PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG

VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: NGUYỄN KHẮC KIỆM

NỘI DUNG CHÍNH

• PP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG

• CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

• ỨNG DỤNG

SỰ PHÁT XẠ HUỲNH QUANG

• Ở trạng thái kích thích, phân tử có thể trở về trạng thái điện tử cơ bản và phát ra năng

lượng dưới dạng bức xạ, bức xạ huỳnh quang

có bước sóng lớn hơn so với các bức xạ đã

được hấp thu trước đó

• Phương pháp huỳnh quang là phương pháp

xác định bản chất và nồng độ của một chất

nhờ phân tích bước sóng và cường độ của bức

xạ huỳnh quang

PP PHÂN TÍCH PHỔ HUỲNH QUANG

• SỰ TẠO THÀNH PHỔ HUỲNH QUANG

CƠ CHẾ PHÁT QUANG

HUỲNH QUANG

• Đường phía dưới thể hiện trạng thái cơ bản năng lượng của phân tử, tương ứng với trạng thái đơn được kí hiệu là S0

• Đường đậm nét phía trên là trạng thái kích

thích năng lượng của phân tử tương ứng với các trạng thái đơn S1 và S2

• Các vạch mỏng phía dưới và phía trên ứng với

sự phục hồi dao động

• Phân tử bị kích thích có thể bị hấp thu năng lượng của 2 dải bức xạ 1 và 2 ứng với bước chuyển S0 S1 va S0 S2

• Sau đó xảy ra quá trình hồi phục dao động về trạng thái S1 rồi phát huỳnh quang(bức xạ 3) ) trở về trạng thái cơ bản

Quá trình khử hoạt

• phân tử có thể bị kích thích đến một mức dao động bất kì trong quá trình kích thích e

• năng lượng dư bị mất đi tức thời khi có sự va chạm giữa phân tử bị kích thích và phân tử

dung môi

• => sự phát xạ huỳnh quang trong dung dịch xảy ra

• Cấu tạo phân tử và sự phát quang huỳnh quang

• Lượng oxi không hòa tan

• …

CÁC BỘ PHẬN MÁY ĐO

Hình sơ đồ khối thiết bị đo huỳnh quang

CÁC KIỂU ĐẶT CUVET

• Vuông góc với tia tới

• Nghiêng 3) 7 so với tia tới

• Cuvet quay

Nguyên lý hoạt động

sơ đồ phổ kế huỳnh quang

Nguyên lý hoạt động phổ kế huỳnh quang

• Bức xạ phát ra từ nguồn sáng đèn xenon 1 đi

qua bộ đơn sắc kích thích 2 đến mẫu đo 3) phát

đến ống nhân quang 7 (đetectơ) rồi sang bộ

phận đọc tín hiệu và ghi nhận kết quả 8.

Bảng so sánh sự khác nhau giữa phổ kế huỳnh quang và một số loại phổ kế khác

- đèn đơteri cho vùng tử ngoại ( 200 – 3) 50 nm)

- đèn tungsen cho vùng khả kiến ( 3) 50 – 1000 nm)

-đèn Nernst: là ống dài 2-5cm,Þ 1-3) mm chứa oxit kim loại đất hiếm

-đèn Globar:dài 40-60mm, Þ 6mm làm từ silic cacbit

4 Cả 2 đều phát tia hồng ngoại

Bộ  phận 

chọn sóng -kính lọc hấp thụ và kính lọc giao thoa

-cách tử

-Thiết bị luôn có 2 bộ phận chọn sóng

- lăng kính Littrow bằng thạch anh

- cách tử là những tấm thuỷ tinh có vạch những đường

vạch/mm)

-Thiết bị chỉ có 1 bộ tách đơn sắc

-Hệ thống tách ánh sáng đơn sắc gồm lăng kính hoặc cách tử

-dùng LiF, CaF2, NaCl chế tạo lăng kính cho tia hồng ngoại

-cách tử là những tấm thuỷ tinh

có vạch những đường song song(20-3) 00vạch/mm)

Detectơ -ống nhân quang có cường độ cao

- dùng đetectơ dàn diot cho phổ

kế huỳnh quang

-ống nhân quang -photodiot

-dàn diot

-biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện

-nhờ bộ phận khuếch đại mà dòng điện mạnh lên nhiều lần

để truyền sang bộ phận tự ghi

Cuvet mẫu -hình trụ tròn hoặc hình trụ chữ

nhật -làm bằng thuỷ tinh hoặc silic oxit

-lăng kính và cửa sổ cuvet đều làm bằng thạch anh -cuvet có các tấm cửa sổ làm từ tinh thể KBr hay NaCl

• Ngoài ra, sự sắp xếp vị trí nguồn sáng và mẫu đo giữa các loại cũng có sự khác biệt

• Ở kiểu (I) - phổ kế huỳnh quang – bộ đơn sắc

được đặt vuông góc với hướng đi của nguồn

sáng ban đầu vì ánh sáng đi qua bộ đơn sắc là ánh sáng huỳnh quang từ mẫu phát ra

• Ở kiểu (II) – phổ kế tử ngoại khả kiến – nguồn

sáng đi qua mẫu đo rồi đi thẳng vào bộ đơn sắc.

• Ở kiểu (III) – phổ kế phát xạ - nguồn sáng trực tiếp đốt mẫu rồi sau đó đi vào bộ đơn sắc.

ỨNG DỤNG TRONG DƯỢC PHẨM:

Xác định hàm lượng quinin trong dược tá (một họ lớn các dược chất có hại cho sức khỏe)

ỨNG DỤNG

VÍ DỤ: Xác định ĐLA-một loại chất gây ảo giác

ỨNG DỤNG

• TRONG NGÀNH MÔI TRƯỜNG:

• Xác định nồng độ chất độc hại trong đó có chất gây ung thư trong không khí

ỨNG DỤNG Xác định chất Benzipiren

ỨNG DỤNG

• TRONG Y HỌC: Xác định hàm lượng ion vô cơ trong máu và nước tiểu

ỨNG DỤNG

• Phổ huỳnh quang tia X: Phân tích các nguyên

tố chủ yếu, thứ yếu, vi lượng và những chất

độc hại trong TP

Ứng Dụng

Ví Dụ Xét nghiệm vi khuẩn E.coli nhằm ngăn chặn nhiễm độc thực phẩm:

Cơ chế xác định vi khuẩn vi khuẩn gây bệnh

QUAN SÁT VÀ ĐẾM TRỰC TIẾP CÁC TẾ BÀO VI KHUẨN PHÁT QUANG  DƯỚI KÍNH HIỂN VI HUỲNH QUANG

Ảnh huỳnh quang:

Phức hợp hạt nano silica – kháng thể;

VK gắn với phức hợp kháng thể - Silica;

VK gắn với phức hợp kháng thể - QDs

Phổ huỳnh quang của phức hợp hạt silica – kháng thể gắn kết với vi

khuẩn E coli O157:H7

• Đây là cơ sở để xây dựng đường chuẩn:

cường độ phổ - số lượng E.coli O157:H7

để phát hiện nhanh, nhậy số lượng vi khuẩn này ở mật độ thấp

Ví Dụ Phân tích lượng dư CBM (thuốc bảo vệ thực vật trong thực phẩm) bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) đầu dò huỳnh quang (FD)

Carbamate (CBM) là nhóm thuốc bảo vệ thực vật rất phổ biến có công thức chung :

O ||

R1NH - C - OR2

• Trong đó R1 và R2 là aryl hoặc ankyl.

Thực hiện quá trình

NGHE

HẾT