Симулятор спектрофотометра и закона Бугера — Ламберта — Бера
Уравнения этой модели
| A | оптическая плотность | без единиц; каждая единица A ослабляет свет в десять раз | |
|---|---|---|---|
| T | пропускание | доля света, прошедшая через образец, по сравнению с холостой пробой из одного растворителя |
При текущих значениях:
| ε | поглощающая способность на этой длине волны | в M⁻¹ см⁻¹ для солей; для белка и ДНК — на мг/мл или на мкг/мл на см | |
|---|---|---|---|
| l | Длина оптического пути l | расстояние, которое свет проходит через раствор | |
| c | концентрация | по «Концентрации (% диапазона; значение — в результатах)» |
При текущих значениях:
| m, b | наклон и пересечение калибровочной кривой | подгоняются методом наименьших квадратов по добавленным стандартам; R² говорит, насколько они ложатся на прямую |
|---|
При текущих значениях:
| s | рассеянный свет | свет других длин волн, который всё равно доходит до детектора; он ограничивает оптическую плотность, которую прибор может измерить, около −log₁₀ s = 3 |
|---|
При текущих значениях:
Как пользоваться симулятором спектрофотометра
- Выберите раствор, длину волны и концентрацию. Свет лампы разлагается монохроматором на цвета, одна узкая полоса проходит щель, проходит через кювету и попадает на детектор, который читает оптическую плотность относительно холостой пробы с одним растворителем. Нажмите «Перейти к пику», чтобы перескочить к длине волны, которую раствор поглощает сильнее всего.
- Смотрите, как оптическая плотность растёт пропорционально концентрации и длине пути, как гласит закон Бугера — Ламберта — Бера, а цвет раствора густеет. График показывает весь спектр поглощения: измеренную кривую рядом с чистым законом. Поднимайте концентрацию, пока оптическая плотность не превысит 2 или 3 и измеренная кривая не сплющится из-за рассеянного света; расширьте щель на узких пиках перманганата или выберите пластиковую кювету в ультрафиолете, чтобы увидеть другие причины ошибок.
- Постройте калибровочную кривую: задайте несколько концентраций, каждый раз нажимая «Добавить это показание в калибровочную кривую», затем «Измерить неизвестный образец». Подогнанная прямая даёт концентрацию неизвестного образца, а результаты показывают и его истинное значение. Калькулятор закона Бугера — Ламберта — Бера и Калькулятор калибровочной кривой делают то же с вашими показаниями.
Частые вопросы
Что такое закон Бугера — Ламберта — Бера?
A = ε l c: оптическая плотность равна коэффициенту поглощения вещества на этой длине волны, умноженному на длину пути света через раствор и на концентрацию. Так как оптическая плотность логарифмическая, A = 1 означает, что проходит 10% света, а A = 2 — 1%. Именно этот закон позволяет спектрофотометру измерять концентрацию.
Зачем измерять на длине волны пика?
При λmax оптическая плотность наибольшая, поэтому измерение наиболее чувствительно, а кривая там плоская, поэтому небольшая ошибка длины волны или широкая щель меньше всего меняют показание. Поэтому ДНК измеряют при 260 нм, а белок — при 280 нм.
Почему оптическая плотность должна быть ниже примерно 1,5?
При A выше 2 до детектора доходит меньше 1% света, поэтому рассеянный свет (свет других длин волн, просачивающийся внутрь) и шум детектора становятся большой частью измеряемого. Показание сплющивается ниже истинного значения. Разведите образец и умножьте результат обратно.
Зачем нужна калибровочная кривая?
Настоящие приборы и растворы не идеальны, а ε для данного образца может быть неизвестен. Измерение стандартов известной концентрации в тех же условиях калибрует прибор и проверяет линейность отклика; затем неизвестный образец определяется по подогнанной прямой. Доверяйте ей только в пределах диапазона стандартов.
Пишет, что WebGL выключен.
Для 3D-вида нужен WebGL, который есть во всех современных браузерах. Он может быть выключен, если в настройках браузера отключено аппаратное ускорение или графический драйвер очень старый. Включите аппаратное ускорение или попробуйте другой браузер.
Загружается ли что-нибудь?
Нет. Симуляцию рисует ваш собственный браузер с помощью WebGL; ничего никуда не отправляется, и после загрузки страницы она работает и офлайн.