Паразитный свет и предел измеряемого поглощения

Паразитный свет достигает детектора в обход предполагаемого полезного оптического пути или вне нужной спектральной полосы. Его добавка особенно заметна, когда образец пропускает мало полезного света. Возникает кажущееся насыщение шкалы поглощения задолго до математического предела.

От оптического сигнала к лабораторному результату

Фотометрический тракт измеряет свет, а концентрация появляется после преобразования этого сигнала по выбранной аналитической методике. Опорный канал, холостая проба и контрольный материал выполняют разные функции. Опора задаёт сравнение интенсивностей, холостая проба характеризует вклад среды, а контроль проходит через определённую последовательность измерения и обработки.

Расчётная модель

В модели паразитный сигнал составляет 0,1% от опорного и складывается с полезным светом. Опорный сигнал также содержит эту добавку. Рассчитаем видимое поглощение по истинному пропусканию образца.

Входная величина x — Истинное пропускание, %.

y = −lg((x / 100 + 0,001) / 1,001)

Результат y — Измеренная оптическая плотность. lg — десятичный логарифм.

Подстановка для одного случая

Возьмём второе условие таблицы. При x = 1 выражение принимает вид −lg((1 / 100 + 0,001) / 1,001). После вычисления получаем y ≈ 1,959. В соседних строках меняется только входная величина.

Истинное пропускание, %	Измеренная оптическая плотность	Изменение y к первой строке
10	0,99611	0
1	1,959	+0,96293
0,1	2,6994	+1,7033
0,01	2,959	+1,9629

График. Измеренная оптическая плотность в зависимости от Истинное пропускание, %. Значения приведены в таблице. — Точки соответствуют строкам таблицы. Пунктир соединяет рассмотренные условия.

Как проверить вывод

Повторите опыт с ослаблением основного пучка. При сохранении фоновой засветки показание постепенно перестаёт соответствовать теоретическому логарифму полезного сигнала.

Граница применимости

При сильном поглощении добавка становится сопоставима с прошедшим светом. Простое увеличение числа знаков на индикаторе не расширяет линейный диапазон.

При сравнении данных сохраняют длину волны, геометрию кюветы, время отсчёта и принятый способ коррекции. В кинетическом исследовании важны также начало реакции и участок оценки наклона. Неопределённость результата может возникнуть ещё до фотометрии при дозировании, разведении или подготовке пробы.

Проверьте себя

При каком из приведённых входных значений получится 2,959 по столбцу «Измеренная оптическая плотность»?

Показать разбор

Подстановка в выражение даёт −lg((0,01 / 100 + 0,001) / 1,001) ≈ 2,959. Входное значение — 0,01.

Оборудование и характеристики

Биохимические анализаторы в каталоге ИНФОМЕД. Ниже приведены примеры исполнений и сведения из их карточек. Значения учебного опыта заданы отдельно.

Оборудование	Параметр карточки	Описание исполнения
Микропланшетный фотометр для ИФА Erba LisaScan EM	Обработка	Проверить расчет и сохранение исходной оптической плотности
Микропланшетный фотометр для ИФА Erba LisaScan EM	Оптика	8 вертикальных каналов, 8 фотодиодов
iMagic-S7 — биохимический анализатор	Оптическая плотность	0–3,5 Abs; разрешение 0,0001 Abs
iMagic-S7 — биохимический анализатор	Кювета	Оптический диаметр 5,8 мм
Полуавтоматический биохимический анализатор SINNOWA BS-3000M	Оптическая плотность	0,000–3,500 ед.ОП
Полуавтоматический биохимический анализатор SINNOWA BS-3000M	Память результатов	6000 измерений и 5000 результатов контроля качества в описанном типе

Микропланшетный фотометр для ИФА Erba LisaScan EM

Для сохранения прослеживаемости полезно архивировать исходную карту измерения вместе с итоговой обработкой. Тогда при разборе необычного результата можно восстановить положение образца, оптическую плотность и параметры расчета. Если сохраняется только финальная цифра, оценить влияние возможной ошибки карты или калибровки будет значительно труднее.

Карточка оборудования ИНФОМЕД

iMagic-S7 — биохимический анализатор

Реакционная смесь 180–500 мкл измеряется в кювете с оптическим диаметром 5,8 мм. Температура поддерживается на уровне 37 °C. Восемь длин волн включают ультрафиолетовую область для ряда ферментных приложений и видимую область для колориметрических исследований. После реакции кювета проходит шестиступенчатую мойку водой и детергентом. Объём и качество промывки должны соответствовать эксплуатации прибора: снижение расхода воды произвольным изменением настроек может ухудшать перенос и стабильность фона. Оптический диапазон аппарата нельзя приравнивать к диапазону концентраций каждого аналита.

Карточка оборудования ИНФОМЕД