مقاله کامل طيف نگاري UV, FTIR, IR

دانشگاه آزاد اسلامي – واحد علوم و تحقيقات
دانشكده مهندسي پزشكي
سمينار درس پليمر در پزشكي
موضوع:
طيف نگاري UV, FTIR, IR
استاد:
سركار خانم دكتر اورنگ
ارائه دهنده
فاطمه پورعظيم
طيف نگاري UV, FTIR, IR
موضوعات مورد بررسي در اين سمينار، خصوصيات پرتوهاي IR,UV و وسايل طيف نگاري است و همچنين كاربرد اين پرتوها به عنوان آناليز سطوح بر روي مواد مي باشد.
فصل 1
1-1) خصوصيات و ويژگي هاي پرتو UV (وراء بنفش)
اشعه واراء بنفش بدسته اي از امواج الكترو مغناطيس اطلاق مي شود كه پس از طيف مرئي قرار گرفته و طول موج آن بين A3900-1800 ( و يا 39/0 مو و 0144/0 مو) مي باشد. اين اشعه قابل رويت نيست ولي از روي خاصيت شيميايي آن مي توان به وجودش پي برد حد اخير قرار دادي است چون بين اشعه وراء بنفش واشعه ايكس از لحاظ خواص فيزيكي حد فاصل مشخص و واضحي وجود ندارد.
طبق توصيه كنگره كپنهاك (سال 1932) اشعه UV را به سه منطقه تقسيم مي كنند.
1-وراء بنفش با طول موج بلند يا وراء بنفش A-اين اشعه بين طول موجهاي 39/0 و 315/0 مو قرار دارند. نسبت اين اشعه در نور آفتاب، قوس الكتريكي ذغال و چراغهاي الكتريكي معمولي زياد است. از نظر بيولوژيك توليد اريتم نمي كند مگر اينكه تابش شديد و طولاني باشد.
2- وراء بنفش با طول موج متوسط ياوراء بنفش B- كه بين طول موجهاي 315/0 مو و 28/0 مو واقع شده اند. اين اشعه در نور چراغ، بخار جيوه و قوس هاي الكتريكي با الكترودهاي فلزي وجود دارد. تاثير آنها در پوست شديد
است و زودتر از وراء بنفش A، اريتم توليد مي كند. پس از برطرف شدن اريتم، به علت پيگمانتاسيون شديد تا مدتي پوست تيره مي ماند.
3-وراء بنفش با طول موج كوتاه و يا وراء بنفش C كه شامل طول موج هاي كوتاهتر از 28/0 مو مي باشد و فقط درقوس الكتريكي جيوه وجود دارد. خواص شيميايي آن خيلي شديد است ولي چون در طبقات سطحي پوست جذب مي شود، اريتم و تيرگي پوست در آن خفيف است. اما اثر ميكروب كشي آن (باكتريها و مخمرها و غيره) بسيار شديد مي باشد.
جذب اشعه وراء بنفش- از شيشه معمولي فقط اشعه وراء بنفش A عبورميكند در صنعت، شيشه هائي با تركيبات مخصوص مي سازند كه تا طول موج 26/0 مو يعني وراء بنفش A و B و قسمتي ازC نيز ازآنها مي گذرد.
آب خالص براي اشعه وراء بنفش شفاف ترين مايعات است وطبقات نازك آن امواج بلندتر از 2/0 مو را از خود عبور مي دهند
آلبومين ها بر حسب فرمول شيميايي خود، طول موج‏هاي مختلفي را عبور مي دهند و داراي نوارهاي جذبي مخصوصي هستند كه به تركيب شيميايي آنها بستگي دارد.
گازها معمولاً براي اشعه براي اشعه وراء بنفش شفاف هستند و طول موجهاي بلندتر از 18/0 مو از طبقات نازك هوا بخوبي مي گذرند.
اندازه گيري اشعه وراءبنفش
اساس اندازه گيري اشعه وراء بنفش متكي بر خواص فيزيكي و شيميايي است.
اسباب هائيكه براي اندازه گيري اشعه وراء بنفش وجود داردكه اكتي نومتر (Actinomre) ناميده مي شود و به سه دسته تقسيم مي گردد.
1-پيل ترموالكتريك
2-اكتي نومتر فيزيكي
3-اكتي نومتر شيميايي
پيل ترمو الكتريك – اندازه گيري انرژي اشعه مانند اندازه گيري طيف مرئي واشعه زير قرمز مي باشد بدين معني كه جسمي را كه كليه اشعه را جذب مي كند در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصل را اندازه گيري مي كنند.
در عمل اين روش در پزشكي نتايج دقيق نمي دهد زيرا اغلب مقدار اشعه وارء بنفش خيلي كم است درصورتيكه اثر بيولوژيكي آن از اشعه مرئي زير قرمز زيادتر و مهمتر است. براي اينكه شدت اشعه وراءبنفش به تنهايي اندازه گيري شود كافي است كه ابتدا شدت تمام اشعه منبع نوراني را اندازه گيري نمود و سپس به كمك صافيهاي مناسب كه كليه اشعه وراء بنفش راجذب مي نمايد، اندازه گيري را تكراركرد. تفاضل اين دو مقدار اشعه وراء بنفش را نشان مي دهد.
2-اكتي نومتر فيزيكي – مهمترين اين نوع اكتي نومترها، سلول فوتو الكتريك است كه تشكيل شده از يك حباب از جنس كوارتز كه به خوبي تخليه شده است و شامل دو الكترود مي باشد. كاتد تشكيل شده از يك رسوب فلزي نازك كه جدار داخلي حباب به غير از قسمت كوچكي را كه براي ورود نور است مي پوشاند. آند در
داخل حباب بوده و از يك حلقه فلزي ساخته شده است. هر گاه بين دو الكترود اختلاف سطحي در حدود صد ولت برقرار نماييم به شرطي كه قطب منفي به رسوب فلزي متصل باشد، و سلول در تاريكي باشد جرياني نمي گذرد ولي اگر به رسوب نور بتابانيم از آن الكترود جدا شده و جرياني كه شدت آن متناسب با شدت نورتابنده است برقرار مي شود. باياد دانست كه شدت اين جريان معمولاً خيلي كم است (در حدود ميكرو آمپر) و بايد آنرا بوسيله لامپ هاي سه قطبي تقويت نمود.
براي افزايش حساسيت سلول داخل آنرا از گاز بي اثري با فشار كم پر مي كنند حساسيت سلول فوتو الكتريك بستگي به جنس فلز داخل حباب كه مورد تابش نور قرار مي گيرد، دارد.
امروزه كادميوم بيش از همه فلزات در اكتي نومترهاي بيولوژيك به كار مي رود زيرا اين فلز فقط به اشعه وارء بنفش حساس است.
3-اكتي نومتر شيميايي-املاح نقره در اثر تابش اشعه وراء بنفش احياء مي شود و چون نقره آن آزاد مي گردد املاح سياه رنگ مي شود.
اكتي نومتري فوق، اكتي نومتر بورديه (Bordier) است كه محلول فرو سيانور پتاسيم در نتيجه تابش اشعه وراء بنفش رنگ زرد مايل به آجري پيدا مي كند و شدت اين رنگ با مقدار اشعه وراء بنفش بستگي دارد. براي اين اندازه گيري نوارهاي كاغذي را به محلول 20 درصد فرو سيانور دو پتاسيم آغشته مي كنند و پس از خشك شدن در معرض تابش اشعه وراء بنفش قرار ميدهند. پس از مقايسه اين نوار كاغذي
كه رنگين شده است با يك سري نمونه هائيكه قبلاً تهيه و اندازه گيري شده به مقدار تابش اشعه وراء بنفش پي مي برند.
خواص فيزيكي و شيميايي اشعه وراء بنفش
گذشته از خواص مشتركي كه هر اشعه اي دارد و پس از جذب در جسم تبديل به حرارت ميشود اشعه وراء بنفش سه خاصيت مهم ديگر نيز دارد.
1-خاصيت فوتوالكتريك
2-خاصيت فلوئورسانس
3-خاصيت فوتو شيميايي
1-خاصيت فوتو الكتريك اگر اشعه وراء بنفش به فلزات بتابد از آنها الكترون جدا مي كند ولي جدا شدن الكترون در كليه فلزات به يك اندازه نيست و حساسيت كادميوم بيش از همه است. مقدار الكتروني كه از فلز جدا مي شود متناسب با مقدار انرژي اشعه ايست كه به آن مي تابد.
2-خاصيت فلوئورسانس- اگر درمقابل اشعه وراء بنفش اجسامي از قبيل كچ و Colophane و محلول ساليسيلات دو سود و غيره قرار دهند ملاحظه مي شود كه هر يك به نسبت جذب اشعه به رنگ هاي مختلف درخشندگي پيدا مي كنند. امروزه تحقيقات زيادي درباره فلوئور سانس بافت هاي سالم و بيمار دراثر تابش اين اشعه نموده اند كه نتايج مهمي در تشخيص بعضي از بيماريهاي پوستي و حتي نسوج سرطاني داشته است. دندانهاي سالم در اثر تابش اشعه وراء بنفش (33/0 تا 38/0 مو) رنگ آبي زيبايي پيدا مي كند. در صورتيكه دندانهاي مرده بدون تغيير رنگ وتاريك باقي مي ماند همچنين
جليديه سالم كه در اثر آب مرواريد استحاله نيافته باشد فلوئور سانس آبي ايجاد مي كند.
اشعه وراء بنفش به برخي اجسام خاصيت فسفر سانس داده و سبب يونيزاسيون گازها و تخليه الكتريكي خازنها مي شود.(1)
3-خاصيت فوتو شيميايي – اشعه وراء بنفش باعث فعل و انفعالات شيميايي مي شود و اين خاصيت در اشعه با موج كوتاه (3/0 مو) شديد تر است.
منابع طبيعي و مصنوعي اشعه وراء بنفش
تنها منبع طبيعي اشعه وراء بنفش خورشيد است ولي طيف نور خورشيد طول موجهاي كمتر از 2900 انگستروم ندارد زيرا قبل از رسيدن به زمين در جو صاف مي شود و اين خود وسيله اي براي حفاظت از خطرات اشعه وراء بنفش مي باشد.
همانطور كه گفته شد، مناسب ترين وسهل ترين وسيله توليد اشعه وراء بنفش استفاده از چراغهاي بخارجيوه است كه با مصرف كم انرژي الكتريكي مقدار نسبتا زيادي اشعه وراء بنفش توليدمي كند كه تا وقتي كه چراغ روشن است نورمهتابي از خود پخش مي كند كه حاوي مقداري اشعه وراء بنفش است. معمولا اين نوع چراغها را داخل نور افكن قرارمي دهند تا اشعه وراء بنفش رادرناحيه مورد درمان متمركز كنند ضمنا قوس الكتريكي بين دو قطعه ذغالي ياجرقه الكتريكي بين دو قطعه فلزي نيز مثل طيف خورشيد يك طيف پيوسته است كه شامل اشعه وراء بنفش با طول موج 2700 انگستروم مي باشد.
خواص و اثرات بيولوژيك اشعه وراء بنفش (1)

فایل : 51 صفحه

فرمت : Word