Biochimie

Exemple de pH-metre, spectrofotometre, cromatografe, electroforeze utilizate în laboratoare medicale şi de revoluţie.

Spectrofotometria

Un spectrofotometru sau un colorimetru utilizeaza transmiterea luminii printr-o solutie pentru determinarea concentratiei unui solut in solutia respectiva. Spectrofotometrul difera de colorimetru prin modul in care lumina este separata in lungimile de unda componente. Spectrofotometrul utilizeaza o prisma pentru separarea luminii, iar colorimetrul utilizeaza filtre. Ambele se bazeaza pe un model simplu de trecere a luminii de lungime de unda cunoscuta printr-o proba si masurarea cantitatii de energie luminoasa care este transmisa. Aceasta se realizeaza prin plasarea unei fotocelule in partea opusa a probei respective. O raza de lumina este formata din fotoni; cand un foton intalneste o molecula de analit, exista sanse ca analitul sa absoarba fotonul. Aceasta absorbtie reduce numarul de fotoni din raza de lumina, astfel reducand intensitatea luminoasa.Toate moleculele absorb energie radianta la anumite lungimi de unda. Cele care absorb energie in spectrul vizibil sunt cunoscute ca pigmenti. Proteinele si acizii nucleici absorb lumina in domeniul ultraviolet. Un spectrofotometru implica o sursa de lumina, o prisma, un suport pentru probe si o fotocelula. Acestea sunt conectate la un sistem electric sau mecanic care controleaza intensitatea luminii, lungimea de unda si conversia energiei primite la nivelul fotocelulei in fluctuatii voltmetrice. Fluctuatiile voltmetrice sunt apoi proiectate pe o scala metrica/digitala si valorile sunt inregistrate intr-un computer.

Intensitatea culorii dintr-o proba depinde de cantitatea de solut din proba respectiva. Transmisia luminii nu este o functie liniara, ci mai degraba exponentiala. Transmitanta este procentul relativ de lumina care a trecut prin proba. Transmitanta procentuala este transformata intr-o functie logaritmica inversa cunoscuta ca absorbanta (sau densitate optica).

Legea Beer-Lambert: absorbanta este minus log10 din transmitanta (A = - log10T). Aceasta valoare este mai utila decat transmitanta deoarece proiectia absorbantei versus concentratie determina o linie dreapa, absorbanta crescand odata cu cresterea concentratiei (transmitanta scade odata cu cresterea concentratiei de analit).

Pentru a utiliza un spectrofotometru este necesara stabilirea unei serii cunoscute de dilutii a unor cantitati cunoscute de solut. Una din acestea nu contine solut si este cunoscuta ca “blank”. Este utilizata pentru ajustarea instrumentului sa citeasca 100% transmitanta pentru absorbanta 0. O valoare a transmitantei de 0% (absorbanta infinita) este stabilita prin plasarea unei bariere intre sursa de lumina si fotocelula. Toate celelalte masuratori sunt apoi efectuate prin simpla plasare a probelor in calea luminii. Dupa inregistrarea absorbantei pentru o serie de probe standard este efectuata o dreapta absorbanta versus concentratie. Panta dreptei reprezinta coeficientul de extinctie. Aceasta valoare este o constanta si este utilizata pentru conversia oricarei absorbante masurate in concentratia corespunzatoare (C = A/ε).

Un spectrofotometru poate utiliza atat lumina vizibila (de obicei avand ca sursa de lumina o lampa cu tugsten/halogen), cat si lumina UV. Singura modificare necesara este inlocuirea tuburilor de sticla cu cuvete de quartz (sticla absoarbe lumina UV si nu este potrivita pentru un spectrofotometru UV).

Cromatografia

Cromatografia reprezinta un grup de metode de laborator care se bazeaza pe adsorbtia selectiva, prin care componentele unui amestec complex pot fi identificate si/sau purificate (adsorbtia reprezinta aderenta moleculelor la suprafata unei alte substante). Metoda a fost utilizata initial de botanistul rus Mikhail Tsvett pentru separarea de produsi intens colorati, de unde denumirea de cromatografie.