SPEKTROMETRIA
SPEKTROMETRIA
MOLEKULARNA
MOLEKULARNA
- SPEKTROFOTOMETRIA
- SPEKTROFOTOMETRIA
UV/VIS,
UV/VIS,
-
-
SPEKTROFLUORYMETRIA
SPEKTROFLUORYMETRIA
Alicja Sobocińska
Alicja Sobocińska
Natalia Woś
Natalia Woś
Technik
Technik
farmaceutyczny II rok
farmaceutyczny II rok
SPEKTROSKOPIA
SPEKTROSKOPIA
Nauka zajmująca się teorią i
Nauka zajmująca się teorią i
interpretacją widm.
interpretacją widm.
Zasady i prawa spektroskopii
Zasady i prawa spektroskopii
umożliwiają wyjaśnienie:
umożliwiają wyjaśnienie:
struktur związków chemicznych,
struktur związków chemicznych,
mechanizmów reakcji chemicznych
mechanizmów reakcji chemicznych
stwarzają podstawy teoretyczne
stwarzają podstawy teoretyczne
spektroskopowych metod
spektroskopowych metod
analitycznych.
analitycznych.
PODZIAŁ SPEKTROSKOPII
PODZIAŁ SPEKTROSKOPII
WG RODZAJU UKŁADU
WG RODZAJU UKŁADU
MATERIALNEGO
MATERIALNEGO
Atomowa
Molekularna
(cząsteczkowa)
Jądrowa
Elektronów
Mas
Jonów
Metody spektroskopowe w chemii analitycznej. Andrzej Cygański, wyd. Naukowo- techniczne, Warszawa 2002
PODZIAŁ SPEKTROSKOPII
PODZIAŁ SPEKTROSKOPII
WG metody otrzymywania
WG metody otrzymywania
widma
widma
Absorpcyjna
Emisyjna
Ramanowska
(rozpraszania)
Metody spektroskopowe w chemii analitycznej. Andrzej Cygański, wyd. Naukowo- techniczne, Warszawa 2002
PODZIAŁ SPEKTROSKOPII
PODZIAŁ SPEKTROSKOPII
WG zakresu dŁugoŚci fal
WG zakresu dŁugoŚci fal
promieniowania
promieniowania
Kosmiczna
Gamma
Rentgenowska
Optyczna
Mikrofalowa
Radiospektroskopia
Akustyczna
•w zakresie nadfioletu
•w zakresie widzialnym
•w zakresie podczerwieni
Metody spektroskopowe w
chemii analitycznej. Andrzej
Cygański, wyd. Naukowo-
techniczne, Warszawa 2002
SPEKTROSKOPIA
SPEKTROSKOPIA
MOLEKULARNA
MOLEKULARNA
(CZĄSTECZKOWA)
(CZĄSTECZKOWA)
Obejmuje badanie widm
Obejmuje badanie widm
cząsteczkowych. Są trzy rodzaje widm
cząsteczkowych. Są trzy rodzaje widm
promieniowania elektromagnetycznego:
promieniowania elektromagnetycznego:
widmo rotacyjne, widmo oscylacyjno-
widmo rotacyjne, widmo oscylacyjno-
rotacyjne, widmo elektronowo-
rotacyjne, widmo elektronowo-
oscylacyjno-rotacyjne.
oscylacyjno-rotacyjne.
METODY ANALITYCZNE
METODY ANALITYCZNE
SPEKTROSKOPII
SPEKTROSKOPII
MOLEKULARNEJ
MOLEKULARNEJ
Spektroskopia
absorpcyjna
UV
VIS
IR
Spektroskopi
a Ramana
Spektrofluorymetria
Metody spektroskopowe w chemii analitycznej. Andrzej Cygański, wyd. Naukowo- techniczne, Warszawa 2002
ŚWIATŁO BIAŁE
ŚWIATŁO BIAŁE
ogólnie przyjęta nazwa widzialnej dla oka
ogólnie przyjęta nazwa widzialnej dla oka
ludzkiego części widma promieniowania
ludzkiego części widma promieniowania
elektromagnetycznego, czyli zakres
elektromagnetycznego, czyli zakres
długości fali od 400 do 700 nm (od fioletu
długości fali od 400 do 700 nm (od fioletu
do czerwieni)
do czerwieni)
Widmo
Widmo
Zbiór długości fal emitowanych lub
Zbiór długości fal emitowanych lub
adsorbowanych przez układ.
adsorbowanych przez układ.
Wyróżniamy:
Wyróżniamy:
liniowe - zbiór fal i ściśle okresowej długości,
liniowe - zbiór fal i ściśle okresowej długości,
którego obrazem są pojedyncze linie-prążki
którego obrazem są pojedyncze linie-prążki
Pasmowe- zbiór fal tworzących pasma,
Pasmowe- zbiór fal tworzących pasma,
których obrazem są blisko siebie położone
których obrazem są blisko siebie położone
prążki
prążki
Ciągłe- zbiór wszystkich długości fal z
Ciągłe- zbiór wszystkich długości fal z
danego zakresu.
danego zakresu.
WIDMO ŚWIATŁA BIAŁEGO
WIDMO ŚWIATŁA BIAŁEGO
"Spektrofotometria"- Kraków, styczeń 2008
ZASTOSOWANIE METOD
ZASTOSOWANIE METOD
SPEKTROSKOPOWYCH W
SPEKTROSKOPOWYCH W
IDENTYFIKACJI ZWIĄZKÓW
IDENTYFIKACJI ZWIĄZKÓW
ORGANICZNYCH:
ORGANICZNYCH:
Zdolność cząsteczek związków chemicznych do selektywnego
Zdolność cząsteczek związków chemicznych do selektywnego
pochłaniania lub emitowania energii promieniowania
pochłaniania lub emitowania energii promieniowania
elektromagnetycznego o określonej częstotliwości (długości fali) jest
elektromagnetycznego o określonej częstotliwości (długości fali) jest
podstawą działania metod spektroskopowych. Z tego względu można je
podstawą działania metod spektroskopowych. Z tego względu można je
podzielić na spektroskopię: emisyjną i absorpcyjną. W ustaleniu
podzielić na spektroskopię: emisyjną i absorpcyjną. W ustaleniu
struktury substancji organicznych i ich identyfikacji większe
struktury substancji organicznych i ich identyfikacji większe
znaczenie ma zastosowanie metod absorpcyjnych. Kluczowym etapem
znaczenie ma zastosowanie metod absorpcyjnych. Kluczowym etapem
badań strukturalnych metodami spektroskopowymi jest analiza
badań strukturalnych metodami spektroskopowymi jest analiza
otrzymanego widma. Najwięcej informacji o strukturze związków
otrzymanego widma. Najwięcej informacji o strukturze związków
organicznych można uzyskać z widm absorpcyjnych promieniowania w
organicznych można uzyskać z widm absorpcyjnych promieniowania w
zakresie ultrafioletu – spektroskopia UV, podczerwieni-spektroskopia
zakresie ultrafioletu – spektroskopia UV, podczerwieni-spektroskopia
IR oraz w zakresie krótkich fal radiowych – spektroskopia NMR.
IR oraz w zakresie krótkich fal radiowych – spektroskopia NMR.
SPEKTROFOTOMET
SPEKTROFOTOMET
RIA UV / VIS
RIA UV / VIS
Metoda analityczna wykorzystująca absorpcję
Metoda analityczna wykorzystująca absorpcję
promieniowania elektromagnetycznego w
promieniowania elektromagnetycznego w
zakresie ultrafioletu i światła widzialnego,
zakresie ultrafioletu i światła widzialnego,
wynikającą ze wzbudzeń elektronów
wynikającą ze wzbudzeń elektronów
walencyjnych w cząsteczkach naświetlanych
walencyjnych w cząsteczkach naświetlanych
substancji.
substancji.
Spektroskopię UV/VIS wykorzystuje się do
Spektroskopię UV/VIS wykorzystuje się do
oznaczania zawartości substancji
oznaczania zawartości substancji
absorbujących, zwłaszcza związków
absorbujących, zwłaszcza związków
organicznych zawierające wiązania
organicznych zawierające wiązania
wielokrotne oraz związki metali przejściowych.
wielokrotne oraz związki metali przejściowych.
Może być też ona stosowana do identyfikacji
Może być też ona stosowana do identyfikacji
substancji.
substancji.
ZJAWISKO ABSORPCJI
ZJAWISKO ABSORPCJI
PROMIENIOWANIA
PROMIENIOWANIA
IO = IR + IP +IT
"Spektrofotometria"- Kraków, styczeń 2008
SPEKTROFOTOMETRIA
SPEKTROFOTOMETRIA
OPIERA SIĘ NA 2 PRAWACH
OPIERA SIĘ NA 2 PRAWACH
I prawo absorpcji – prawo
I prawo absorpcji – prawo
Lamberta
Lamberta
Absorbancja jest proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej,
Absorbancja jest proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej,
jeśli wiązka promieniowania monochromatycznego przechodzi
jeśli wiązka promieniowania monochromatycznego przechodzi
przez jednorodny ośrodek absorbujący.
przez jednorodny ośrodek absorbujący.
It = I0 ⋅ e−kl
It = I0 ⋅ e−kl
gdzie:
gdzie:
k – współczynnik absorpcji.
k – współczynnik absorpcji.
l – grubość warstwy roztworu
l – grubość warstwy roztworu
Stąd po przekształceniach otrzymujemy:
Stąd po przekształceniach otrzymujemy:
gdzie:
gdzie:
a – współczynnik ekstynkcji =0.4343k,
a – współczynnik ekstynkcji =0.4343k,
A- zdolność pochłaniania promieniowania zwana
A- zdolność pochłaniania promieniowania zwana
absorbancją.
absorbancją.
log10e= 0,4343
log10e= 0,4343
II prawo absorpcji – prawo
II prawo absorpcji – prawo
Lamberta – Beera
Lamberta – Beera
Jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnikajest
Jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnikajest
równy zeru, to wiązka promieniowania
równy zeru, to wiązka promieniowania
monochromatycznego, po przejściu przez
monochromatycznego, po przejściu przez
jednorodny roztwór substancji absorbującej o
jednorodny roztwór substancji absorbującej o
stężeniu c , ulega osłabieniu według równania:
stężeniu c , ulega osłabieniu według równania:
It = I0 ⋅ e−kbc
It = I0 ⋅ e−kbc
Po przekształceniu:
Po przekształceniu:
OGÓLNE
OGÓLNE
ZASTOSOWANIE
ZASTOSOWANIE
SPEKTROFOTOMETRII
SPEKTROFOTOMETRII
UV/ VIS
UV/ VIS
Wyznaczanie rozpuszczalności i współczynnika podziału
Wyznaczanie rozpuszczalności i współczynnika podziału
Określenie stopnia uwalniania substancji leczniczej
Określenie stopnia uwalniania substancji leczniczej
(dissolution testing)
(dissolution testing)
Monitorowanie w reakcji kinetyki rozkładu leków
Monitorowanie w reakcji kinetyki rozkładu leków
Widmo UV może być użyte jako jedna z metod
Widmo UV może być użyte jako jedna z metod
identyfikacji w monografii farmakopealnej
identyfikacji w monografii farmakopealnej
Do badania związków alifatycznych, nienasyconych i
Do badania związków alifatycznych, nienasyconych i
aromatycznych, kompleksów metali przejściowych
aromatycznych, kompleksów metali przejściowych
W celu stwierdzenia istnienia grup chromoforowych
W celu stwierdzenia istnienia grup chromoforowych
wiązań pojedynczych i podwójnych
wiązań pojedynczych i podwójnych
Metoda może być stosowana do oznaczania zawartości
Metoda może być stosowana do oznaczania zawartości
śladowych oraz do oznaczania czystości głównego
śladowych oraz do oznaczania czystości głównego
składnika.
składnika.
Często jako podstawowa metoda do oznaczania ilości
Często jako podstawowa metoda do oznaczania ilości
substancji leczniczej w takich postaciach leku jak tabletki,
substancji leczniczej w takich postaciach leku jak tabletki,
drażetki jeżeli pozostałe związki nie interferują
drażetki jeżeli pozostałe związki nie interferują
Spektrofotometry
Spektrofotometry
http://pl.wikipedia.org/wiki/Spektrofot
ometr
http://www.polgeol.pl/index.php?id=27
SpektrofoTOmetr SPEKOL
SpektrofoTOmetr SPEKOL
"
Spektrofotometria"- Kraków, styczeń 2008
Blokowy schemat
Blokowy schemat
spektrofotometru
spektrofotometru
optycznego
optycznego
"Spektrofotometria UV-VIS"- Uniwersytet Gdański Wydział chemii Karedra analizy środowiska,
Gdańsk 2008
DETEKTOR
DETEKTOR
•Fotokomórka
•Fotopowielacz elektronowy
SPEKTROFOTOMETR ZAWIERA
SPEKTROFOTOMETR ZAWIERA
ŹRÓDŁO PROMIENIOWANIA
ŹRÓDŁO PROMIENIOWANIA
• w zakresie widzialnym jest to lampa z elektrycznie
żarzonym włóknem wolframowym
• W spektrofotometrach dwuwiązkowych źródłem
często jest lampa deuterowa dla zakresu UV
i halogenowa dla zakresu Vis
Schemat optyczny
Schemat optyczny
spektrofotometru
spektrofotometru
"Chemia analityczna z elementami
analizy instrumentalnej"- Tadeusz
Lipiec, Zdzisław Stefan Szmal
Spektrofotometr
Spektrofotometr
dwuwiĄzkowy
dwuwiĄzkowy
"Zastosowanie spektrofotometrii w analizie leków"- Ireneusz Bilichowski
UWAGI NA TEMAT
UWAGI NA TEMAT
ANALIZY
ANALIZY
FARMACEUTYCZNEJ
FARMACEUTYCZNEJ
Spektrofotometria UV znalazła szerokie
zastosowanie w analizie barbituranów. Jest
przydatna w badaniach leków i badaniach
klinicznych. Pomimo że widma UV preparatów
farmaceutycznych są dość podobne, udało się
tak dobrać warunki pomiarów
spektrofotometrycznych, że można
spektrofotometrycznie identyfikować i
oznaczać dużą liczbę związków w lekach.
Metoda ta okazała się szczególnie przydatna
podczas analiz płynów fizjologicznych, dla
których opracowano bardzo dokładnie
schemat rozdziału ekstrakcyjnego, przydatny
we wszystkich zatruciach.
spektrofluorymetria
spektrofluorymetria
Metoda spektrofluorymetryczna opiera się na
pomiarze natężenia emitowanego
promieniowania fluorescencyjnego
powstałego po wzbudzeniu próbki.
Intensywność fluorescencji danej substancji
jest proporcjonalna do jej stężenia, w
pewnym przedziale stężeń.
Zastosowanie
Zastosowanie
spektrofluorymetrii
spektrofluorymetrii
Badania kliniczne
Badania kliniczne
Oznaczanie aminokwasów we krwi i
Oznaczanie aminokwasów we krwi i
innych płynach fizjologicznych
innych płynach fizjologicznych
Badanie aktywności enzymów
Badanie aktywności enzymów
Do wizualizacji obiektów
Do wizualizacji obiektów
biologicznych(np. barwniki używane do
biologicznych(np. barwniki używane do
sprawdzania żywotności komórek
sprawdzania żywotności komórek
Spektrofluorymetry
Spektrofluorymetry
http://www.lumexpol.pl/product/panoram.shtml
http://www.cmpw-pan.edu.pl/index.php/en/component/alphacontent/?
start=50
SCHEMAT BLOKOWY
SCHEMAT BLOKOWY
SPEKTROFLUORYMETRU
SPEKTROFLUORYMETRU
"Spektrofluorymetria"- Alicja Filipowicz- Szymańska,
Joanna Łopacińska
SPEKTROFLUORYMETR ZAWIERA
SPEKTROFLUORYMETR ZAWIERA
DETEKTOR
DETEKTOR
ŹRÓDŁO PROMIENIOWANIA
ŹRÓDŁO PROMIENIOWANIA
•Lampy rtęciowe
•Lampy ksenonowe
•Lampy kwarcowe
•Fotokomórki
•Fotopowielacze elektronowe
•Fotoogniwa
Wnioski koŃcowe
Wnioski koŃcowe
Porównując obie metody
(spektrofotometrię i
spektrofluorymetrię) możemy
zauważyć, że zarówno jedna jak i druga
stosowana jest do oznaczania
zawartości metali oraz niektórych
związków organicznych. Mimo to obie
te metody są wykorzystywane również
do innych celów
Zastosowanie
Zastosowanie
UV / VIS
UV / VIS
SPEKTROFLUORYMETRIA
SPEKTROFLUORYMETRIA
Oznaczaniu
zawartości anionów
nieorganicznych
Badania
zanieczyszczenia
wody
Identyfikacja
substancji
Ustalenie stężenia
substancji
Oznaczanie czystości
składników głównych
Badania kliniczne (np.
oznaczanie aminokwasów)
Badanie aktywności
enzymów
bIBLIOGRAFIA
bIBLIOGRAFIA
1.
1.
Chemia analityczna Tom II Chemiczne metody analizy ilościowej.
Chemia analityczna Tom II Chemiczne metody analizy ilościowej.
Jerzy Minczewski ,
Jerzy Minczewski ,
Zygmunt Marczenko Wyd. PWN, Warszawa 2001
Zygmunt Marczenko Wyd. PWN, Warszawa 2001
2.
2.
Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej. Podrecznik dla studentów
Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej. Podrecznik dla studentów
farmacji.
farmacji.
Tadeusz Lipiec, Zdzisław Stefan Szmal Wyd. PZWL
Tadeusz Lipiec, Zdzisław Stefan Szmal Wyd. PZWL
3.
3.
Metody instrumentalne w analizie chemicznej
Metody instrumentalne w analizie chemicznej
, Walenty Szczepaniak, Wyd. PWN
, Walenty Szczepaniak, Wyd. PWN
Warszawa, 2007
Warszawa, 2007
4.
4.
Wybrane metody instrumentalne stosowane w chemii analitycznej.
Wybrane metody instrumentalne stosowane w chemii analitycznej.
Jadwiga Saba,
Jadwiga Saba,
Wyd. Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej
Wyd. Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej
5.
5.
Spektrofotometria UV/VIS w analizie chemicznej.
Spektrofotometria UV/VIS w analizie chemicznej.
Pod red. Teresy Nowickiej-
Pod red. Teresy Nowickiej-
Jankowskiej, wyd. Państwowe Wydaw. Naukowe, Warszawa 1988.
Jankowskiej, wyd. Państwowe Wydaw. Naukowe, Warszawa 1988.
6.
6.
Metody spektroskopowe w chemii analitycznej.
Metody spektroskopowe w chemii analitycznej.
Andrzej Cygański, wyd. Naukowo-
Andrzej Cygański, wyd. Naukowo-
techniczne, Warszawa 2002
techniczne, Warszawa 2002
7.
7.
FARMAKOPEA POLSKA wydanie VII
FARMAKOPEA POLSKA wydanie VII
8.
8.
FARMAKOPEA POLSKA wydanie VIII
FARMAKOPEA POLSKA wydanie VIII
9.
9.
Encyklopedia popularna PWN,
Encyklopedia popularna PWN,
Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985
Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985
10.
10.
Spektrofluorymetria,
Spektrofluorymetria,
Alicja Filipowicz- Szymańska, Joanna Łopacińska
Alicja Filipowicz- Szymańska, Joanna Łopacińska
11.
11.
Zastosowanie spektrofotometrii w analizie leków,
Zastosowanie spektrofotometrii w analizie leków,
Ireneusz Bilichowski
Ireneusz Bilichowski
12.
12.
Spektrofotometria,
Spektrofotometria,
Kraków, styczeń 2008
Kraków, styczeń 2008
13.
13.
Spektrofotometria UV-VIS,
Spektrofotometria UV-VIS,
Uniwersytet Gdański Wydział chemii Karedra analizy
Uniwersytet Gdański Wydział chemii Karedra analizy
środowiska, Gdańsk 2008
środowiska, Gdańsk 2008