Kislorod mavazusiga oid masalalar yechish metodikasi

Kislorod kontsentratsiyasini lyuminestsent usulda o'lchash uchun LDO sensori:
Lange LDO sensori ikkita asosiy komponentga ega (2-rasmga qarang):
1) Shaffof substratga yotqizilgan fosforli qatlamli sensor qopqog'i.
2) Ko'k va qizil LEDlar (yorug'lik chiqaradigan diodlar), fotodiod va elektron signal konvertori (analizator) bilan sensor korpusi.
Ish holatida qopqoq sensorga vidalanadi va suvga botiriladi. Tahlil qilingan namunadagi kislorod molekulalari fosfor bilan bevosita aloqa qiladi.

O'lchov jarayonida ko'k LED shaffof substratdan o'tadigan va qisman fosfor qatlami tomonidan so'rilgan yorug'lik zarbasini chiqaradi. Fosfor molekulalaridagi elektronlar keyin yuqori energiya darajasiga (qo'zg'aluvchan holat) o'tadi. Bir necha mikrosekund ichida elektronlar bir nechta oraliq energiya darajalari orqali o'zlarining dastlabki holatiga qaytadilar va energiya farqini uzunroq to'lqin uzunligi (qizil) nurlanish shaklida chiqaradilar.

Agar bu vaqtda kislorod molekulalari fosfor bilan aloqada bo'lsa,

• 
  ular hayajonlangan holatda elektronlarning energiyasini o'zlashtira oladi va yorug'lik kvantini chiqarmasdan (nurlanishsiz o'tish) ularning dastlabki holatiga qaytishiga imkon beradi. Kislorod kontsentratsiyasining oshishi bilan bu jarayon chiqariladigan "qizil" nurlanish (lyuminesans) intensivligining pasayishiga olib keladi.
  
• 
  ular fosforda tebranish hosil qiladi, buning natijasida elektronlarning qo'zg'aluvchan holatdan asosiy holatga tezroq o'tishiga olib keladi. Shunday qilib, luminesans vaqti qisqaradi.
  

Kislorod ta'sirining ikkala jihatini "lyuminesansni o'chirish" atamasi bilan ifodalangan hodisaga bog'lash mumkin. Ularning ta'siri rasmda ko'rsatilgan. 4: t=0 vaqtida ko'k LED tomonidan chiqarilgan yorug'lik impulsi fosfor qatlamiga tushadi va keyinchalik qizil yorug'lik chiqaradi. Qizil nurlanishning maksimal intensivligi (Imax) va parchalanish vaqti atrof-muhitdagi kislorod kontsentratsiyasiga bog'liq (parchalanish vaqti qo'zg'alish boshlanishi va qizil nurlanish darajasi maksimal intensivlikning 1/e gacha tushishi o'rtasidagi vaqt sifatida aniqlanadi). ).

Kislorod kontsentratsiyasini aniqlash uchun luminesansning parchalanish vaqti tahlil qilinadi. Shunday qilib, kislorod kontsentratsiyasini o'lchash vaqtni faqat jismoniy o'lchashga qisqartiriladi.

Sensorning javobi sensorga o'rnatilgan qizil LED yordamida doimiy ravishda sozlanadi. Har bir o'lchovdan oldin u ma'lum xususiyatlarga ega yorug'lik nurini chiqaradi, u fosfordan aks etadi va optik tizimga kiradi. Bu o'lchov tizimidagi har qanday o'zgarishlarni kechiktirmasdan aniqlashni va kompensatsiya qilishni ta'minlaydi.
Xemilyuminessent tahlil
Xemilyuminessent analiz - bu bir tomondan katalitik (kinetik) tahlil usullari bo'limi, ikkinchi tomondan lyuminessent tahlil usullari bo'limi.
Xemiluminesans usulining boshqa katalitik usullardan farqi kataliz effektidan foydalanish shaklidadir. An'anaviy katalitik usullarda mahsulot miqdori fotometrik yoki titrimetrik tarzda aniqlanadi. Katalitik xemiluminesans reaktsiyasida asosiy "mahsulot" yorug'lik bo'lib, uning miqdori yoki intensivligi fotografik yoki fotoelementlar yoki fotoko'paytirgichlar yordamida o'lchanadi.
Xemilyuminessent tahlil usulida lyuminestsentga qaraganda oddiyroq uskunalar qo'llaniladi, chunki kvarts chiroq yoki boshqa yorug'lik qo'zg'atuvchi manbaga ehtiyoj yo'q; qo'shimcha ravishda, fonni xohlaganingizcha kichik qilish mumkin. Tahlilning lyuminestsent usulida to'ldirilmagan d-darajali ko'plab ionlar luminesansning so'nishiga olib keladi. Shu bilan birga, xemiluminesans reaktsiyalarida bu ionlar ko'pincha faollashtiruvchi yoki katalizator (ba'zan inhibitorlar) bo'lib, shuning uchun osongina aniqlanadi. An'anaviy katalitik reaktsiyalarda vodorod peroksidning katalizatori bo'lgan vanadiy yoki tsirkoniy kabi ba'zi elementlarning xemiluminesans reaktsiyalarida inhibitorlar bo'lib chiqishi ham qiziq.
Xemiluminesans hodisalari analitik kimyoda quyidagi sohalarda qo'llaniladi: turli moddalarning odatiy miqdorini titrimetrik aniqlashda ko'rsatkichlar sifatida; xemiluminesans reaktsiyasining asosiy tarkibiy qismlarini aniqlashda: vodorod peroksid, kislorod, organik birikmalar, kimilyuminesans ko'rsatkichlari; xemiluminesansning katalizatorlari va ingibitorlari bo'lgan elementlarning mikromiqdorlarini aniqlashda; inhibitorlari bo'lgan organik moddalarning oksidlanishi paytida.
Xulosa

Suvdagi erigan kislorod kontsentratsiyasini aniqlash uchun juda ko'p usullar mavjud bo'lsa-da, ulardan faqat bir nechtasi keng tarqalgan. Bu katta hajmli uskunalar va yuqori malakali xodimlarni talab qilmaydigan usullardir.

Kimyoviy usullar maxsus jihozlarni talab qilmaydi, laboratoriya idishlaridan tashqari. Biroq, ular juda mehnatkash, ular juda ko'p turli xil kimyoviy reagentlarni (shu jumladan zaharli) talab qiladi. O'lchov natijalarini buzadigan moddalarni olib tashlash ham juda qiyin. Ushbu usullar temir va yod o'z ichiga olgan moddalarni o'z ichiga olgan suvlarni tahlil qilish uchun mos emas.
Elektrokimyoviy usullar yuqorida tavsiflangan kamchiliklarga ega emas. Elektrokimyoviy usullar asosida ishlab chiqilgan zamonaviy sensorlar ixcham, aniq va ishlatish uchun qulay. Ushbu datchiklar ham qisman, ham statsionar analizatorlarda qo'llaniladi.
Ba'zi fotometrik va lyuminestsent usullar juda aniq. Ularning asosiy kamchiligi shundaki, tahlil qilish uchun reaktivlar va sintez qilish qiyin bo'lgan moddalar kerak bo'ladi. Bundan tashqari, ko'pchilik kolorimetrlar taqqoslash uchun standart echimni talab qiladi. Luminescent va xemiluminesans usullari juda murakkab uskunalar va katta hajmli fotoko'paytirgichlarni talab qiladi.