4. Методы анализа в оптическом диапазоне электромагнитных излучений.

4.1 Абсорбционный анализ.

Метод базируется на объединенном законе Бугера-Ламберта-Бера, согласно которому на определенной длине волны  существует прямо пропорциональная зависимость между светопоглощением (абсорбцией) А_λ однородного раствора какого–либо вещества, толщиной слоя L этого раствора , его концентрацией C и коэффициентом светопоглощения α .

A_λ = αLC.

Светопоглощение определяется разницей энергий световых потоков, поступающего в кювету и прошедшего кювету.

Реализация абсорбционного анализа осуществляется либо колориметрическими, либо спектрофотометрическими приборами. Принципиальная разница между этими приборами заключается в том, что необходимая длина волны фотометрирования в первом случае устанавливается полосовыми фильтрами, пропускающими полосу длины волн , а во втором случае — монохроматором, излучающим поток на длине волны , плавно сканируемый во всем диапазоне.

Направление потоков световой энергии при абсорбционном анализе показано на рис. 4.1.

Рис.4.1.Направление потоков световой энергии при абсорбционном анализе.

Абсорбционный анализ — самый массовый из фотометрических методов в лабораторной медицинской практике. Подробно теоретические основы метода абсорбционного анализ и его техническая реализация будут рассмотрены ниже.

4.2 Нефелометрический анализ

Этот вид исследования проводится с целью определения концентрации, размера и формы диспергированных частиц в дисперсных средах.

В общем случае явление рассеяния света можно сформулировать как изменение характеристики потока оптического излучения при его взаимодействии с веществом. Этими характеристиками могут быть пространственное распределение света, изменение направления его распространения, изменение частотного спектра, когда наряду с несмещенными линиями вектора рассеяния появляются линии, смещенные по частоте (комбинационное рассеяние), и изменения в состояния поляризации рассеянного света. В случае нефелометрии измеряется интенсивность пространственного распределения рассеянного света.

Аппаратура для нефелометрических исследований представляет собой специализированные фотометры для измерения интенсивности рассеянного света под углом к направлению падающего на раствор светового потока. Важная в прикладном плане суть этого явления заключается в том, что интенсивность и направление светового потока, рассеянного взвесью частиц, зависят от размера частиц.

Рассеяние вызывается оптическими неоднородностями в среде, которые могут быть обусловлены либо посторонними непрозрачными или полупрозрачными частицами, взвешенными в растворе, либо флуктуациями плотности самого вещества коллоидного типа, приводящими к изменениям показателя преломления.

Направление световых потоков при нефелометрии показано на рис. 4.2

Рис.4.2 Направление световых потоков при нефелометрии

1 – источник световой энергии;

2 – полосовой фильтр;

3 – кювета с исследуемой средой;

4 – фотоприемник;

φ_о – интенсивность падающего потока световой энергии;

φ_р – интенсивность падающего потока световой энергии, рассеянного жидкой дисперсной средой;

Δλ – полоса пропускания светофильтра

Приборы, предназначенные для нефелометрических исследований, называются нефелометрами. Длины волн, используемые в большинстве нефелометров, находятся в диапазоне 340–650 нм.

Нефелометрический анализ оптимален для определения веществ в области концентраций 10^–5–10^–4 % с точностью около ± 5 %.