1. Introducción

El método de turbidez de la luz dispersa y el método de turbidez de la luz transmitida son técnicas de análisis basadas en el principio del fenómeno de dispersión de la luz. La dispersión de la luz es un fenómeno físico en el que el haz cambia su dirección de propagación (conocida como desviación) debido a la interacción con partículas de materia lo suficientemente pequeñas. Según la teoría electromagnética de maxwell, el requisito previo para la dispersión es que el índice de refracción de las partículas suspendidas debe ser diferente del índice de refracción de los líquidos suspendidos. Cuanto mayor sea la diferencia, más fuerte será la dispersión. Hay dos tipos de dispersión de la luz:1Dispersión elástica, en la que la luz dispersa y la luz incidente tienen la misma longitud de onda;2Dispersión de luz inelástica, en la que la luz dispersa y la luz incidente tienen diferentes longitudes de onda. Solo la primera dispersión de la luz (elasticidad) está relacionada con el método de turbidez de la luz dispersa y el método de turbidez de la luz transmitida.

En la turbidez de la luz transmitida, se mide la intensidad de la luz transmitida y se mide en la dirección de la luz incidente (es decir0°) medir la atenuación de la intensidad de la luz incidente causada por la dispersión y compararla con la intensidad de la luz incidente (medición en blanco). La característica medida es una medición indirecta del efecto de dispersión de partículas suspendidas, llamada turbidez. Cualquier absorción de la luz por parte de una muestra suspendida provoca una atenuación adicional de la intensidad de la luz (ver<857> Espectroscopia visible ultravioletayEspectroscopia visible ultravioleta: teoría y práctica). Por lo tanto, es importante asegurarse de que el material medido no absorba la luz en la longitud de onda de medición. De hecho, la ecuación para controlar la absorción y la determinación de la turbidez es la misma (aunque el valor de la constante de atenuación es diferente). En el método de turbidez de la luz dispersa, la medición y la dirección de propagación de la luz incidente son90La intensidad de la luz dispersa del ángulo. Por lo tanto, la medición de turbidez por turbidez de luz dispersa es una medición directa del efecto de dispersión de partículas suspendidas.

2. Términos y definiciones

Los términos comunes para describir la turbidez y la turbidez incluyen:

·Turbidez (símboloS): una medida de la disminución de la intensidad del haz incidente transmitido debido al efecto de dispersión de la luz de las partículas suspendidas. La cantidad de materia suspendida se puede medir observando la luz transmitida (turbidez) o la luz dispersa (turbidez).

registro I₀/ Yo_t= kbc = T

Yo₀=Intensidad de la luz incidente

Yo_t=Intensidad de la luz transmitida

k=Coeficiente de turbidez molecular

b=Longitud de la ruta de la piscina de muestras

c=concentración

T=Turbidez

·Turbidez (símbolo,τ): en la medición de la turbidez de la luz transmitida, la turbidez es la intensidad del haz incidente de la suspensión dada./.Una medida de reducción de la longitud unitaria. La Organización Internacional de normalización define la turbidez como "una reducción de la transparencia de los líquidos debido a la presencia de sustancias no disueltas"".

·Unidad de medición de turbidez: la unidad de turbidez se indica con un describidor que indica el método de medición.

·Unidad de turbidez del turbidímetro de luz dispersa..NTU): cuando se utiliza el método de turbidez de luz dispersa para medir la turbidez, el turbidímetro está formado por la dirección de propagación de la luz incidente.90 °El ángulo mide la luz dispersa, y la unidad de turbidez se llama la unidad de turbidez del método de turbidez de la luz dispersa.NTU).NTUEl tamaño se define en función de la turbidez generada por el estándar primario de formohidrazina (una suspensión hecha mezclando una solución de sulfato de hidrazina con hexametileno - tetramina en agua). Las suspensiones de microcuentas de polímero más seguras están ahora disponibles en el mercado y * son una alternativa aceptable. Sin embargo, todos estos criterios se remontan a la formohidrazina. La turbidez de la solución estándar primaria de formohidrazina es4000 NTU.

Otras unidades de turbidez * incluyen unidades de turbidez de formohidrazina..FTU) y la unidad de turbidez de formalina..FNU). Estas unidades equivalen a0-40 NTUDentro del alcanceNTU.

3. aplicación

Las aplicaciones de la turbidez de la luz transmitida y la turbidez de la luz dispersa incluyen1) soluciones y/.O determinación de la concentración de la suspensión (determinación de varios iones positivos y negativos mediante la precipitación y los sedimentos producidos por la suspensión bajo parámetros de reacción bien controlados);2(medir la turbidez de una solución o suspensión turbia;3(determinación del peso molecular en1000El peso molecular medio pesado y el tamaño de los sistemas polidispersos entre cientos de millones;4Medir la dinámica de reacción o la dinámica de Inmunoprecipitación del inmunoanálisis (método de turbidez de dispersión de ratio);5Monitorear el crecimiento de células y bacterias;6) determinación de la distribución del tamaño de las partículas suspendidas, recuento de partículas, etc.

El método de turbidez de dispersión proporcional es ampliamente utilizado en el análisis de componentes de vacunas y/.O la cuantificación de los componentes séricos. También se utiliza para la identificación de proteínas de células huésped en biofarmacéuticos recombinantes. Cuando se utiliza esta tecnología, mediante la medición de antígenos-Cambios en la respuesta de dispersión de la luz del complejo de anticuerpos purificados antisueros o antígenos para calcular la causa de los anticuerpos inmunes-Antígenos de una reacción de precipitación o aglutinación de antígenos..Ag) o anticuerpos..Ab) cantidad. Por lo general, se considera la Unión covalente de antígenos o la adsorción en microesferas de polímero para mejorar la eficiencia de dispersión; La tecnología resultante se llama“Inmunoanálisis de mejora de partículas",. Aunque esta técnica se llama turbidez de luz dispersa, generalmente la luz dispersa y la luz transmitida se miden con instrumentos de relación.

La medición de la turbidez por método de luz dispersa es más confiable en un rango de turbidez baja (la concentración del medio de dispersión es relativamente baja). En este rango, se observa la concentración de la muestra frente a la intensidad de la señal del detector (enNTUExiste una relación lineal entre (representaciones). A medida que aumenta la concentración, el ángulo de incidencia de la dispersión múltiple también aumenta, desviándose así de la respuesta lineal. Soporte máximo de Relaciones lineales confiablesNTUValor en1750–2000 NTUDentro del alcance. La turbidez de la luz transmitida se aplica a un rango de turbidez más alto (concentración del medio de dispersión). Para obtener resultados consistentes, todas las variables de medición deben controlarse cuidadosamente. En la medida de lo posible, se puede medir una suspensión extremadamente delgada.

4. Instrumentación

Los instrumentos utilizados para la medición de la turbidez de la luz transmitida y la turbidez de la luz dispersa se llaman turbidímetro de la luz transmitida y turbidímetro de la luz dispersa, respectivamente. En general, estos instrumentos incluyen una lámpara de mercurio con un filtro (para líneas verdes o azules fuertes), un obturador, un grupo de filtros neutros con una transmisión conocida y un Fotomultiplicador sensible que se puede instalar en una dirección de propagación de la luz incidente.0 °O90 °La posición del ángulo, o en un brazo, puede girar alrededor de la unidad de solución y configurarse como- 135 °A0 °A+ 135 °Cualquier ángulo. Las piscinas de soluciones tienen diversas formas, como para la medición90 °El cuadrado disperso;45 °、90 °y135 °La dispersión es semioctogonal; La columna se puede aplicar a la dispersión de todos los ángulos (véase la figura)1).

Imagen1.Turbidímetro representativo. Atención, detectores2Se puede instalar en un brazo móvil.

La turbidez también se puede medir con un fotofiltro estándar o un fotómetro, preferiblemente iluminado en la parte azul del espectro. La medición de la turbidez de la luz dispersa requiere un instrumento equipado con una fotocélula para recibir la luz dispersa en lugar de transmitirla. Debido a que esta es la misma geometría utilizada en el fluorometro, se puede utilizar como turbidímetro seleccionando adecuadamente el filtro. Turbidímetro de relación combinado90 °Método de turbidez de luz dispersa y método de turbidez de luz transmitida. Contiene fotocélulas, recibe y mide con muestras90 °La luz dispersa del ángulo y la luz dispersa hacia adelante frente a la muestra recibida y medida. También mide la luz que pasa directamente por la muestra. a través de90 °La suma de los valores de medición de la luz dispersa angular, los valores de medición de la luz dispersa delantera y los valores de medición de la luz transmitida, y el cálculo de la relación entre los dos, se puede obtener la lineal. La ventaja del uso de un sistema de medición de turbidez de relación es que la medición del astigmatismo se vuelve insignificante. Además, la determinación de la turbidez de la suspensión de color se realiza solo con turbidímetro turbidímetro o turbidímetro de turbidez de transmisión (modo de relación), ya que el procedimiento compensa la atenuación de la luz causada por el color de la suspensión. Por lo general, la fuente de luz en estos instrumentos es una lámpara de tungsteno, que se encuentra en2700 KTrabajando a la temperatura del filamento, la mayor parte de la intensidad de la luz es de aproximadamentede 550 nm. También se pueden utilizar otras fuentes de luz adecuadas. Por lo general, el detector es▲ 2Diodos de silicio▲ 2Y el tubo fotomultiplicador. Otra forma de eliminar el efecto de color es utilizar el led infrarrojo como fuente de luz, cuyo centro máximo de emisión es de aproximadamente860 nm, el ancho de banda espectral es60 nm.Cuando también se utilizan fuentes de luz láser, especialmente en instrumentos de medición de turbidez, esta tecnología suele llamarse“Medición de turbidez láser",. La ventaja del uso de turbidímetro de luz dispersa por láser es que la relación señal - ruido aumenta significativamente a un nivel de detección muy bajo. Por lo general, la fuente de luz funciona a una longitud de onda dede 660 nmDiodos láser. La alta densidad de potencia del haz láser hace que las partículas más pequeñas produzcan una mayor intensidad de dispersión. Combinado con trampas ópticas que absorben luz no dispersa, el sistema puede reducir significativamente la luz dispersa. Cuando un programa de la monografía indica el uso de un turbidímetro de luz dispersa o un medidor de turbidez de luz transmitida, se puede utilizar un instrumento que funciona en modo de relación.

5. Criterios de turbidez de la formohidrazina

La formohidrazina es la actualLos principales criterios de turbidez conocidos. Todos los demás criterios son secundarios y deben remontarse a la formohidrazina.Los principales estándares son▲.Compendio de terminología química de la IUPAC▲ 2ERR 1-mayo-2019）第 2 La edición (libro de oro) se define como un estándar para que los usuarios preparen a partir de materiales trazables utilizando métodos y condiciones claramente definidos.

La suspensión de formohidrazina tiene muchas características para garantizar su idoneidad como criterio principal. Se puede preparar de manera consistente y precisa a partir de materiales de partida de grado reactivo. La suspensión está compuesta por polímeros de diferentes longitudes y configuraciones aleatorias, y la forma y el tamaño de los polímeros que la componen van desde menos de0,1 μmA mayor10 μmNo varía. Aunque se ha demostrado que la distribución de la longitud de la cadena de polímeros varía según la preparación, los resultados totales de turbidez se pueden reproducir bien.

5.1 Preparación de las Normas de FormazinaPreparación de la solución estándar de formohidrazina

·硫酸肼溶液:Poner1.000 g de ACSSulfato de hidrazina de grado i..N₂H₄· H₂Así que₄) disuelto ende 100 mldeUnaEn el Matraz aforado de clase y diluirlo a la escala con agua sin partículas. Deje reposar la solución4 - 6Horas.

·Líquido estándar primario de formohidrazina:Poner2,50 gTetramina de hexametileno de grado analítico[(CH)₂(...)₆N₄[en inglés]Disuelta en25,0 mlAgua sin partículas, cargadade 100 mlMatraz. usarUnaCategoríade 25 mlPipeta añadida25,0 mlSolución de sulfato de hidrazina y mezclar completamente. Antes de usar, deje que el preparado esté en25±1° reposo a temperatura48Horas. La suspensión resultante puede funcionar de manera estable.2Meses.

·Suspensión estándar de reserva de formohidrazina1:usar15 ml de APipeta similar, que15 mlLa solución estándar primaria de formohidrazina se transfiere a1 litroEn El matraz aforo y diluirlo a escala con agua sin partículas y mezclar. La turbidez de la suspensión resultante es60 NTU.

·Suspensión estándar de reserva de formohidrazina2:usar50 ml de APipeta similar, que50 mlLa solución estándar primaria de formohidrazina se transfiere a200 mlEn El matraz aforo y diluirlo a escala con agua sin partículas y mezclar. La turbidez de la suspensión resultante es1000 NTU.

·Suspensión de referencia de formalina:Según la tabla1, ende 100 mlMezcle cada parte de la suspensión estándar de reserva de formalina y el agua sin partículas en el matrazo aforo para preparar la suspensión de referencia de formalina.