувствительности флуориметров и спектрофлуориметров в области

400-500 нм, и может быть грименена

»peèMóùåñTâåéío при проверке этих приборов на заводах-изготовителях и при калибровке приборов по спектральной чувствительности, с целью получения исправленных спектров флуоресценции в условиях исследовательских лабораторий °

При поверке и калибровке флуориметров и спектрофлуориметров в области 400-500 нм в качестве стандартного л1сминесцирук1щего образца широко используется раствор сульфата хинина в 0,05 моль/л серной кислоте (1).

При поверке флуориметров и спектРофлуориметрав парог их чувствительности определяется па пределу обнаРужения сульфата хинина, ПГеделом

oGнаРужения для поверяемого прибОра считается такая концентрация сульфата хинина в Растворе, при которой по интенсивности флуоресценции раствор можно Отличить оТ Растворителя с доверительной вероятностью 0,95.

Растворы сульфата хинина используются также для калибровки спектрофлуориметрав по спектральной чувствительности. Калибровка состоит в

О1!Ределении для каждОй длины ВОлны поправочного коэффициента, учитываюIö. .:.ro спектральную селективность прибора. Калибровка спектрофлуориметров в области 400-500 нм производится с помощью раствора сульфата хини.на, спектр флуоресценции котоРого известен с высокой To HocTbIQ Операция калибровки и последующего введения поправочных коэффициентов может осу-. ществляться с помощью автоматизированным систем, которыми комплектуются некоторые спектрофлуориметры(1), Однако использование раствора сульфата хинина в качестве люминесцирующего стандартного образца осложнено Рядом серьезных ограничений: хи11ин-алкалаид не выпускается отечес1венной промышленностью; контроль чистоты продукта сложен из-за присутствия другим алкалоидоэ хинной коры„ их количественное определение не 11риводится в Государственной Фармакопее СССР. Кроме того, квантовый выход люминесценции раствора сульфата хинина зависит от концентрации серной кислоты в растворе, что требует дополнительного контроля ее концентрации в поверочных,растворах.

Твердый препарат сульфата хинина обладает высокой гигроскопичностьЮ, и его слецует хранить и взвешивать в защизенном от влаги воздуха месте.Перед использованием Tsepgoro препа" рата следует провести многократное высушивание в вакуумном сушильном шкафу при поннжеННОМ давленИИ. Канцентрации полученных поверочных растворов необходимо дополнительно контролировать по величинам коэффициентов малярного погашения (2.).

Цель изобретения — разработка стандартного люминесцирующега образца для поверки и калибровки по спектральной чувствительности флуориметров и спектрофлуориметров в области

400-500 нм.

Поставленная цель-достигается тем, что водный раствор 2-нафт1 ламин-5 15 сульфокислоты в хлоридна-аммиачно буферном растворе с РН 8 1 применяется в качестве стандартного люминесци- . рующега образца для поверки и калибровки флуориметров и спектроолуорпмету() ров в области 400-500 нм.

Твердый препарат 2-нафтиламин-5сульфокислаты выпускается отечественной промышленностью. Содержание основного вещества не менее 98Ъ, Методы

75 очистки препарата от наиболее вероятных технологических примесей просты и малотрудоемки. Содержание основного вещества определяют путем титравания стандартным раствором нитрата натрия.

Твердый 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 применения Особых мер предосторожности при хранении препарата.

40 2-нафтиламин-5-сульфокислота, наряду с другими производными нафтали.на, является промежуточным продуктом многих синтезов, в основном при производстве азокрасителей.

Водные растворы 2-нафтиламин-5сульфокислоты проявляют индикаторные свойства (РКц=З, 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 люминесцирующие фоРмы

2-нафтиламин-5-сульфокислоты, присутствие которых меняет интенсивность люминесценции поверочных растворов, С целью поддержания постоянной концентрации водородных ионов в поверочных растворах в интервале РН

1052952

Таблица l

4.20 430 440 450 460 470 480 490 500

Реагент 400 410

2, 5-Кислота 21, 9

44,3 70,5 90,8 100 98, О. 88,9 74, 9 60, б 46,8 35,6

Сульфат хинина 17,4 35,9 57,2 77,4 91,9 100 99,2 93,2 82,8 70,7 59,3 от 7 до 9 выбран хлорид-аммиачный буферный раствор.

В спектральной области 400-500 нм практически see отечественные и зарубежные люминесцентные фотометры охарактеризованы при помощи раствора сульфата хинина.

Растворы 2-нафтиламин-5-сульфокислоты имеют спектральные характеристики, очень близкие к характеристикам раствора сульфата хинина. 30

На фиг. 1 приведены основные спектральные характеристики предлагаемо-. го раствора и раствора сульфата хинина в- 0,05 моль/л серной кислоты; на фиг. 2 — исправленный нормирован- 15 ный спектр люминесценции раствора сульфата хинина в 0,05 моль/л серной кислоты, 30

В табл.1 представлено распределение относительной квантовой интен сивности в исправленных нормирован ных спектрах люминесценции водных .растворов 2-нафтиламин-5-сульфокис- 35 лоты в хлоридно-аммиачном буферном растворе и сульфата хинина в

0,05 моль/л серной кислоте.

Кислые растворы 2-нафтиламин-5сульфокислоты (pH=4,0) с концентра цией 10 моль/л сохраняют устойчивое и воспроизводимое. значение интенсивности люминесценции не менее двух.. месяцев, растворы с концентрацией

10 -10 моль/л — в течение месяца.

Разбавленные растворы (рН=8+1) с концентрацией 10 -10 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

10 -10 эйнштейн (Я =365 нм), что во много раз превышает дозу облучения, 55 получаемую раствором эа время измерения интенсивности люминесценции.

Для приготовления поверочных раст. воров можно пользоваться 2-нафтиламин-5-сульфокислотой марки ч, 60 выпускаемой промышленностью, при ус- ловии контроля содержания основного вещества согласно ТУ-6-09-07-928-77, При содержании основного вещества не менее 98% интенсивность люминесцен- у

На Фнг. 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 (34() и 350 нм), а в спектрах флуоресценции — на 10 нм (440 и

450 нм).

КоэфФициент молярной экстинкции

2-нафтиламин-5-сульфокислоты при

340 нм равен E =2360+50 а сульфата

t хинина при 350 нм g =10500 50. Квантовый выход сульфата хинина равен

0, 55+0, 06, а квантовый выход 2-нафтиламин-5-сульфокислоты относительно сульфата хинина составляет.

0,44+0,06. ции 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 ил. Концентрация исходного раствора равна 10 моль/л. Рабочий раствор Р 1 (10 моль/х) получают раэбавлением.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 9 2 (10 моль/л) получают разбавлением 20 мл рабочего раствора Р 1 тем же хлоридно-аммиачным буферным раствором в мерной колбе вместимоетью 200 мл.

Для построения градуировочных графиков в ряд мерных колб вместимостью

100 мл отбирают при помощи бюретки вместимостью 25 мл с ценой наименьшего деления 0,05 мл 2,0;4,0> 6,0>

8/Эу .10к0> 12 ° Ог 14гОк lár0ð 18р0 и

20,0 мл рабочего раствора Ю 2 и разбавляют до метки тем же самым хлоридно-амиачным буферным раствором, Возбуждение люминесценции поаерочных растворов проводится при длине волны 340-350 нм. Монохроматизацию возбуждающего света осуществляют при помощи паспортизованных светофильтров или мояохроматора.

1052952

400 410 420 430 440 450 460

470 480 490 500

0,94 0,91 0,90 0,91 0,93 1, 00 1,05 1,14 1,21 1,36 1,48

K) 0,93 . 0,91 0,89 0,90 0,91 1,00 1,03 1,13 1,19 1,35 1,46

К2

Интенсивность люминесценции измеря ют при помощи флуориметра или запи-. сывают спектр люминесценции при помощи спектрофлуориметра.

Концентрации полученных поверочных растворов равны 10кЧ моль/л при. использовании рабочего раствора Р 1

-8 и 10 ХЧ моль/л при использовании рабочего .раствора Р 2, где Ч вЂ” объем

- рабочего раствора в мп, взятый для приготовления поверочного раствора.

Рассчитан концентрационный .предел обнаружения для люминесцентного фотометра ФЛ по 2-нафтиламин-5-сульфокислоте, который равен 3 10 моль/л, Расчет производится по формуле 15 ст мни . срк где С „„ — концентрационный предел обнаружения в моль/л

C „ - известная концентрация поверочного раствора в моль/л

Е „- разность отсчетов, соответствующих интенсивности люминесценции раствора известной концентрации и растворителя

S - среднеквадратическая вели— чина шума .регистрирующей системы прибора, Для того же люминесцентного фото- 30 метра ФЛ водный раствор 2-нафтиламинИспольэованив 2"нафтиламин-5-сульфокислоты в качестве стандартного люминесцирукщего образца в области

400-500 нм имеет ряд преимуществ.

Это вещество выпускается отечественной промышленностью. Низкая гигроскопичность .2-нафтиламий-5"сульфокислоты упрощает предварительную подготов-50 ку стандартного вещества перед при5-сульфокислоты использован в качестве стандарта для калибровки по спектральиой квантовой чувствительности в области 400-500 нм.

Полученные поправочные коэффициенты К 1ысп /1нзв (1н м — отсчет, полученный на приборе lqe> —, исправленная квантовая интенсивность) использованы для получения исправленного спектра люминесценции раствора сульфата хинина в 0,05 моль/л серной кислоте. Совпадения экспериментальных и литературных данных показывает при- . годность предлагаемого стандарта для калибровки по.спектральной чувствительности люминесцентных фотометров в области 400-500 нм.

На фиг. 2 показан исправленный нормированный спектр, люминесценции раствора сульфата хинина в

0,05 моль/л серной кислоте (кривая

5 - литературные данные, кривая б экспериментальные данные, полученные при помощи раствора 2-нафтиламин-5сульфокислоты), В табл. 2 приведены поправочные коэффициенты для получения исправлен ных спектров люминесценции прн помощи флуоримвтра ФЛ, гдв К вЂ” по 2-нафтиламин-5-сульфокислоте} К вЂ” по сульфату хинина.

Таблица.2 готовлением поверочных растворов, Методы очистки и контроля содержания основного вещества просты и легко доступны. - Это вещество хорошо сохраняется: раствор 10 моль/л сохраняет воспроизводимыее значения интенсивности флоуресценции в течение двух месяцев, 1052952

Составитель Н. Зоров

Редактор О.Сопко ТехредЫ.Гергель Корректор Г.Решетник

Заказ 8859/39 Тираж 873 . Подписное

ВНИИПИ ГосУдарстненного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII Патен, г,Ужгород, ул.Проектная, 4