Մոլեկուլային կենսաֆիզիկայի լաբորատոր աշխատանքների ուսումնամեթոդական ձեռնարկ - Կարդալ տեքստը առցանց

ԵՐԵՎԱՆԻ ՊԵՏԱԿԱՆ

ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆ

Պ.Հ. Վարդևանյան, Ա.Պ. Անտոնյան, Մ. Ա. Փարսադանյան

ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ԿԵՆՍԱՖԻԶԻԿԱՅԻ

ԼԱԲՈՐԱՏՈՐ ԱՇԽԱՏԱՆՔՆԵՐԻ

Ո Ւ Ս Ո Ւ Մ Ն Ա Մ Ե Թ Ո Դ Ա Կ Ա Ն Կ Ա Ն Ձ Ե Ռ Ն Ա Ր Կ

ՄԱՍ 2

---

ԵՐԵՎԱՆԻ ՊԵՏԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆ

Պ.Հ.ՎԱՐԴԵՎԱՆՅԱՆ, Ա.Պ.ԱՆՏՈՆՅԱՆ,

Մ.Ա. ՓԱՐՍԱԴԱՆՅԱՆ

ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ԿԵՆՍԱՖԻԶԻԿԱՅԻ ԼԱԲՈՐԱՏՈՐ ԱՇԽԱՏԱՆՔՆԵՐԻ ՈՒՍՈՒՄՆԱՄԵԹՈԴԱԿԱՆ ՁԵՌՆԱՐԿ

ՄԱՍ 2

ՄԱԿՐՈՄՈԼԵԿՈՒԼՆԵՐԻ ՀԵՏ ԼԻԳԱՆԴՆԵՐԻ ԿՈՄՊԼԵՔՍՆԵՐԻ pK-ի ՈՐՈՇՈՒՄԸ: ԹԹՎԱՀԻՄՆԱՅԻՆ ՀԱՎԱՍԱՐԱԿՇՌՈՒԹՅԱՆ ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆԸ ՍՊԵԿՏՐԱՖՈՏՈՄԵՏՐԻԱՅԻ ՄԵԹՈԴՈՎ

ԵՐԵՎԱՆ

ԵՊՀ ՀՐԱՏԱՐԱԿՉՈՒԹՅՈՒՆ

---

ՀՏԴ 577.32(072)

ԳՄԴ 28.071

Վ 304

Տպագրության է երաշխավորել ԵՊՀ կենսաֆիզիկայի ամբիոնը

Գրախոսներ՝

Է. Ս. ԳԵՎՈՐԳՅԱՆ – ՀՀ ԳԱԱ թղթակից անդամ, կենսաբանական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր

Ե. Բ. ԴԱԼՅԱՆ – ֆիզիկամաթեմատիկական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր

Հեղինակներ`

Պ.Հ.ՎԱՐԴԵՎԱՆՅԱՆ - կենսաբանական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր Ա.Պ.ԱՆՏՈՆՅԱՆ - կենսաբանական գիտությունների թեկնածու, դոցենտ Մ.Ա.ՓԱՐՍԱԴԱՆՅԱՆ - կենսաբանական գիտությունների թեկնածու, դոցենտ

ՎԱՐԴԵՎԱՆՅԱՆ Պ.Հ.

Վ 304 Մոլեկուլային կենսաֆիզիկայի լաբորատոր աշխատանքների ուսումնամեթո- դական ձեռնարկ/ Պ.Հ.Վարդևանյան, Ա.Պ. Անտոնյան, Մ.Ա. Փարսադանյան: Մաս 2 (Մակրոմոլեկուլների հետ լիգանդների կոմպլեքսների pk-ի որոշումը: Թթվա- հիմնային հավասարակշռության վերլուծությունը սպեկտրաֆոտոմետրիայի մեթոդով)։- Եր., ԵՊՀ հրատ., 2014, - 64 էջ:

Ձեռնարկը նվիրված է կենսաբանական հետազոտություններում, մասնավո- րապես, կենսաբանական ակտիվությամբ օժտված մոլեկուլների և մակրոմոլե- կուլների թթվա-հիմնային հավասարակշռության, pK-ի որոշման մեջ սեպեկտրա- ֆոտոմետրիայի մեթոդի կիրառությանը։ Այդ մեթոդը հնարավորություն է ընձե- ռում ուսումնասիրելու կենսաբանական համակարգերի կառուցվածքը տարբեր մակարդակներում, ինչպես նաև դրանցում տեղի ունեցող տարաբնույթ գործ- ընթացները:

Ձեռնարկը պարունակում է «Մոլեկուլային կենսաֆիզիկա» ծրագրով նախա- տեսված դասընթացի մեջ ներառված մակրոմոլեկուլների կառուցվածքի և գործառության հետազոտմանը վերաբերող մի շարք հարցեր:

ՀՏԴ 577.32(072)

ԳՄԴ 28.071

ISBN 978-5-8084-1852-3

---

ԲՈՎԱՆԴԱԿՈՒԹՅՈՒՆ

1. ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅԻ ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՀԱՍԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ.......5 2. ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅԻ ԳԼԽԱՎՈՐ ՕՐԵՆՔԸ .

3. ՍՊԵԿՏՐԱՖՈՏՈՄԵՏՐԵՐԻ ԱՇԽԱՏԱՆՔԻ ՍԿԶԲՈՒՆՔԸ ................14 4. ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԿ ՓՈՐՁԵՐԻ

ԱՌԱՆՁՆԱՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ

5. ԲԱԶՄԱԲԱՂԱԴՐԻՉ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԻ ՍՊԵԿՏՐՆԵՐԻ

ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆԸ.............

6. ԴԻՖԵՐԵՆՑԻԱԼ ՄԵԹՈԴԸ ԿԼԱՆՄԱՆ

ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅՈՒՄ

6.1. ԴԻՖԵՐԵՆՑԻԱԼ ԿԼԱՆՄԱՆ ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅԻ ՄԵԹՈԴԻ

ՀԻՄՈՒՆՔՆԵՐԸ...............

6.2. ԴԻՖԵՐԵՆՑԻԱԼ ՍՊԵԿՏՐԱՖՈՏՈՄԵՏՐԵՐԸ և ԴՐԱՆՑ

ԿԻՐԱՌՈՒԹՅՈՒՆԸ ԿԵՆՍԱԲԱՆԱԿԱՆ ՀԵՏԱԶՈՏՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐՈՒՄ

7. ԹՈՒՅԼ ԹԹՈՒՆԵՐԻ ԴԻՍՈՑՄԱՆ ԱՍՏԻՃԱՆԻ ՈՐՈՇՈՒՄԸ ԹԹՎԱՀԻՄՆԱՅԻՆ ՀԱՎԱՍԱՐԱԿՇՌՈՒԹՅԱՆ

ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆԸ

7.1. ԴԻՆԻՏՐՈՖԵՆՈԼԻ ԴԻՍՈՑՄԱՆ ՀԱՍՏԱՏՈՒՆԻ ՈՐՈՇՈՒՄԸ

ՍՊԵԿՏՐԱՖՈՏՈՄԵՏՐԻԿ ՄԵԹՈԴՈՎ

7.2. ՄԵԹԻԼԵՆ ՆԱՐՆՋԱԳՈՒՅՆԻ ԴԻՍՈՑՄԱՆ ՀԱՍՏԱՏՈՒՆԻ ՈՐՈՇՈՒՄԸ

7.3. ԴՆԹ-ԼԻԳԱՆԴ ԿՈՄՊԼԵՔՍՆԵՐԻ pH ՏԻՏՐՈՒՄԸ:

pK-Ի ՈՐՈՇՈՒՄԸ.............

7.4. ՍՊԻՏԱԿՈՒՑՆԵՐԻ pH-ՏԻՏՐՄԱՆ

ՈՒՍՈՒՄՆԱՍԻՐՈՒԹՅՈՒՆԸ

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՑԱՆԿ...........

---

- 4-

---

1. ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅԻ ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՀԱՍԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ

Սպեկտրասկոպիան (spectrum լատիներեն՝ պատկերացում, կերպար, skopeo – հունարեն՝ դիտում) ունի լայն կիրառություն։ Վերլու- ծական նպատակներով այն կիրառվում է քիմիական միացությունների նույնականացման, ինչպես նաև լուծույթներում և խառնուրդներում նյութերի կոնցենտրացիաները որոշելու համար։ Օպտիկական սպեկտ- ըրասկոպիայի կիրառությունը թույլ է տալիս ուսումնասիրելու մոլե- կուլների կառուցվածքը և էներգետիկ հատկությունները, տարբեր, այդ թվում, թթվահիմնային պրոցեսների հավասարակշռությունը, քիմիա- կան ռեակցիաների կինետիկան և այլն։ Սպեկտրասկոպիկ հետազո- տությունների օբյեկտ կարող են հանդիսանալ կամայական ագրեգա- տային վիճակներում գտնվող միացությունները:

Սպեկտրասկոպիայի հիմնադիրներից է Իսահակ Նյուտոնը: Ուսումնասիրելով լույսի ճառագայթի անցումը թափանցիկ պրիզմայի միջով՝ նա հայտնաբերեց, որ սպիտակ թվացող լույսը կարելի է տրոհել կարմիր, նարնջագույն, դեղին, կանաչ, երկնագույն, կապույտ, մանու- շակագույն բաղադրիչների և, ըստ էության, նա բացահայտեց լույսի դիսպերսիան (1672թ.)։ Հետագայում հաստատվեց նաև այն, որ տեսա- նելի լույսի տիրույթից դուրս գոյություն ունի ճառագայթում, որն անտե- սանելի է մարդու աչքի համար: 1800թ. Ուիլյամ Հերշելը, սովորական ջերմաչափերի միջոցով ուսումնասիրելով տեսանելի լույսի սպեկտըրը, բացահայտեց, որ տեսանելի տիրույթի կարմիր ճառագայթման սահմանից այն կողմ ջերմաչափերը տաքանում են այնպիսի ճառա- գայթման շնորհիվ, որը նա անվանեց “calorific rays”։ Ներկայումս ճա- ռագայթման այդ տիրույթն անվանում են ինֆրակարմիր: 1802թ. Իոհան Ռիտտերը կրկնեց Հերշելի փորձերը՝ կիրառելով ոչ թե ջերմաչափ, այլ արծաթի քլորիդ, որը լույսի ներգործությամբ տրոհվում է: Պարզվեց, որ AgCl-ի տրոհման արագությունն աճում է սպեկտրի կարմիր եզրից դեպի մանուշակագույնը և առավելագույնն է դառնում տեսանելի լույսի սպեկտրի տիրույթից դուրս: Այսպես բացահայտվել են ուլտրամանու-

---

շակագույն ճառագայթները։ Այս փորձերը սկիզբ դրեցին լայնածավալ սպեկտրասկոպիկ հետազոտությունների։

Ժամանակակից սպեկտրասկոպիան հիմնված է քվանտային տե- սության պատկերացումների վրա, համաձայն որոնց ցանկացած ատո- մային կամ մոլեկուլային համակարգ կայուն է միայն որոշակի ստացիոնար վիճակներում: Համակարգի էներգիայի ցանկացած փոփո- խություններ պայմանավորված են մի վիճակից մյուսը թռիչքաձև անց- մամբ։ Նման անցումները կարող են լինել ինչպես ճառագայթմամբ, այն- պես էլ առանց ճառագայթման։ Ըստ էության այն անցումները, որոնց դեպքում նյութը կլանում կամ արձակում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթներ, հանդիսանում են սպեկտրասկոպիայի հետազոտու- թյան օբյեկտ:

Էլեկտրամագնիսական էներգիայի քվանտի կլանումը հանգեց- նում է նրան, որ համակարգը (ատոմ, մոլեկուլ, իոն, ռադիկալ և այլն) հիմնական վիճակից անցնում է գրգռված վիճակի

A + hv → A

Կլանված էներգիայի քվանտի մեծությունը որոշվում է որպես համակարգի վերջնական և սկզբնական վիճակների էներգիաների տարբերություն` ըստ Պլանկի բանաձևի.

hc 2.

E — E = AE

ուստի ճառագայթումը կարելի է բնութագրել ինչպես էներգիայով (կՋ/մոլ) և ինտենսիվությամբ (Վտ/մ), այնպես էլ ալիքային պարամետ- րերով՝ ալիքի երկարությամբ . (նմ), հաճախությամբ v (Հց), ալիքային թվով v (սմ)։ Սպեկտրալ հատկություններից կախված էլեկտրամագնի- սական ալիքների տիրույթների դասակարգումը բերված է աղյուսակ 1- ում:

Կլանման սպեկտրասկոպիան ուսումնասիրում է քիմիական միացությունների կլանման ունակությունը: Կլանման սպեկտրները ստացվում են հետազոտվող նյութի որոշակի հաստությամբ շերտի միջով էլեկտրամագնիսական ճառագայթման բաց թողման դեպքում։

---

Յուրաքանչյուր նյութ բնութագրվում է խիստ անհատական կլանման սպեկտրով։

Աղյուսակ 1

Էլեկտրամագնիսական ալիքների սպեկտրալ տիրույթների դասակարգումը

Սպեկտրալ բնութագրիչները

Սպեկտրների տիրույթը

2., (նմ)

v, (սմ-1)

Վակուումային

Ուլտրամանուշակագույն

Տեսանելի

Մոտակա ինֆրակարմիր

Հեռու ինֆրակարմիր

Կլանումը սպեկտրի տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն տի- րույթներում պայմանավորված է մոլեկուլների անցմամբ էլեկտրոնա- յին-գրգռված վիճակի, որն ուղեկցվում է նաև տատանողական և պտտական ենթավիճակների փոփոխություններով, ուստի հասարակ մոլեկուլների էլեկտրոնային սպեկտրները գազային փուլում մեծ քանա- կությամբ պարունակում են տատանողական-պտտական կառուցվածքի նեղ շերտեր: Գազի ճնշման մեծացման կամ խտացված վիճակի անց- ման դեպքում դրանց քանակն ավելանում է, իսկ գծերը վերադըրվում են և առաջանում են լայն շերտեր, որոնցից յուրաքանչյուրը բնութագրվում է առավելագույն կլանմանը համապատասխանող ալիքի երկարության՝ Amax-ի որոշակի արժեքով։

Ավանդաբար օրգանական մոլեկուլների էլեկտրոնային կառուց- վածքի ուսումնասիրության ժամանակ տարբերակվում են մոլեկուլային ուղեծրերի հետևյալ տիպերը՝ օ և օ", r և r", ինչպես նաև n (չկապող): Առաջինները գոյություն ունեն ցանկացած օրգանական մոլեկուլում, երկրորդները հիմնականում բազմակի կապերով համակարգերում,

---

իսկ երրորդները՝ էլեկտրոնների չընդհանրացված զույգեր պարու- նակող հետերոատոմներ ունեցող մոլեկուլներում (O, N, S, Cl, Br և այլն)։ Օպտիկական գրգռման դեպքում հնարավոր են հետևյալ տիպի անցումներ՝ օ→o", "→t", n→o", n→r*: օ→o" և ո→օ* անցումները հիմ- նականում ընկած են վակումային ուլտրամանուշակագույն տիրույթում և բնորոշ են սահմանային ածխաջրերին և դրանց հալոգենային ածանցյալներին, ինչպես նաև կարբոնիլային միացություններին: Օրի- նակ, էթանի դեպքում Amax=135նմ, ացետոնի դեպքում՝ Amax=190նմ: օ→0* անցումների դեպում կլանման սպեկտրները հիմնականում ունեն բարձր ինտենսիվություն, մինչդեռ ո→օ* անցումների դեպքում ինտեն- սիվությունը համեմատաբար փոքր է:

Չհագեցած միացությունների մոլեկուլներում տեղի են ունենում →r*, ո→r* անցումներ, որոնք ընկած են մոտակա ուլտրամանուշա- կագույն և տեսանելի տիրույթներում: Ավելի երկարալիք տիրույթի կլանման սպեկտրներ ունեն այն մոլեկուլները, որոնցում առկա են զու- գորդված կապերի երկարաձգված համակարգեր կամ արոմատիկ օղակներ: Մոլեկուլում միմյանց հետ փոխազդող բազմաթիվ «-էլեկտ- րոնների առկայությունը մեծացնում է մոլեկուլի էլեկտրոնային ամպի հնարավոր կոնֆիգուրացիաների թիվը, ինչն իր հերթին նվազեցնում է նրա հիմնական վիճակի էներգիան և գրգռված վիճակի անցման համար անհրաժեշտ քվանտի էներգիայի մեծությունը: Օրինակ, արոմատիկ մոլեկուլների շարքում՝ բենզոլ, նավթալին, անտրացեն, կլանման շերտի մաքսիմումը շեղվում է դեպի երկարալիք տիրույթ (Amax=268, 311, 476նմ համապատասխանաբար)։ Հիմնականում թույլատրված անցումների համար պատասխանատու շերտերն ունեն կլանման մեծ ինտենսիվություն, մինչդեռ n→օ* անցումների ինտենսիվությունը մեծ

չէ:

Լիցքի տեղափոխման հետ կապված անցումները դասվում են առանձին խմբի։ Եթե օպտիկական գրգռումն ուղեկցվում է էլեկտրոնա- յին խտության վերաբաշխումով երկու քիչ թե շատ տարանջատված էլեկտրոնային համակարգերի միջև տվյալ մոլեկուլում, ապա այսպիսի անցումը կոչվում է լիցքի ներմոլեկուլային տեղափոխություն: Լիցքի

---

ներմոլեկուլային տեղափոխությամբ պայմանավորված կլանման երկա- րալիք շերտ ունեցող մոլեկուլի տիպիկ օրինակ է նիտրոբենզոլը (որտեղ էլեկտրոնների դոնոր է ֆենիլային օղակը, իսկ ակցեպտոր է նիտրո խումբը): Եթե լիցքի տեղափոխությունն իրականանում է երկու տարբեր մոլեկուլների միջև, ապա այս դեպքում տեղի ունի լիցքի միջմո- լեկուլային տեղափոխություն։ Այս դեպքում ի հայտ է գալիս կլանման շերտ, որը բացակայում է այդ միացությունների սեփական կլանման սպեկտրներում։ Շատ դեպքերում այդ պրոցեսին կարող է մասնակցել նաև լուծիչի մոլեկուլը: Տիպիկ օրինակ է I մասնիկը, որի ջրային լուծույթում դիտվող կլանման շերտը v=44200սմ' դեպքում պայմանա- վորված է էլեկտրոնի տեղափոխությամբ ջրի մոլեկուլի վրա:

Ատոմների խմբերը, որոնք ցուցաբերում են կլանում, կոչվում են քրոմոֆոր (գույնի կրիչներ): Սովորաբար դրանք բևեռային կամ չհագե- ցած կապերով խմբեր են: Օրինակ՝ -C=C-; >C=O; - C6H5; -N=N-; NO2, որոնց համապատասխանող .max-ներն են՝ 180; 280; 270; 370; 270 նմ:

Եթե երկու քրոմոֆորներ իրարից բաժանված են բավականին եր- կար ածխաջրածնային շղթայով, ապա դրանց կլանումը գործնականում կլինի գումարվելի (ադիտիվ), մինչդեռ մոտ տեղաբաշխման դեպքում դրանք կարող են զուգորդման միջոցով ազդել մեկը մյուսի վրա` էակա- նորեն փոխելով մոլեկուլի սպեկտրը: Որոշ տեղակալիչներ, չլինելով քրո- մոֆորներ, կարող են մեծացնել միացության կլանումը: Այսպիսի խմբերը կոչվում են աուքսոքրոմային (գունաուժեղացուցիչներ)։ Դրանց թվին են պատկանում, օրինակ, ամինո-, հիդրօքսի- և մեթօքսի- խմբերը:

Արտաքին աղբյուրից ընկնող լույսի կլանման ունակությունը միացության կողմից բնութագրվում է օպտիկական խտությամբ։ Սովո- րաբար օպտիկական խտությունը նշանակվում է A-ով (ռուսալեզու գրականության մեջ` D-ով):

Ըստ սահմանման, օպտիկական խտությունը միացության անթա- փանցելիության չափն է, որը հավասար է միացության շերտի վրա ընկ- նող լույսի ինտենսիվության Io-ի և միացության միջով անցնող և կլան- ման ու ցրման արդյունքում դուրս եկող լույսի ինտեսիվության՝ I-ի հա- րաբերության տասնորդական լոգարիթմին:

---

Ig (4)

A-ի կախվածությունը 2-ից կամ v-ից կոչվում է տվյալ միացու- թյան կլանման սպեկտր։ Միացության միջով անցնելու արդյունքում լույսի սպեկտրային կազմը փոխվում է, ինչը սովորաբար ընկալում է որպես նմուշի գույն (աղ. 2):

Կլանվող լույսի և միացության գույնի համապատասխանությունը

Աղյուսակ 2

Կլանվող լույսի

Կլանվող լույսը

Անցնող լույսի գույնը

միջակայքը, նմ

Մանուշակագույն

Դեղնա-կանաչ

Կապույտ

Դեղին

Կանաչա-երկնագույն

Նարնջագույն

Երկնագույնա-կանաչ

Կարմիր

Կանաչ

Ծիրանագույն

Դեղին-կանաչ

Մանուշակագույն

Դեղին

Կապույտ

Նարնջագույն

Կանաչ-երկնագույն

Կարմիր Ծիրանագույն

Երկնագույն-կանաչ

Կանաչ

---

2. ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅԻ ԳԼԽԱՎՈՐ ՕՐԵՆՔԸ

Սպեկտրասկոպիայում բոլոր քանակական չափումների հիմքում ընկած է Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը (հապավումը` ԲԼԲ օրենք), որը կապ է հաստատում միացության կողմից լույս կլանելու ունակության և տվյալ միացության կոնցենտրացիայի միջև։

Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը կարելի է դուրս բերել՝ ելնելով հետևյալ պատկերացումներից. Դիտարկենք ալիքի երկարությամբ մոնոքրոմատիկ լույսի անցումը հետազոտվող միացությամբ կյուվետի միջով։ Եթե այն կլանում է տվյալ ալիքի երկարությամբ լույսը, ապա կյուվետից դուրս եկող լուսային հոսքի ինտենսիվությունը՝ I, ավելի փոքր կլինի կյուվետի վրա ընկնող լույսի Io ինտենսիվությունից։ Լույսի կլանումը dI տվյալ միացության dx հաստությամբ անվերջ բարակ շերտում համեմատական է այդ շերտի վրա ընկնող լուսային հոսքին` I-ին և լույսը կլանող մասնիկների C մոլային կոնցենտրացիային։ Իրոք, լույսի յուրաքանչյուր քվանտ, անցնելով լուծույթի dx շերտի միջով, իր ճանապարհին հանդիպում է կլանող մասնիկների որոշակի քանակու- թյան, որը կարելի է հաշվարկել որպես (NA··C·dx), որտեղ NA-ն Ավո- գադրոյի թիվն է, օ-ն` այն շերտի արդյունավետ կտրվածքն է, որում քվանտը բախվում է միացության մասնիկի հետ: Այդ շերտում քվանտ- ների հոսքի լրիվ թուլացումը (-dI) կորոշվի հոսքի Ik ելքային ինտենսի- վությամբ` բազմապատկած մեկ քվանտի կլանման հավանականության (NA-o-C-dx) հետ: e-ով նշանակելով NA·ց համեմատականության գործա- կիցը կստանանք - dx – շերտի կողմից լույսի կլանումը որոշող արտահայտությունը.

dl, = =&'I, C ·dx:

Երբ դիտարկվող շերտի հաստությունը փոխվում է 0-ից մինչև 1, որտեղ 1-ը միացության հաստությունն է կյուվետում, լույսի ինտեն- սիվությունը կնվազի Io-ից մինչև I: Այդ սահմաններում ինտեգրումը՝

---

- = acjax

կբերի միացության կողմից լույսի թուլացումը նկարագրող կախվածու-

թյանը.

I = I • e*«C»

Միացության կողմից լույսի թուլացումը նկարագրող կախվածու- թյունը կարելի է ներկայացնել լոգարիթմական տեսքով.

lg I

= & · C · 1 = A,

որտեղ Io-ն և I-ն նմուշի վրա ընկնող և նմուշով անցնող լույսի ինտենսի- վություններն են, C-ն` մոլային կոնցենտրացիան, 1-ը` օպտիկական ճանապարհի երկարությունը, .-ն` համեմատականության գործակիցը, որը կոչվում է կլանման մոլային գործակից կամ միացության էքս- տինկցիայի գործակից: Այսպիսով, օպտիկական խտությունը գծայն- որեն կապված է կոնցենտրացիայի հետ հետևյալ առնչությամբ.

A = &z •C•1

Սպեկտրասկոպիայում ընդունված է կյուվետի 1 երկարությունը չափել սմ-երով, միացության կոնցենտրացիան` մոլ/լ-երով, իսկ օպտի- կական խտությունը անչափելի մեծություն է, ուստի էքստինկցիայի գործակցի չափման միավորը կլինի լմոլ սմ։ Էքստինկցիայի գործակ- ցի հակադարձ մեծությունը հավասար է 1.0մոլ/լ կոնցենտրացիայով լու- ծույթի շերտի հաստությանը, որում լույսի ինտենսիվությունը նվազում է 10 անգամ: (3) և (5) բանաձևերը իրենցից ներկայացնում են ԲԼԲ օրենքի դիֆերենցիալ և ինտեգրալ ձևակերպումները։

Միացության կողմից լույսի կլանման պրոցեսի համար բնութա- գըրական է գումարելիությունը. եթե նմուշում առկա են մի քանի կլանող ձևեր, ապա տվյալ ալիքի երկարության դեպքում օպտիկական խտությունը կորոշվի դրանցից յուրաքանչյուրի կլանումների գումարով.

---

A₂ = 1 · Σ ɛ; (2) · C;

ուստի լուծույթների ուսումնասիրության ժամանակ անհրաժեշտ է հաշվի առնել, որ լուսային հոսքը կարող է կլանվել նաև լուծիչի մոլե- կուլների կողմից, որոնց կոնցենտրացիան սովորաբար մի քանի կար- գով գերազանցում է լուծված միացության կոնցենտրացիան։ Այսպիսով, լուծույթում որևէ միացության կլանման սպեկտրը ստանալու համար անհրաժեշտ պայման է տվյալ սպեկտրալ հատվածում կիրառվող

լուծիչի առավելագույն թափանցելիությունը՝ & << & ։ Ինչպես

երևում է աղյուսակ 3-ից, ավելի հաճախ կիրառվող լուծիչները սպեկ- տրի տեսանելի և մոտակա ուլտրամանուշակագույն տիրույթներում չունեն կլանում:

Աղյուսակ 3

Լուծիչների կողմից ՈւՄ ճառագայթման բաց թողման սահմանը

Լուծիչ

2.սկզբ., նմ

Լուծիչ

սկզբ., նմ

Ացետոն

Տոլուոլ

Ացետոնիտրիլ

Քացախաթթու

Բենզոլ

4-քլորային ածխածին

Ջուր

Ցիկլոհեքսան

ն-Հեքսան

Քլորոֆորմ

Մեթանոլ

Էթանոլ

Ծծմբական թթու

---

3. ՍՊԵԿՏՐԱՖՈՏՈՄԵՏՐԵՐԻ ԱՇԽԱՏԱՆՔԻ ՍԿԶԲՈՒՆՔԸ

Դիտարկենք միաճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետրի կառուցված-

քը (նկ. 1):

Նկ. 1. Միաճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետրի կառուցվածքային գծապատկերը։

Լույսի աղբյուրը (1) տեղադրված է էլիպտիկ հայելու (2) կիզակե- տում։ Որպես կանոն, տեսանելի լույսի աղբյուր է վոլֆրամային, հալո- գենային լամպը, որը լույսի հաստատուն հոսք է տալիս 360-950նմ մի- ջակայքում: Որպես ՈւՄ ճառագայթման աղբյուր ծառայում է ջրածնա- կան կամ դեյտերիումային լամպը՝ անընդհատ սպեկտրով 200-360նմ տիրույթում։ Լույսի փունջը հարթ ապակու (3) միջոցով շրջվում է և ոսպնյակի (4) միջոցով ընկնում է մոնոքրոմատորի (6) ելքային ճեղքի (5) վրա, որը գտնվում է ոսպնյակի կիզակետում։ Մոնոքրոմատորներում որպես նրբացրող տարր օգտագործվում է պրիզմա կամ դիֆրակցիոն ցանց։ Ալիքի անհրաժեշտ երկարություն կարելի է ստանալ փոփոխելով ընկնող բազմաալիք - լույսի էներգիայի հոսքի անկյունը նըրբացրող տարրի հարթության նկատմամբ կամ պտտելով մոնոքրոմատորի պրիզման։ Ելքային ճեղքից (7) դուրս է գալիս որոշակի ալիքի երկա-

---

րությամբ լուսային էներգիայի մոնոքրոմատիկ հոսք։ Օպտիկական համակարգը (8) այնպես է ձևափոխում լուսային հոսքը, որ հետազոտ- վող լուծույթի նվազագույն թույլատրելի ծավալի և կյուվետային բաժ- նում (9) կյուվետի բազմակի անգամ տեղադրման դեպքում հոսքի երկ- րաչափությունը չի փոխվում։ Նմուշի միջով լույսը անցնելով՝ այնու- հետև ընկնում է ֆոտոէլեմենտի (10) վրա։

Նկար 2-ում բերված է երկճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետրի գծա- պատկերը, որտեղ հետազոտվող և ստուգիչ նմուշների վերլուծություն- ները կատարվում են միաժամանակ։

Նկ․ 2․ Երկճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետրի կառուցվածքային գծապատկերը։

Լույսն աղբյուրից (1) ընկնում է մոնոքրոմատորի (2) վրա և բա- ժանվում է երկու փնջերի, որոնք պտտվում են սեկտորաձև հայելու (3) միջոցով։ Ստացված լուսային փնջերը շրջվում են անշարժ հայելիների միջոցով (4), անցնում են ստուգիչ (5) և հետազոտվող (6) նմուշների մի- ջով, այնուհետև մեկ այլ պտտվող հայելի միավորում է դրանք մեկ փնջի մեջ և լույսն ընկնում է ֆոտոընդունիչի (7) վրա։ Եթե տվյալ ալիքի երկարության տակ ստուգիչի և հետազոտվող նմուշների կլանումները նույնն են, ապա ֆոտոէլեմենտի վրա ընկնում է հաստատուն լուսային հոսք, իսկ եթե տարբեր են՝ փոփոխական։ Ֆոտոէլեմենտի հոսանքը ուժեղանում է էլեկտրոնային սխեմայով և առաջացող էլեկտրական ազդակը հասնում է ինքնագրին (8), որը գրանցում է բացթողնման կամ օպտիկական խտության կախվածությունը ալիքային թվից։

---

Նրբացրող տարրեր։ Սպեկտրային պրիզմաներ։ Պրիզմաների միջոցով ճառագայթների բաժանումը մոնոքրոմատիկ բաղադրիչների ո բեկման ցուցիչից պրիզմայի միջով անցած ճառագայթի ծ անկյան շեղ- ման կախվածության արդյունք է, որը տարբեր ալիքի երկարություն ունեցող ճառագայթների համար ունի տարբեր արժեքներ (նկ. 3)։

i'2

Δδ

Նկ.3. Պրիզմայով անցնող լույսի բեկումը։

Պրիզմայի որակը բնութագրվում է Aծ անկյունային նրբացրու- մով, ինչը կախված է պրիզմայի նյութից, այսինքն ո և An/A. մեծություն- ներից, « բեկման անկյունից և ii անկման անկյունից (և, հետևաբար, պրիզմայի առաջին և երկրորդ կողմերի վրա բեկման iu և iռ անկյուննե- րից).

Δδ

sin a

Δλ

sini cos'

Δλ

Կախված պահանջվող սպեկտրի տիրույթից օգտագործում են տարբեր նյութերից պատրաստված պրիզմաներ. տեսանելի տիրույթի համար՝ ապակուց, ՈւՄ տիրույթի համար՝ բյուրեղային կվարցից և ֆլյուորիտից։ Առավել շատ օգտագործում են հետևյալ պրիզմաները․ 1) պարզ եռակողմ պրիզմա 60° բեկման անկյամբ, 2) Աբբեի պրիզմա, որում լույսի փունջը շեղվում է 90° անկյամբ, 3) Ամիչիի պրիզմա՝ բաղ-

---

կացած երեք կամ ավելի միմյանց սոսնձված ուղղանկյուն պրիզմա- ներից և այլն։

Դիֆրակցիոն ցանցն իրենից ներկայացնում է հարթ կամ գոգա- վոր օպտիկական հարթության վրա նստեցված, բազմաթիվ իրար զու- գահեռ և իրարից հավասարաչափ հեռացած նրբագծերից կազմված պարբերական կառուցվածք։ Քննարկենք, թե ինչպես է լույսն անդրա- դառնում այդ օպտիկական համակարգից (նկ. 4)։

An...22

Նկ. 4. Ցանցի վրա լույսի դիֆրակցիայի սխեման։

Եթե մոնոքրոմատիկ լույսի զուգահեռ փունջը ընկնում է մեծ հարթ հայելու վրա a անկյան տակ, ապա անդրադարձած լույսը նույն- պես զուգահեռ փունջ է։ Այլ է պատկերը, երբ կիրառվում է բավականին նեղ շերտիկի տեսքով հայելի, որի լայնությունը ալիքի երկարության կարգի է, այսինքն մոտ 1000 նմ։ Լույսի զուգահեռ փունջն այդ շերտիկից անդրադարձումից հետո կորցնում է իր զուգահեռությունը։ Դիֆրակ- - 17 -

---

ցիայի այս երևույթը դիտվում է նաև, երբ լույսն անցնում է նեղ ճեղքով։ Եթե մակերևույթի վրա կան բազմաթիվ պարբերական հայելային նըր- բագծեր (կամ ճեղքեր), ապա տեղի է ունենում տատանումների ինտեր- ֆերենցիոն գումարում, որոնք դուրս են գալիս թ դիտարկվող ուղղու- թյամբ b լայնության ունեցող յուրաքանչյուր ճեղքից (նկ. 4)։ Արդյուն- քում էկրանի վրա առաջանում են լուսավորվածության մաքսիմումներ, որոնք նկարագրվում են դիֆրակցիոն ցանցի հավասարմամբ.

d(sina + sin B) =m,

որտեղ a-ն լույսի փնջի անկման անկյունն է, P-ն ցանցի նկատմամբ տարված նորմալի և դիֆրակցիոն փնջի տարածման ուղղության միջև անկյունն է, d-ն ցանցի պարբերականությունն է, m-ը ամբողջ թիվ է և կարող է ընդունել 0, ±1, ±2, ±3, . արժեքներ և հավասար է այն ալիքների երկարությունների թվին, որոնց չափով ցանցի տվյալ ճեղքի որոշակի տարրից դուրս եկող ալիքը հետ է ընկնում հարևան ճեղքի նույնատիպ տարրից դուրս եկող ալիքներից։

Նկարից երևում է, որ անկման հաստատուն օ անկյան դեպքում գլխավոր մաքսիմումների դիրքը կախված է ալիքի երկարությունից։ Այդ պատճառով ցանցով բազմաալիք փնջի անցումից հետո յուրաքանչ- յուր մաքսիմումում դիտվում է լույսի սպեկտրալ բաժանում (նկ.4)։ Մաքսիմումները համարակալում են m թվին համապատասխան, իսկ m-ը անվանում են սպեկտրի կարգ։ =ß դեպքում կդիտվի զրոյական դի- ֆրակցիոն մաքսիմում, որը չի պարունակում լույսի սպեկտրալ բա- ժանում։ Նրա երկու կողմից տարածվում են առաջին m=±1, երկրորդ m=±2 և ավելի բարձր կարգի սպեկտրներ։ Սպեկտրի տեսանելի և ՈւՄ տիրույթների համար հատուկ են այնպիսի դիֆրակցիոն ցանցեր, որոնք 1մմ վրա պարունակում են 300-ից 1200 նրբաշերտեր։

---

4. ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԿ ՉԱՓՈՒՄՆԵՐԻ

ԱՌԱՆՁՆԱՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ

ԲԼԲ օրենքը կանխատեսում է նյութի օպտիկական խտության գծային կախվածությունը նրա մոլային կոնցենտրացիայից. e-ը ուղիղ համեմատական է նյութի կոնցենտրացիային, որը հաստատուն է և կախված չէ փորձի իրականացման պայմաններից։ Սակայն գործնակա- նում հանդիպում են գծային կախվածությունից շեղման դեպքեր։

Դիտարկենք, թե որ գործոնները կարող են ազդել e-ի մեծության վրա։ Այն կարող է կախված լինել ընկնող լույսի Io ինտենսիվությունից։ Io-ի բարձր արժեքների դեպքում էլեկտրոններով հիմնական վիճակի հագեցվածությունը կարող է կտրուկ նվազել, ինչը բերում է e-ի նվազ- մանը ընդհուպ մինչև 0-ական արժեքը։ Նման երևույթները հետազոտ- վում են ոչ գծային սպեկտրասկոպիայում։ Սակայն հիմնականում օպ- տիկական սպեկտրասկոպիայում նման հզոր ճառագայթման աղբյուր- ներ չեն օգտագործվում և ընդունվում է, որ 8-ը կախված չէ ընկնող լույ- սի ինտենսիվությունից։

&-ի թվային արժեքի վրա կարող են ազդել արտաքին պայման- ները՝ ջերմաստիճանը, ճնշումը (գազերի համար), լուծիչը։ Այսպես, ջեր- մաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց կարող է դիտվել կլանման շերտի լայնացում, որը պայմանավորված է հիմնական վիճակում էլեկ- տրոններով տատանողական մակարդակների հագեցվածության փո- փոխությամբ։ Լուծիչի բևեռայնության փոփոխությունը (մասնավորա- պես, բևեռային լուծիչի փոխարինումը ոչ բևեռային լուծիչով) կարող է ազդել հետազոտվող կլանման շերտի մաքս-ի դիրքի վրա։ Օրինակ, մասնիկի կլանման շերտը ջրից ացետոն տեղափոխելիս շեղվում է 4800 սմ-ով։ Նման տեղաշարժերը բացատրվում են ներմոլեկուլային փո- խազդեցությունների առաջացմամբ, որոնք բերում են արտաքին սոլվա- տային թաղանթի կառուցվածքի փոփոխության։

ԲԼԲ օրենքից շեղումը կարող է նաև պայմանավորված լինել քի- միական պատճառներով, որը լուծիչում տարբեր կլանող մասնիկների միջև բարդ փոխազդեցությունների արդյունք է։ Այդ դեպքում նյութերի

---

կոնցենտրացիայի փոփոխությունը կարող է հանգեցնել հավասարա- կշռության դիրքի տեղաշարժմանը, ինչն իր ազդեցությունն է ունենում կլանման սպեկտրի վրա։ Այս դեպքում նույնիսկ նոսր լուծույթներում չի պահպանվում 8-ի հաստատունությունը։

Մյուս գործոնը այն է, որ լույսի փոխազդեցությունը նյութի հետ չի սահմանափակվում միայն կլանմամբ։ Դիտարկենք, փորձում լույսի ինտենսիվության ողջ հաշվեկշիռը։ Ենթանդրենք Io ինտենսիվությամբ լույսի փունջն ընկնում է հետազոտվող նմուշով կյուվետի վրա։ Լույսի մի մասն անդրադառնում է օդ-միջավայր բաժանման մակերևույթի վրա և կյուվետի պատերից՝ Iանդր։ Մի մասը ցրվում է միջավայրի մասնիկների վրա բոլոր ուղղություններով, որի դեպքում փոխվում է լույսի սպեկտրալ կազմը՝ Iցրում, մի մասն անցնում է և ընկնում ընդունիչի վրա՝ Ik, ինչպես նաև տեղի է ունենում որոշ մասի կլանում՝ Iլ,, որի մի մասը կարող է հետագայում լուսարձակվել բոլոր ուղղություններով՝ Iլյում, իսկ մի մասն էլ վերածվել ջերմության` տաքացնելով լուծույթը։ Այսպիսով, ինտենսիվության գումարային տեսքը հետևյալն է. .

Io=Ik+Iկլ +Iանդր +Ïցրում:

ԲԼԲ օրենքը, բնականաբար, վերաբերում է միայն I և I×-ին։ Հետևաբար, մյուս գումարելիները պետք է լինեն կամ անհամեմատ փոքր, կամ ինչ որ կերպ հաշվի առնվեն։ ցրում և Iանդր հետ կապված անճշտությունների մեծ մասը կարելի է վերացնել՝ կիրառելով կլանման տարբերակման մեթոդը։ Այս դեպքում չափում են ոչ թե նյութով կյուվետի վրա ընկնող լույսի ինտենսիվությունը՝ Io-ն, այլ լույսի փնջի այն ինտենսիվությունը, որն անցնում է մաքուր լուծիչ պարունակող համեմատական կյուվետի միջով՝ Iհամ: Iցրում ազդեցությունը փոքրացնե- լու համար խորհուրդ չի տրվում օգտագործել 1սմ-ից մեծ օպտիկական ուղի ունեցող կյուվետներ։ Հնարավոր է նաև Iյում պայմանավորված չափումների որոշակի սխալներ, սակայն մեծ մասամբ այդ ճառագայ- թումը ցրվում է բոլոր ուղղություններով, և նրա միայն աննշան մասը կարող է ընկնել ընդունիչի վրա։

Երկրորդ, նման շեղումները կարող են պայմանավորված լինել օգտագործվող սարքի ոչ լիարժեք կառուցվածքով։ Դրանց թվին են

---

պատկանում գրանցող սարքի վրա ընկնող լույսի ինտենսիվության և գրանցված էլեկտրական ազդակի միջև ուղիղ համեմատականության բացակայությունը, լույսի փնջի ոչ լրիվ զուգահեռությունը և ոչ լրիվ մո- և նոքրոմատիկությունը, սպեկտրի գրանցման բարձր արագությունների դեպքում ինքնագրի որոշակի իներցիայի առկայությունը և այլն։

Հաշվի առնելով վերը նշվածը, սպեկտրասկոպիայում ընդունված է յուրաքանչյուր հետազոտվող նմուշի համար փորձնականորեն ստու- գել Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը։ Այդ նպատակով ֆիքսված ալիքի երկարության տակ իրականացնում են տարբեր կոնցենտրացիաներով մի շարք լուծույթների օպտիկական խտության չափումներ։ Ստացված տվյալներով կառուցվում է C-ից A–ի կախվածության տրամաչափա- կան կորը (օպտիկական շերտի հաստատուն հաստության դեպքում), որից դատում են ուղիղ համեմատականության առկայության մասին։ Իդեալական դեպքում կորի կետերը պետք է լինեն կոորդինատների սկզբնակետով անցնող ուղղի վրա։ Այդ ուղղի թեքության անկյան տան- գենսն իրենից ներկայացնում է հետազոտվող նմուշի մարման մոլային գործակիցը։

Փորձի ճշտության համար մեծ նշանակություն ունի օպտիկական խտությունների օգտագործվող միջակայքը։ Ժամանակակից սպեկտ րաֆոտոմետրերը - չափումներն իրականացնում են օպտիկական խտության 0<A<4 սահմաններում, սակայն ստացվող արժեքների ճշտությունը, այս միջակայքի տարբեր կետերում, միմյանցից խիստ տարբերվում են։

Օպտիկական խտության որոշման հարաբերական սխալը նկա- րագրվում է հետևյալ արտահայտությամբ

AA/DA=(AI/I). (loge/4·104)

Հարաբերական սխալի՝ AA/A-ի կախվածությունը A-ից հաշվարկ- ված է այն պայմանի համար, որ օպտիկական խտության հետազոտու- թյան ողջ միջակայքում AI և Io-ն հաստատուն մեծություններ են (նկ. 5)։ Ինչպես երևում է կորից, օպտիկական խտության հաշվարկման

---

ժամանակ նվազագույն սխալ դիտվում է A=lge=0.4343 դեպքում, իսկ այդ արժեքից շեղման դեպքում այն խիստ մեծանում է, ուստի ընտըրվում են այնպիսի պայմաններ, որ լուծույթի օպտիկական խտության արժեքը լինի 0.1<A<1.4 սահմաններում։

AA/A, %

Նկ. 5. Օպտիկական խտության որոշման հարաբերական սխալը։

Այնուամենայնիվ, եթե օպտիկական խտության փորձնականորեն չափված արժեքները դուրս են գտնվում այդ միջակայքից, ապա կարելի է կամ լրացուցիչ նոսրացնել լուծույթը, կամ օգտագործել օպտիկական ուղու այլ երկարություն ունեցող կյուվետներ։

---

5. Բազմաբաղադրիչ համակարգերի սպեկտրների

վերլուծությունը

Բազմաբաղադրիչ խառնուրդների կլանման սպեկտրների վերլու- ծությունը բավականին դժվար է։ Որպես պարզագույն դեպք դիտար- կենք իրավիճակ, երբ լուծույթում կան երկու տիպի մասնիկներ՝ A և B: Այդ դեպքում վրադրվում է ևս մի պայման, որ այդ մասնիկները լույսը կլանում են սպեկտրի հետազոտվող միջակայքում և կարող են փոխա- կերպվել մեկը մյուսին դարձելի կամ անդարձելի քիմիական ռեակցիա- ների արդյունքում (օրինակ՝ իզոմերիզացիա, կոմպլեքսագոյացում)։ Բացի այդ, դրանց կոնցենտրացիաները կապված են իրար հետ հետևյալ առնչությամբ.

Ca + Cg = C = const

Հետևաբար, կլանման սպեկտրից կարելի է որոշել C և CB արժեք- ները։ Վերլուծության իրականացման համար անհրաժեշտ է, որ ալիքի երկարության որոշակի միջակայքում այդ մասնիկների սպեկտրները էականորեն տարբերվեն միմյանցից։ Ենթադրենք, որ ընտրված միջա- կայքում այդ մասնիկների սպեկտրները չեն վերածածկում միմյանց։ Այդ դեպքում հետազոտվող ալիքի երկարությունը պետք է այնպես ընտրել, որ նյութերից մեկը դրա տակ կլանում չունենա, իսկ մյուսն ունենա առավելագույն կլանում։ Co-ի և ընտրված ալիքի երկարության տակ օպտիկական խտության՝ A-ի հայտնի արժեքների պայմաններում հեշտությամբ որոշվում է յուրաքանչյուր մասնիկի կոնցենտրացիան։ Դիտարկենք ավելի բարդ դեպք, երբ երկու մասնիկների սպեկտրներն ամբողջությամբ վերածածկում են իրար։ Այս դեպքում, որպես հետազոտվող ալիքի երկարություն, պետք է ընտրել այնպիսի տիրույթ, որտեղ A-ն և es-ն տարբերվեն իրարից առավելագույն չափով։ Տվյալ ալիքի երկարության տակ երկբաղադրիչ համակարգի օպտիկական խտության արտահայտությունը հետևյալն է․

---

A = 1 •(&C +&&C)

Քանի որ մասնիկների գումարային կոնցենտրացիան հաստա- տուն է, ապա այդ արտահայտությունը կարելի է ներկայացնել հետևյալ տեսքով․

A₂ = 1 · (ɛ Å C₁ + (ɛ — ε B) · C₁)

Ինչպես ակնհայտ է (13)-ից, եթե որոշակի * ալիքի երկարության տակ երկու մասնիկների մարման մոլային գործակիցների արժեքները հավասար են իրար (ca=&B), ապա այդ ալիքի երկարության տակ A օպտիկական խտությունը որոշվում է միայն մասնիկների Co սկզբնա- կան կոնցենտրացիայով և կախված չէ հավասարակշռական ձևերի հարաբերությունից։ Հետևաբար, ցանկացած բաղադրությամբ լուծույթ- ների սպեկտրալ կորերը կհատվեն մեկ կետում (նկ. 6), որը կոչվում է իզոբեստիկ կետ։ Կլանման սպեկտրների վրա մեկ կամ մի քանի իզոբեստիկ կետերի առկայությունը վկայում է լուծույթում հավասա- րակշռության մասին։

Խառնուրդի վերլուծության ճշտությունը կախված է նաև հետա- զոտվող ալիքի երկարության ճիշտ ընտրությունից և մեծ է այնքանով, որքանով մեծ է ածանցյալի արժեքը․

dCA

Կյուվետի տրված 1 երկարության դեպքում զգայունությունը մե- ծանում է (EA-EB) տարբերության մեծացմանը զուգահեռ՝ հասնելով առա- վելագույն արժեքի այն կետերում, որտեղ այդ տարբերությունն ըն- դունում է ամենամեծ արժեքը։ Այդպիսի կետերը անվանում են բնութա- գրական։

---

6. ԴԻՖԵՐԵՆՑԻԱԼ ՄԵԹՈԴԸ ԿԼԱՆՄԱՆ

ՍՊԵԿՏՐԱՍԿՈՊԻԱՅՈՒՄ

Դիֆերենցիալ մեթոդներում չափում են ոչ թե նմուշի բացարձակ կլանումը, այլ հետազոտվող և ստուգիչ նմուշների կլանումների տար- բերությունը, ընդ որում, որպես կանոն, հետազոտվող նմուշի կլանումը պետք է մոտ լինի ստուգիչի կլանմանը։ Հիմնականում կենսաբանական հետազոտություններում գրանցում են երկու նմանատիպ նմուշների կլանումների տարբերությունը, որն առաջանում է արտաքին գործոն- ների ազդեցությամբ (լույս, քիմիական ռեագենտ, ջերմաստիճան և այլն)։ Դիֆերենցիալ մեթոդների գործնական օգտագործումը սպեկտրա- ֆոտոմետրերում բարձրացնում է վերլուծության զգայունությունն ու հստակությունը առնվազն 5-6 անգամ։ Այժմ գրականության մեջ նկա- րագրվում են ավելի քան երկու տասնյակ դիֆերենցիալ սպեկտրա- ֆոտոմետրեր, որոնք ունեն օպտիկական խտության մոտավորապես 10 միավոր զգայունություն, և նրանց միջոցով լուծվում են կենսաբանա- կան օբյեկտների հետազոտության մի շարք խնդիրներ։

6.1. Դիֆերենցիալ կլանման սպեկտրասկոպիայի մեթոդի

հիմունքները

Առաջին անգամ այն մեթոդը, որի միջոցով որոշվում է հետազոտ- վող նյութի կլանման տարբերությունը ստուգիչի համեմատ նկարագրել են Կորտյումը և Միլիկենը 1937թ-ին։ Կորտյումը այդ մեթոդով որոշել է լուծույթի կոնցենտրացիան՝ համեմատելով այն հայտնի կոն-ցենտ- րացիայով լուծույթի հետ, իսկ Միլիկենը հետազոտել է կենսաբանական նմուշի աէրոբ և անաէրոբ վիճակների տարբերությունը։ Մե-թոդի տեսական բացատրությունը, որը ստացել է «դիֆերենցիալ» ան-վա- նումը, տվել են Հիսկին և Բաստիանը։

Դիֆերենցիալ մեթոդով հետազոտվող նմուշի կլանումը կամ բաց- թողումը գրանցում են Ao≠0 օպտիկական խտությամբ համեմատակա- նության լուծույթի նկատմամբ։ Այս մեթոդը Ao=0 դեպքում վերածվում է սովորական կլանման սպեկտրասկոպիայի։ Բացարձակ ճշգըրտության

---

հաստատուն արժեքի դեպքում սովորական սարքերի միջոցով չափումների ճշտության բարձրացումը հնարավոր է ավելի մեծ կոն- ցենտրացիաներով լուծույթների գրանցման շնորհիվ։ Հատուկ (դիֆե- րենցիալ) սպեկտրաֆոտոմետրերի հայտնագործումը, որոնք թույլ են տալիս մեծ ճշգրտությամբ չափել օպտիկական խտության ոչ մեծ բա- ցարձակ մեծությունները ընդհանուր մեծ կլանման ֆոնի վրա պայմա- նավորել են կլանման վերլուծության ճշտության հետագա բարձրացու- մը։

Դիտարկելով մեթոդի տեսական հիմքը՝ Հիսկին օգտվել է կալորի- մետրիայի հիմնական օրենքից։ Եթե լուծույթով կյուվետի վրա ընկնում է Io ինտենսիվությամբ լույս, իսկ դուրս է գալիս I ինտենսիվությամբ լույս, ապա համաձայն Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքի` լուծույթի օպտիկական խտությունը․

A = 1g=0 = −1gT=8,lc

որտեղ T-ն նմուշի բացթողումն է, 8, -ն կլանման ցուցանիշ է, որը բնու- թագրում է տվյալ նյութի մոլեկուլի ունակությունը կլանելու A ալիքի երկարության լույս, 1-ը օպտիկական ուղու երկարությունն է, C-ն լու- ծույթի կոնցենտրացիան։

Դիֆերենցելով (15) արտահայտությունը՝ ստանում ենք անհայտ լուծույթի AA/A օպտիկական խտության կամ Ac/c կոնցենտրացիայի որոշման հարաբերական սխալի բանաձևը․

ΔΑ

Ac _ 0.434A(I/I) _ 0.434. AT I/I·lg(I/I)

A-10-A

Այս բանաձևից երևում է, որ հարաբերական սխալի մեծությունը էականորեն կախված է հետազոտվող նմուշի խտությունից։ A(I/Io) մե- ծությունը հաստատուն է տվյալ սարքի համար։ Նկ.5-ում բերված է AA/A սխալի կախվածության կորը որպես ֆունկցիա A-ից՝ 1% ճշտու- թյամբ սպեկտրաֆոտոմետրի (I/Io) բացթողման դեպքում։ Կորից

---

երևում է, որ բացարձակ մեթոդով չափման համար օպտիմալ մարզ է համարվում 20-65% բացթողման միջակայքը (օպտիկական խտությունը 0,2-0,7)։ (16) արտահայտության դիֆերենցումը և ստացված հավա- սարման հավասարեցումը զրոյի տալիս է բացթողման արժեքը` 36,8% (օպտիկական խտությունը 0.434), որը համապատասխանում է նվա- զագույն հարաբերական սխալին։

Դիտարկենք նույն ինտենսիվությամբ լույսի անցումը երեք կյու- վետներով, որոնք պարունակում են համապատասխանաբար co կոն- ցենտրացիայով մաքուր լուծիչ և co=±c կոնցենտրացիաներով լուծույթ-

ներ։

Եթե գործում է Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը, ապա co և լուծիչի նկատմամբ չափված co=±Ac կոնցենտրացիաների համար ստանում ենք երկու հավասարում։ Քննարկենք c = co+Ac դեպքը.

I₁ = 10.10

-leco

I, = 1 ·10

· 10 · 10¯el (co+Ac)

Այս երկու լուծույթներով անցած լույսի ինտենսիվությունների հարաբերությունը հավասար է.

հար

12_1·10-el (co +Ac) 10·10-el(co+Ac)

1·10-elco

:10-elAc .

Երկրորդ լուծույթի օպտիկական խտությունը, որը չափվում է առաջինի նկատմամբ, հավասար է այդ լուծույթների բացարձակ մեծու- թյունների տարբերությանը, այսինքն.

Aհար = A, — Ahup

= A, − A = elAc :

Նշանակելով հետազոտվող լուծույթում վերլուծվող նյութի կոն- ցենտրացիան cx, իսկ նույն լուծույթի հայտնի կոնցենտրացիան համե-

---

մատականության լուծույթում՝ co, (19) հավասարումը կարելի է գրել հետևյալ տեսքով․

Ahup = Ax − A₁ = el(cx-co),

հար

որտեղ Ax-ը cx կոնցենտրացիայով հետազոտվող լուծույթի օպտիկական խտությունն է, իսկ Ao-ն՝ co կոնցենտրացիայով համեմատականության լուծույթի օպտիկական խտությունը։

Aհար մեծության նշանը կարող է լինել դրական կամ բացասական։ Վերջին դեպքում դա նշանակում է, որ հետազոտվող լուծույթի օպտի- կական խտությունը փոքր է համեմատականության լուծույթի օպտիկա- կան խտությունից։ Դիֆերենցիալ սպեկտրաֆոտոմետրերի դեպքում, որոնք ունեն օպտիկական խտությունների բացասական մարզ, այս երկու դեպքերը չեն տարբերվում միմյանցից։ Սակայն կլանող սարքերի նկատմամբ դիֆերենցիալ մեթոդների կիրառման դեպքում, որոնք չունեն օպտիկական խտությունների բացասական մարզ, չափումների կարգը «հակառակն» է դառնում, այսինքն հետազոտվող լուծույթը դառ- նում է համեմատականության լուծույթ, իսկ համեմատականության լուծույթը՝ հետազոտվող։

Եթե լուծենք (20) հավասարումը cx-ի նկատմամբ և նշանակենք

1 El

ապա կստանանք դիֆերենցիալ մեթոդով վերլուծության հաշվարկային բանաձևը․

cx = c + kAա :

Այս բանաձևում Aհար-ը կարող է լինել ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական։

---

Չափումների ճշտությունը որոշելու համար պետք է գտնել Acx/cx արտահայտությունը, որը լույսի կլանման օրենքի պահպանման դեպ- քում հավասար է AA/A.-ին։

(20) հավասարումը գրենք հետևյալ տեսքով.

lg Thար. = − A = =&l(c, — c): — Ahup. = —

Դիֆերենցելով՝ կստանանք

dc,

dT. :

հար.

εl Thup.

Այս հավասարման երկու կողմերը բաժանելով cx-ի վրա և դիֆե- րենցիալ ձևից անցնելով վերջնական տեսքի, հաշվի առնելով նաև Ax=clc, իսկ Tհար=10 Aհար ստանում ենք․

Ac,. CX

ΔΑ — 0.434. AT.

հար.

Ax · 10¯Ahuup.

A=0 և Aհետ =Aհար.=A դեպքում (24) բանաձևը վերածվում է անմի- ջական սպեկտրասկոպիայի մեթոդով սխալների չափման բանաձևի, ինչը վկայում է այն մասին, որ այդ մեթոդը դիֆերենցիալ սպեկտրասկո- պիայի մեթոդի մասնավոր դեպքն է։

(24) բանաձևի առաջին մասի ածանցյալը հավասարեցնելով զրոյի կգտնենք Aհար. օպտիկական խտության օպտիմալ մեծությունը, որը համապատասխանում է չափումների նվազագույն սխալին.

Aհար. = 0.434 — A :

Մի քանի Ao-ի համար չափումների սխալի Aհար. կախվածության կորերի շարքը, որոնք հաշվարկվել են (24) բանաձևով, բերված է նկ.6-

ում։

---

A0=2.0

Ao=1.5

Ao=1.0

A0=0.5

ԼՈ

Ao=0.25

AA/A %

Ac=0

Ahuup.

Նկար 6. Aհար-ի սխալի կախվածությունը Ao-ի տարբեր արժեքներից՝ դիֆերենցիալ

չափումների դեպքում:

Կորերից երևում է, որ հավասար պայմանների դեպքում Aհար. չափման սխալը նվազում է համեմատականության լուծույթի Ao-ի մե- ծացմանը զուգընթաց։ Ao-ի մեծացման դեպքում Aհար. օպտիմալ մեծու- թյունը նվազում է 0.434-ից (A=0 դեպքում) մինչև 0 (A=0.434 դեպքում) և Ao-ի հետագա մեծացման դեպքում մնում է հավասար 0-ի։ Այստեղից հետևում է, որ չափումների ճշտության բարձրացման համար հետա- զոտվող լուծույթի և համեմատականության լուծույթի կոնցենտրացիա- ները պետք է լինեն առավելագույնս մեծ և հնարավորին չափով իրար

---

մոտ։ Սակայն (24) արտահայտությամբ հնարավոր չէ գտնել AT որոշ- ման սխալի կախվածությունը T բացթողման մեծությունից։ Այդ պատ- ճառով, տվյալ բանաձևով օպտիկական խտության օպտիմալ միջակայ- քի ընտրությունը հարմար, սակայն կոպիտ մոտավորություն է։

Գ.Ս. Տերեշինը ցույց է տվել, որ T

AT.

սարք. սահմանային

սահմ. AT,

ATW

կյ.

ցուցանիշը հաշվի առնելով (որտեղ ATսարք. սարքի սխալն է, իսկ AT.-ը՝

կյուվետի)՝

AT = AT

սարք.

սահմ.

Այս դեպքում (24) բանաձևն ընդունում է հետևյալ տեսքը.

ΔΑ

0.434AT. 1+

սարք.

սահմ.

A.10-Ahun.

իսկ A-ի օպտիմալ մեծությունը, որը համապատասխանում է չափման նվազագույն սխալին, որոշվում է հետևյալ հավասարմամբ.

A :

Aար. = 0.4341-

T. սահմ.

(27) բանաձևից հետևում է, որ չափումների ճշտությունը բարձ- րացնելու համար անհրաժեշտ է, որ սարքի զգայունությունը լինի բարձր (Tսարք. նվազեցնելու համար), իսկ կյուվետների կլանման մեծու- թյունը հաստատուն՝ ATլ. նվազեցնելու և ATսահմ. մեծացնելու համար։

---

6.2. Դիֆերենցիալ սպեկտրաֆոտոմետրերը և դրանց կիրառությունը

կենսաբանական հետազոտություններում

Միաճառագայթ սարքերով դիֆերենցիալ չափման մեթոդի էու- թյունը հետևյալն է. թույլ մոնոքրոմատիկ «չափվող» լույսն անցնում է նմուշով կյուվետի միջով և ընկնում ճառագայթման ընդունիչի վրա։ Վերջինից էլեկտրական ազդակը, որն ուղիղ համեմատական է նմուշով անցած լույսի ինտենսիվությանը, փոխհատուցվում է օժանդակ աղբյուրից դուրս եկող Io-ին հավասար և հակառակ ուղղված էլեկտ- րական ազդակով։ Ազդակների տարբերությունը՝ AI=I-I℅, որն առաջա- նում է որոշակի գործոնների, օրինակ` լրացուցիչ լուսավորվածության, նմուշի բացթողման փոփոխությունների պատճառով, ուժեղանում և գրանցվում է։ Կախված գրանցման համակարգերի իներտությունից միաճառագայթ սարքերը կարող են օգտագործվել ինչպես շատ արագ վայրկյանի մասերի ընթացքում, այնպես էլ րոպեների ընթացքում իրականացվող ռեակցիաների հետազոտության համար։

Ուժեղ կլանող կամ ցրող օբյեկտների հետազոտության համար դիֆերենցիալ սպեկտրոֆոտոմետրերի զգայունությունը մեծ մասամբ կախված է լույսի ինտենսիվությունից, որն ընկնում է ճառագայթման ընդունիչի վրա։ Այս տեսակետից միաճառագայթ սարքերը, որոնք առա- վելագույնս օգտագործում են լույսի աղբյուրի ինտենսիվությունը, մաք- սիմալ զգայուն են, ինչը համապատասխանում է 10 միավոր օպ- տիկական խտությանը և սահմանափակվում է միայն ֆոտոհոսանքի աղմուկով։ Սակայն միաճառագայթ սարքերի առանձին հանգույցների կայունության նկատմամբ բարձր պահանջները հնարավոր են միայն շատ արագ պրոցեսների գրանցման դեպքում («1 վրկ.)։ Դանդաղ պրո- ցեսների ժամանակ միաճառագայթ սարքերի զգայունությունը, զրոյա- կան արժեքի տատանումների և արտաքին ազդակների հետևանքով, զգալի նվազում է։

---

Լույսի

աղբյուր

Լույսի աղբյուր

Մոնոքրո-

Հետազոտվող նմուշ Ճառա–

մատոր

ընդունիչ

գայթման

Ուժեղացուցիչ և գրանցող շղթաներ

Մոնոքրո- մատոր 2.1

Կոմպենսացման |համակարգ

Հետազոտվող նմուշ

Մոնոքրո– մատոր 1.2

Ուժեղացուցիչ և գրանցող |շղթաներ

Հետազոտվող

Մոնոքրոմա-

|տոր

|Ճեղքավոր-

|ման համա- |կարգ

Մոդուլյատոր

նմուշ–

Ճառագայթման ընդունիչ

Ուժեղացուցիչ

և գրանցող շղթաներ

Համեմատության

նմուշ

Նկար.7. Դիֆերենցիալ սպեկտաֆոտոմետրերի հիմնական տեսակների բլոկ-սխեման. ա) միաճառագայթ, բ) երկալիք, գ) երկճառագայթ։

Միաճառագայթ սարքերը հարմար է օգտագործել լուծույթում ֆերմենտային ռեակցիաների հետազոտության ժամանակ։ Նման ռեակ- ցիաների ընթացքում տեղի է ունենում օպտիկական խտության փո- փոխություն, որի գրանցումը թույլ է տալիս ուսումնասիրել ռեակցիայի արագությունը, միջանկյալ կոմպլեքսների առաջացումը և նրանց քայքայումը։ Ռեագենտների խառնումը և նրանց հոսքը դեպի չափող կյուվետ տեղի է ունենում հատուկ հարմարանքների միջոցով, որոնց մեջ խառնվելուց հետո լուծույթը հավասարաչափ հոսում է կյուվետի միջով (հավասարաչափ հոսքի մեթոդ)։ Հարտրիջի և Ռուֆտոնի հայտ- նաբերած այս տարբերակը Չանսը լրացրել է հարմարանքներով, որոնք

---

աշխատում են արագացված հոսքի մեթոդով և թույլ են տալիս գրանցել ռեակցիայի ընթացքը խառնումից 0․3սվրկ հետո, ինչպես նաև հարմա- րանքներով, որոնք աշխատում են կանգնած հոսքի մեթոդով և նախա- տեսված են դանդաղ ռեակցիաների հետազոտության համար։ Լունդե- գարդը կիրառել է միաճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետր` բույսերի ար- մատներում և մի շարք միկրոօրգանիզմներում ցիտոքրոմների երկու կայուն վիճակների (անաէրոբիոզ-աէրոբիոզ) դիֆերենցիալ սպեկտըր- ների գրանցման համար։

Միաճառագայթ սարքերը առավել լայն կիրառում գտել են բարձ- րակարգ բույսերի, ջրիմուռների և ֆոտոսինթեզող բակտերիաների բջիջներում ֆոտոսինթեզի առաջնային ռեակցիաների հետազոտության մեջ։ Ֆոտոկենսաբանական ռեակցիաների հետազոտության համար գոյություն ունի միաճառագայթ դիֆերենցիալ սպեկտրաֆոտոմետրերի երկու տեսակ։ Առաջին տեսակի սարքերը գրանցում են երկարատև ազդակները (0.1վրկ-ից մինչև մի քանի րոպե) և նախատեսված են ռեակցիայի արգասիքների գրանցման համար, որոնք երկարատև լույսի ազդեցության տակ անցնում են նմուշի վրա։ Երկրորդ տեսակի սպեկտրոֆոտոմետրերը իմպուլսային սպեկտրասկոպիկ սարքեր են և թույլ են տալիս գրանցել իմպուլսային լուսավորվածության դեպքում ֆոտոսինթեզի արագ ընթացող ռեակցիայի կինետիկան։ Իմպուլսային և դիֆերենցիալ սպեկտրասկոպիայի մեթոդներով ստացված տվյալների համեմատումը ավելի ընդհանուր պատկերացում է տալիս ֆո- տոսինթեզի առաջնային ռեակցիաների կինետիկ առանձնահատ- կությունների մասին։ Սակայն նույնիսկ աննշան փոփոխությունները փորձի անցկացման պայմաններում, ինչպես նաև չափումների ընթացքում օրգանիզմի ֆիզիոլոգիական վիճակի փոփոխությունները կարող են բերել սխալ տվյալների ստացմանը։ Այդ պատճառով կարևոր նշանակություն ունի այնպիսի սարքերի նախագծումը, որոնց մեջ միա- ժամանակ գրանցում են միևնույն պայմաններում գտնվող նույն օբյեկ- տի արագ և դանդաղ ռեակցիաները։

Միաժամանակ գոյություն ունեն մի շարք պատճառներ, որոնք սահմանափակում են միաճառագայթ սարքերի հնարավորությունները։

---

Վերջիններս պիտանի չեն բջջային կախույթներում և միտոքոնդրիում- ներում լույսի կլանման շատ փոքր փոփոխությունների գրանցման համար մեծ թվով օբյեկտների դեպքում, որոնցում արտաքին ազդե- ցությունը առաջացնում է ոչ միայն կլանման սպեցիֆիկ փոփոխու- թյուններ, այլև լույսի ցրման ոչ սպեցիֆիկ փոփոխություններ։ Բնակա- նաբար, այս դեպքում ստացված արդյունքները ոչ լիարժեք պատկերա- ցումներ կտան հետազոտվող նմուշի բաղադրիչների վիճակի իրական փոփոխությունների մասին։ Երկարատև պրոցեսների կինետիկայի գրանցման դեպքում ևս իջնում է սարքի զգայունությունը և ճշտությու- նը` սարքի հանգույցների անկայունության և սխալների հետևանքով, ինչը պայմանավորված է հետազոտվող կախույթի մասնիկների նստեց- մամբ և կոնվեկցիոն շարժմամբ։ Կինետիկ օրինաչափությունների հե- տազոտությունը միայն որոշակի ալիքի երկարության տակ և արգասիք- ների դիֆերենցիալ սպեկտրների անընդհատ գրանցելու հնարավորու- թյան բացակայությունը, որն առաջանում է իրականացվող ռեակցիա- ների ընթացքում, ևս էականորեն սահմանափակում է հետազոտվող հարցերի շրջանակը։ Միաճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետրերի հիմ- նական թերությունները և սահմանափակումները շտկվել են առավել կատարելագործված երկճառագայթ սարքերում։

Գոյություն ունեն երկճառագայթ դիֆերենցիալ սպեկտրաֆոտո- մետրերի երկու հիմնական տեսակ՝ երկալիք և երկճառագայթ։ Երկալիք սարքերը հիմնականում հարմար են պրոցեսների կինետիկական բնու- թագրիչների մանրամասն հետազոտության համար այն դեպքում, երբ նմուշի վրա արտաքին ազդեցությունը բերում է ոչ միայն կլանման, այլև ցրման փոփոխությանը։ Մասնավորապես, այս սարքերը օգտագործ- վում են ամբողջական բջիջներում և նրա ֆրագմենտներում էլեկտրո- նային տեղափոխման շղթայի բաղադրիչների օքսիդա-վերականգնման վերափոխումների կինետիկ բնութագրիչների հետազոտության համար։ Երկալիք սարքերում (նկ.7, բ) լույսի աղբյուրը լուսավորում է երկու մոնոքրոմատորներ, որոնցից հետո ալիքի տարբեր երկարություններով (A և 2) լույսի ճառագայթները – մոդուլացնող համակարգի միջով ընկնում են հետազոտվող նմուշով կյուվետի վրա։ Նմուշից հետո լույսն

---

ընկնում է ճառագայթման ընդունիչի վրա։ Ալիքի երկարությունները այնպես են ընտրվում, որ A-ը լինի հետազոտվող միացության կլանման փոփոխության պիկում, իսկ 2-ը՝ դրան հարակից կետում՝ կլանման նվազագույն փոփոխությամբ։ Օրինակ, բջիջների աէրոբ կախույթում ցիտոքրոմ C-ի վերականգնման չափման դեպքում մի ալիքի եր- կարությունը ընտրվում է 550նմ-ը, մյուսը՝ 540նմ։ Երկու մոնոքրոմա- տորներից դուրս եկող ճառագայթների ինտենսիվությունը այնպես է ընտրվում, որպեսզի ճառագայթման ընդունիչի ելքի վրա փոփոխական բաղադրիչը հավասար լինի զրոյի։ Դրանից հետո նմուշը ենթարկվում է արտաքին ազդեցությանը, ինչի հետևանքով ցիտոքրոմ C-ն վերա- կանգնվում է։ Քանի որ =550նմ և դիֆերենցիալ սպեկտրում գտնվում է կլանման շերտի մաքսիմումի մոտակայքում, ապա սարքը գրանցում է վերականգնված ցիտոքրոմ C-ի կլանման շերտի ի հայտ գալով պայմա- նավորված ազդակը, որը համապատասխանում է օպտիկական խտու- թյունների տարբերությանը։ Քանի որ իրար մոտ ալիքի երկարություն- ների դեպքում ցրման փոփոխության տարբերությունը փոքր է, երկճա- ռագայթ մեթոդի օգտագործումը էականորեն նվազեցնում է սխալը, որը պայմանավորված է նմուշի ցրման հատկությունների փոփոխությամբ որպես ժամանակի ֆունկցիա կամ ռեագենտների ավելացման հետևանք։ Երկալիք տարբերակի օգտագործումը էականորեն նվազեց- նում է սխալ տվյալների ստացումը, որը ֆերմենտային ռեակցիաների հետազոտության դեպքում լուծույթում ռեագենտների իրար խառնվելու հետևանք է, իսկ սխալ տվյալները նստեցման կամ կյուվետում միկրոօր- գանիզմների ուղղորդված շարժման հետևանք են։

Կենսաբանական օբյեկտների հետազոտության դեպքում հաճախ անհրաժեշտ է լինում գրանցել երկու նմուշների կլանումների տար- բերությունը, որպես ալիքի երկարության ֆունկցիա, երբ նմուշները նույնական են բոլոր առումներով, բացի ֆերմենտների օքսիդացված վիճակից։ Այս նպատակի համար առավել հարմար է օգտագործել երկ- ճառագայթ սպեկտրաֆոտոմետրեր։ Երկճառագայթ և երկալիք տար- բերակների էլեկտրոնային սխեմաները նման են, մինչդեռ օպտիկական և մեխանիկական սարքերը էականորեն տարբերվում են միմյանցից։

---

Երկճառագայթ սարքում (նկ.7, գ) լույսը մոնոքրոմատորով անցնելուց հետո բաժանվում է երկու մասի։ Այս ճառագայթները մոդուլյատորով անցնելուց հետո հաջորդաբար ընկնում են երկու միանման կյուվետների վրա, որոնցից մեկի մեջ հետազոտվող նմուշն է, իսկ մյուսի մեջ՝ համեմատականության։ Նմուշներից հետո լույսն ընկնում է ճառագայթման ընդունիչի վրա։ Նմուշներով կյուվետի տեղադրումից հետո գրանցվում է զրոյական գիծը, ուսումնասիրվող նմուշը ենթարկ- վում է հետազոտվող ազդեցությանը և գրանցվում է կլանման սպեկ- տըրների տարբերությունը։ Հոսանքը ճառագայթման ընդունիչի ելքի վրա, որը համապատասխանում է համեմատականության նմուշի միջով անցած լույսի ինտենսիվությանը, շղթայի հակադարձ կապի հետևանքով պահպանվում է միևնույն մակարդակի վրա։ Հակադարձ կապի առկայությունն անհրաժեշտ տարր է, որը թույլ է տալիս փոխհա- տուցել ճառագայթման - ընդունիչի զգայունության անհավասա- րությունը, լույսի աղբյուրի ճառագայթման անհավասարությունը և սպեկտրի ալիքի երկարությունից կախված նմուշի բացթողման փոփոխությունը։

Սպեկտրաֆոտոմետրերի այս երկու տեսակները կարող են միմ- յանց փոխարինել, միայն թե սահմանային բնութագրիչների անխուսա- փելի նվազեցմամբ։ Այդ պատճառով մեծ հետաքրքրություն է ներկա- յացնում այնպիսի սարքերի կիրառումը, որոնք միավորում են երկճա- ռագայթ և երկալիք սարքերի բլոկ սխեմաները։ Այսպես, Ռիկմենսպոլի սպեկտրաֆոտոմետրում օպտիկական մասը հավաքված է կտրված դիֆրակցիոն ցանցով Չերնի-Տերների տեսակի մոնոքրոմատորի վրա, որի յուրաքանչյուր կես ունի մյուսից անկախ մուտք։

Երկճառագայթ . տարբերակը իրականացվում է նույն դիրքում ցանցերի ամուր ամրացման և մուտքերից մեկի մոտ դրանց պտտման շնորհիվ։ Ցանցի յուրաքանչյուր կեսի առանձին պտույտի դեպքում սար- քը կարող է աշխատել որպես երկալիք։ Ընդ որում, այդպիսի սարքը ցույց է տալիս երկալիք և երկճառագայթ սպեկտրոֆոտոմետրերի տարբերությունները և նմանությունները։ Ճառագայթի բաժանումը եր- կու մասի բերում է լույսի ինտենսիվության նվազմանը և համապա-

---

տասխանաբար զգայունության անկմանը։ Սակայն, ցածր տեխնիկա- կան աղմուկների շնորհիվ, դանդաղ պրոցեսների գրանցման դեպքում այս սարքերի զգայունությունը բարձրանում է միաճառագայթ սարքերի համեմատ։ Գրականության մեջ նկարագրված սարքերի մեծամասնու- թյունն ունի 10 միավոր օպտիկական խտություն։

---

7. ԹՈՒՅԼ ԹԹՈՒՆԵՐԻ ԴԻՍՈՑՄԱՆ ԱՍՏԻՃԱՆԻ ՈՐՈՇՈՒՄԸ ԹԹՎԱՀԻՄՆԱՅԻՆ ՀԱՎԱՍԱՐԱԿՇՌՈՒԹՅԱՆ

ՎԵՐԼՈՒԾՈՒԹՅՈՒՆԸ

Սպեկտրասկոպիայի մեթոդը մեծ կիրառություն ունի թթվահիմ- նային հավասարակշռության վերլուծության համար: Թթու են անվա- նում այն նյութերը, որոնք ունակ են պրոտոն անջատելու, իսկ հիմքեր են կոչվում այն նյութերը, որոնք ընդունակ են պրոտոններ միացնելու։ Թթվահիմնային հավասարակշռությունը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

H¸A, ↔ H* + H.A → H + H. A

x-1y,

որտեղ HA -ը զուգակցված թթուն է, իսկ H, A, -ը՝ զուգակցված

հիմքը։

Տվյալ հավասարակշռությունը բնութագրվում է թթվայնության հաստատունով, որը որոշվում է հավասարակշռության մեջ մասնակցող մասնիկների ակտիվության աստիճանների արտադրյալով, որոնք համապատասխանում են ստեխիոմետրիկ գործակիցներին․

K =

a(H*)· a(H¸‚Æ‚¯)

x-1

a(H,A)

որտեղ Ka-ն թթվայնության հաստատունն է, a-ն՝ թթվային և հիմնային մասնիկների ակտիվության աստիճանը։ Ընդ որում, կախված դիտարկ- վող հավասարակշռությունից՝ նույն մասնիկը կարող է ծառայել ինչպես թթու, այնպես էլ հիմք։ Օրինակ, ծծմբական թթվի դիսոցումը բնութա- գրվում է հետևյալ հավասարմամբ.

H,SO → H↑ + HSO

HSO¸ ↔ H* + SO¾¹²¯

---

Առաջին ռեակցիայում HSO4 -ը որպես զուգակցված հիմք է, իսկ երկրորդում՝ արդեն որպես զուգակցված թթու, իսկ SO42- իոնը կատա- րում է հիմքի դեր։ Հետևաբար, մասնիկի թթվայնությունը կախված է ոչ միայն իր, այլև այն մասնիկի հատկություններից, որոնք ընդունում են պրոտոն։

ցեսը.

Դիտարկենք լուծույթում թույլ միահիմն թթվի դիսոցման պրո-

HA+H₂O↔ A¯ + H₂O

C (1−) CaCa

Այդ դեպքում դիսոցման հաստատունը կընդունի հետևյալ տես-

քը.

С¸¯ ·Сμ+ ¸ƒÂ¯ · ƒµ+ _ a²C。 CC H CHA

• ft²

fHA

1-a

Բավականին նոսր ջրային լուծույթների դեպքում f չեզոք մո- լեկուլի ակտիվության գործակիցն ընդունվում է հավասար 1-ի, ք․ միջին իոնային ակտիվության գործակիցը կարելի է հաշվարկել օգտագոր- ծելով Դեբայ-Հյուկելի բանաձևը։ Դիսոցման աստիճանը որոշվում է սպեկտրասկոպիկ տվյալներից։

Քանի որ ջուրը և H3O-ը չեն կլանում լույս սպեկտրի տեսանելի և մոտակա ուլտրամանուշակագույն տիրույթներում, ուստի ալիքի երկա- րության տվյալ միջակայքում լուծույթի օպտիկական խտությունը կո- րոշվի միայն թթվի մոլեկուլների և թթվային մնացորդի անիոնների կլանմամբ.

A =1·(&Cu+8C-)

HA HA

(31)-ը ձևափոխելով ստացվում է՝

A₂ = 1 · C₁ (εHA + α · (ε A¯ ¯ε HA))

---

որը ցույց է տալիս, որ լուծույթի օպտիկական խտությունը ֆունկցիա է թույլ թթվի դիսոցման աստիճանից և, հետևաբար, կախված է միջավայ- րի pH-ից։ Ուժեղ թթուների ավելացման դեպքում հավասարակշռու- թյունը տեղաշարժվում է ձախ, իսկ ուժեղ հիմքերի ավելացման դեպ- քում՝ աջ։ Դա նշանակում է, որ հետազոտելով լուծույթի կլանումը բա- վական թթու միջավայրում կարելի է ստանալ թթվի չդիսոցված մոլե- կուլների սպեկտրը (a=0), իսկ հիմնային միջավայրում կարելի է գրան- ցել թթվի անիոնների սպեկտրը (a=1)։ Դիսոցման աստիճանի կտրուկ փոփոխության անցումային միջակայքը (0<a<1) ընկած է pH-ի 2-3 միավորով փոփոխության տիրույթում։ pH-ի հետագա փոփոխության դեպքում դեպի ավելի մեծ և փոքր արժեքներ, ցանկացած ալիքի երկա- րության տակ օպտիկական խտությունը շատ քիչ է փոխվում՝ ընդու- նելով Aթթու և Aհիմք հաստատուն արժեքներ։

Իմանալով Aթթու և Aհիմք մեծությունները՝ կարելի է որոշել երկու ձևերի 6-ի արժեքները․

ε H₁ = App /(c。 · 1), &- = A pup /(co∙1) 1 (Co A

թթու

հիմք

Տեղադրելով այս արժեքները (29)-ի մեջ՝ կարելի է ստանալ լուծու- յթում երկու ձևերի կոնցենտրացիաները։ Եթե բոլոր չափումները իրա- կանացվում են օպտիկական շերտի նույն հաստությամբ կյուվետնե- րում, HA թթվի դիսոցման աստիճանը կարելի է արտահայտել օպտի- կական խտության մեծություններով․

ΑΤ

A-Appni -

Appni - Ahhup

թթու

Սակայն, ջրում թույլ թթվի դիսոցման հաստատունի որոշումը (30)-ով և (34)-ով հաճախ բերում է ոչ ճիշտ արդյունքների, որը պայմա- նավորված է լուծույթում առկա կողմնակի (այդ թվում ածխաթթուների) խառնուրդներով, որոնք հաճախ անտեսվում են։ Այս դժվարությունը շրջանցվում է, եթե չափումներն իրականացվում են հայտնի pH-ով բու-

---

ֆերային լուծույթներում։ Այս դեպքում դիսոցման հաստատունը ընդու- նում է հետևյալ տեսքը.

K =

α 1-a

(35)-ի միջոցով հաշվարկի առավելությունն այն է, որ թթվի սկզբնական կոնցենտրացիան հաշվի չի առնվում։ Դիսոցման աստի- ճանը որոշվում է սպեկտրասկոպիկ տվյալներից, ջրածնի իոնների ակտիվությունը որոշվում է անկախ մեթոդով, իսկ թթվային մնացորդի անիոնի ակտիվության գործակիցը – հաշվարկվում է Դեբայ-Հյուկելի բանաձևով․

0.509 T

lg f

1+ I

='picz

որտեղ I –ն լուծույթի իոնական ուժն է, որը լուծույթում գոյություն ունեցող բոլոր իոնների գումարն է, C և Z-ն համապատասխանաբար իոնի մոլային կոնցենտրացիան և լիցքն են։

Սովորաբար բուֆերային լուծույթ առաջացնող նյութերի կոն- ցենտրացիաները զգալիորեն գերազանցում են հետազոտվող նյութերի կոնցենտրացիաները։ Օրինակ, քացախաթթվային բուֆերի իոնական ուժը կորոշվի հիմնականում նատրիումի ացետատի կոնցենտրա- ցիայով։

Հաշվի առնելով, որ pH = −lga և լոգարիթմելով (35)-ը՝ կըս–

տանանք վերջնական բանաձև, որը թույլ է տալիս հաշվարկել բուֆե- րային լուծույթում միահիմն թթվի դիսոցման հաստատունը․

lg K₁ = lg. Ka

1-a

pH+lg f_

---

7.1. Դինիտրոֆենոլի դիսոցման հաստատունի որոշումը

սպեկտրաֆոտոմետրիկ մեթոդով

2,4-դինիտրոֆենոլի («-ԴՆՖ) կամ 2,6-դինիտրոֆենոլի (-ԴՆՖ) լուծույթում տեղի ունեցող դիսոցման պրոցեսը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ․ նոսր լուծույթների համար դիսոցման հաստատունը կապված է դիսոցման աստիճանի (a) և լուծույթի pH-ի հետ (37) հարա- բերությամբ։ Դիսոցման աստիճանի արժեքը որոշվում է (34)-ով՝ հայտ- նի pH-ով բուֆերում ԴՆՖ-ի լուծույթի օպտիկական խտության չափում- C< c

C&B

BC&

BC &

ներից։ Նույն լուծույթի համար (36)-ով որոշվում է f- ակտիվության գոր- ծակիցը։ Իմանալով նույն լուծույթի համար a, pH և f- արժեքները՝ կա- րելի է որոշել Ka դիսոցման հաստատունի մեծությունը, սակայն Ka-ի ճշգրիտ որոշման համար անհրաժեշտ է պահպա-նել հետևյալ պայմանները․

- Թթվային, հիմնային և բուֆերային լուծույթներում ԴՆՖ-ի կոն- ցենտրացիան պետք է այնպես ընտրել, որ բոլոր լուծույթների օպտիկա- կան խտությունների առավելագույն արժեքները գտնվեն օգտագործվող սարքերի աշխատանքային միջակայքի սահմաններում (0.1<A<1.4):

- Բոլոր օգտագործվող լուծույթները պետք է ունենան նույն իոնական ուժը, քանի որ հետազոտվող մասնիկների մարման մոլային գործակիցների արժեքները կարող են կախված լինել լուծույթի իոնական ուժից։ Ավելին, իոնական ուժի արժեքները չպետք է գերա- զանցեն 0.01 M, որպեսզի իոնների ակտիվության գործակիցների հաշ- վարկման ժամանակ հնարավոր լինի կիրառել Դեբայ-Հյուկելի բանաձևը։

---

- Բոլոր փորձերը պետք է կատարվեն միևնույն ջերմաստիճանա- յին պայմաններում, քանի որ մարման մոլային գործակիցը կախված է ջերմաստիճանից։

Լաբորատոր աշխատանք 1 Աշխատանքի նպատակը

- Սպեկտրի տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն տիրույթնե րում տարբեր pH-ով a- և ß-ԴՆՖ-ի լուծույթների կլանման սպեկտրների գրանցում:

x- և ß-ԴՆՖ-ի թթվային և հիմնային վիճակների համար աշխա- տանքային ալիքի երկարությունների որոշում, իզոբեստիկ կետի հայտ- նաբերում:

- Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքի ստուգում։ ԴՆՖ-ի թթվային և հիմնային ձևերի մարման մոլային գործակիցների որոշում:

- ԴՆՖ-ի դիսոցման գործակիցների որոշում։

Փորձարարական մաս

Լուծույթների պատրաստում

Աշխատանքում օգտագործվել են հետևյալ լուծույթները․

- նախնական պատրաստի լուծույթներ,

- բուֆերային լուծույթներ,

- աշխատանքային լուծույթներ։

Նախնական պատրաստի ջրային լուծույթների կոնցենտրա-

ցիաները.

Լուծված նյութ

Կոնցենտրացիա, մոլ/լիտր

- կամ p–ԴՆՖ

HCl

NaOH

CH3COOH

---

1-ին բուֆերային լուծույթը (բուֆեր 1) պատրաստում են 200մլ չա- փիչ փորձանոթում նատրիումի ացետատից և քացախաթթվից։ Բուֆեր 1-ը պետք է ունենա pH=4,3, եթե աշխատանքում օգտագործվում է - ԴՆՖ, և pH=4,0, եթե օգտագործվում է ß-ԴՆՖ։ Պատրաստի բուֆերային լուծույթում նատրիումի ացետատի կոնցենտրացիան պետք է լինի 0,02 M։ Քացախաթթվի՝ AcH-ի անհրաժեշտ քանակությունը հաշվարկում են Հենդերսոնի բանաձևով․

pH ==lgK (AcH)+1gC(AcNa)

C(AcH)

որտեղ K (AcH)=1.75·10−5:

Բուֆեր 1-ի pH-ը կարգավորում են նատրիումի ացետատով կամ քացախաթթվով։

Բուֆեր 2-ը (pH=4,1 -ԴՆՖ-ի համար, pH=3,8p-ԴՆՖ-ի համար) պատրաստում են բուֆեր 1-ից՝ 50 մլ բաժակի մեջ վերջինիս վրա կաթիլ- կաթիլ ավելացնելով քացախաթթու։ pH-ի արժեքը կարգավորում են իոնոմերի միջոցով։

Բուֆեր 3-ը (pH=3,9 a-ԴՆՖ-ի համար, pH=3,6 ß-ԴՆՖ-ի համար) պատրաստում են բուֆեր 1-ից՝ 50 մլ բաժակի մեջ, նույն ձևով։

Աշխատանքային լուծույթները պատրաստում են 50 մլ չափիչ

փորձանոթներում։

ները.

«-ԴՆՖ-ի հետ աշխատելիս պատրաստում են հետևյալ լուծույթ-

Լուծույթի համար

0,001 M «-ԴՆՖ–ի 0,1 M թթվի կամ հիմքի

լուծույթ

4.0 մլ

5 մլ HCl

2.0 մլ

5 մլ HCl

1.0 մլ

5 մլ HCl

4.0 մլ

ԼՈ

2.0 մլ

5 մլ NaOH

---

1.0 մլ

0.5 մլ

5 մլ NaOH

4.0 մլ

25 մլ բուֆեր 1

4.0 մլ

25 մլ բուֆեր 2

4.0 մլ

25 մլ բուֆեր 3

p-ԴՆՖ-ի դեպքում պատրաստվում են նշված լուծույթները.

Լուծույթի համարը

0,001 M B-ԴՆՖ-ի լուծույթ

0,1 M թթվի կամ հիմքի լուծույթ

7.0 մլ

5 մլ HCl

3.0 մլ

5 մլ HCl

1.5 մլ

5 մլ HCl

7.0 մլ

5 մլ NaOH

ԼՈ

3.0 մլ

5 մլ NaOH

1.5 մլ

5 մլ NaOH

1.0 մլ

5 մլ NaOH

7.0 մլ

25 մլ բուֆեր 1

7.0 մլ

25 մլ բուֆեր 2

7.0 մլ

25 մլ բուֆեր 3

Սպեկտրների գրանցումը

a-ԴՆՖ-ի լուծույթի կլանման սպեկտրները գրանցում են 220-500 նմ մարզում, իսկ Բ-ԴՆՖ-ը՝ 300-550 նմ։ Այդ նպատակով օգտագործում են l=1սմ օպտիկական ուղի ունեցող կվարցե կյուվետներ։ Որպես ստու- գիչ լուծույթ օգտագործում են թորած ջուր։

Անհրաժեշտ է ստանալ №1, 4, 8-10 լուծույթների կլանման սպեկտրները։ Ինդիկատորի յուրաքանչյուր ձևի համար որոշում են աշ- խատանքային ալիքի երկարությունները (A և 2) և օպտիկական խտու- թյունը` A։ Գտնում են իզոբեստիկ կետը, որոշում են այն բնութագրող մեծությունները (A, e)։

---

Այնուհետև ստանում են № 2, 3, 5-7 լուծույթների սպեկտրները։ Որոշում են ԴՆՖ-ի պրոտոնացված և դեպրոտոնացված ձևերի օպտի- և կական խտությունները (A))։ Ստուգում են Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը։ Դրա համար կառուցում են A-ի ԴՆՖ-ի կոնցենտրացիայից կախման կորերը թթվային և հիմնային լուծույթների համար։ Հաշվար- կում են ինդիկատորի յուրաքանչյուր ձևի e էքստինկցիայի գործակիցը, և նրա որոշման միջին քառակուսային սխալը՝ օո:

Եթե ունենք տարբեր 1 (0.2 և 0.5 սմ) օպտիկական ուղիներով կվարցե կյուվետներ, ապա նրանցով հանում են ԴՆՖ-ի №1 կամ №4 լու- ծույթների կլանման սպեկտրները և կառուցում են A-ի 1-ից կախվածու- թյան կորը։ Ստուգում են Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը։ ԴՆՖ-ի դիսոց- ման հաստատունի հաշվարկը կատարվում է (38) բանաձևով, K-ի արժեքները համեմատում են տեղեկատուի տվյալների հետ։

7.2. ՄԵԹԻԼԵՆ ՆԱՐՆՋԱԳՈՒՅՆԻ ԴԻՍՈՑՄԱՆ ՀԱՍՏԱՏՈՒՆԻ

ՈՐՈՇՈՒՄԸ

Լաբորատոր աշխատանք 2

Տվյալ աշխատանքում հետազոտվում է մեթիլեն նարնջագույնի (4՛-դիմեթիլամինոազաբենզոլ-4-սուլֆոթթվի նատրիումական աղ) լու- ծույթում թթվահիմնային հավասարակշռությունը։ Լուծույթում այս ին- դիկատորի դիսոցման պրոցեսը պայմանավորված է նրանով, որ մեթի- լեն նարնջագույնը դասվում է ամֆոտեր ինդիկատորների թվին, քանի որ դրա մոլեկուլը միաժամանակ պարունակում է թթվային և հիմնային խմբեր։ Այս մոլեկուլի թթվահիմնային դիսոցումն ուղեկցվում է ցիս- տրանս իզոմերների անցմամբ։ Բավականին նոսր լուծույթների դեպ- քում դիսոցման հաստատունը կապված է դրա « դիսոցման աստիճանի և լուծույթի pH-ի հետ (38) հարաբերությամբ։ Դիսոցման աստիճանի արժեքը գտնում են հայտնի pH-ով բուֆերում ինդիկատորների լուծույթ- ների օպտիկական խտությունների չափումներից (34)-ով։

---

Նույն լուծույթի համար Դեբայ-Հյուկելի բանաձևով որոշվում է f- ակտիվության գործակիցը։ Իմանալով նույն լուծույթի «-ն, pH-ը և f-ը՝ կարելի է որոշել Ka դիսոցման հաստատունի արժեքը։

Bfl<.&

.B=B

GC.!

Ž <Ž

GC.!

Bf<&

Սակայն

K.-ի ճշգրիտ արժեքի որոշման համար անհրաժեշտ է

ապահովել հետևյալ պայմանները.

Թթվային, հիմնային և բուֆերային լուծույթներում ինդիկա- տորի կոնցենտրացիան պետք է այնպես ընտրել, որ օպտիկա- կան խտությունների առավելագույն արժեքները գտնվեն օգ- տագործվող աշխատանքային միջակայքում (0.1<D<1.4):

սարքերի

Բոլոր օգտագործվող լուծույթները պետք է ունենան միևնույն Ic իոնական ուժը քանի որ հետազոտվող մասնիկների էքս- տինկցիայի գործակիցները կարող են կախված լինել լուծույթի իոնային ուժից։ Բացի այդ, Ic-ի արժեքները չպետք է գերազանցեն 0.01 M, որպեսզի իոնների ակտիվության գոր- ծակիցների հաշվարկի համար հնարավոր լինի օգտագործել Դեբայ-Հյուկելի բանաձևը։

Բոլոր փորձերը պետք է կատարվեն միևնույն ջերմաստիճա- նային պայմաններում, քանի որ էքստինկցիայի գործակիցը կախված է ջերմաստիճանից։

---

Լաբորատոր աշխատանքի նպատակը

Սպեկտրի տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն մարզում մե- թիլեն նարնջագույնի տարբեր pH-ով լուծույթների կլանման սպեկտրերի գրանցում:

Հետազոտվող ինդիկատորի թթվային և հիմնային ձևերի հա- մար աշխատանքային ալիքի երկարությունների որոշում, իզո- բեստիկ կետի հայտնաբերում:

Ընտրված ալիքի երկարությունների դեպքում ինդիկատորի թթվային և հիմնային ձևերի էքստինկցիաի գործակիցների որոշում:

Մեթիլեն նարնջագույնի դիսոցման հաստատունի որոշում։

Փորձնական մաս

Աշխատանքում օգտագործում են հետևյալ լուծույթները․

- նախնական պատրաստի լուծույթներ,

- բուֆերային լուծույթներ,

- աշխատանքային լուծույթներ։

Նախնական պատրաստի ջրային լուծույթները պետք է լինեն

հետևյալ կոնցենտրացիաների․

Լուծված նյութ

Կոնցենտրացիա

Մեթիլեն նարնջագույն

1q/L

HCl

0.1 M

NaOH

0.1 M

CH3COOH

0.3 M

I բուֆերային լուծույթը (բուֆեր I) ունի pH=3.9 և պատրաստում են 200մլ չափիչ փորձանոթում նատրիումի ացետատից ու քացախաթթվից։ Պատրաստի բուֆերային լուծույթում նատրիումի ացետատի կոն-

---

ցենտրացիան պետք է լինի 0.02 M։ Քացախաթթվի՝ AcH, անհրաժեշտ քանակությունը հաշվարկում են Հենդերսոնի բանաձևով․

pH =−lg K(AcH)+lg

C(AcNa) C(AcH)

որտեղ Ka(AcH)=1.75.105։ Բուֆեր I-ի pH-ը կարգավորում են նատրիումի ացետատով կամ քացախաթթվով։ Բուֆեր II-ը (pH=3.7) և բուֆեր III-ը (pH=3.5) պատրաստում են բուֆեր I-ից 50 մլ բաժակների մեջ՝ կաթիլ- կաթիլ ավելացնելով քացախաթթու։ pH-ի արժեքը կարգավորում են իոնոմերի միջոցով։ 0.2գ/լ կոնցենտրացիայով մեթիլեն նարնջա- գույնի լուծույթը պատրաստում են 50 մլ չափիչ փորձանոթի մեջ։

Այս լուծույթներից պատրաստում են աշխատանքային լուծույթ- ները 50 մլ չափիչ փորձանոթներում.

Լուծույթի համար

Մեթիլեն նարնջագույնի լուծույթ, 0,2գ/լ

0.1 M թթվի կամ հիմքի

լուծույթ

2.0 մլ

5 մլ HCl

1.5 մլ

5 մլ HCl

1.0 մլ

5 մլ HCl

0.5 մլ

5 մլ HCl

2.5 մլ

5 մլ NaOH

2.0 մլ

5 մլ NaOH

1.5 մլ

5 մլ NaOH

1.0 մլ

5 մլ NaOH

2.0 մլ

25 մլ բուֆեր I

2.0 մլ

25 մլ բուֆեր II

2.0 մլ

25 մլ բուֆեր III

---

Սպեկտրների գրանցում

Ինդիկատորի պատրաստված լուծույթների կլանման սպեկտր- ները գրանցում են 300-600 նմ մարզում։ Այս նպատակով օգտագործում են 1–1 սմ օպտիկական ուղի ունեցող կյուվետներ։ Որպես համեմատա- կանության կամ ստուգիչ լուծույթ օգտագործում են թորած ջուր։ №1, 6, 9-11 լուծույթների կլանման սպեկտրներն են ստանում։ Ինդիկատորի յուրաքանչյուր ձևի համար որոշում են աշխատանքային ալիքի երկա- րությունները ( և 2) և օպտիկական խտությունը A։ Գտնում են իզո- բեստիկ կետը, որոշում են այն բնութագրող մեծությունները (A, e)։ Այնուհետև ստանում են №2-5, 7, 8 լուծույթների սպեկտրները։ Որոշում են ինդիկատորի պրոտոնացված և դեպրոտոնացված ձևերի A օպտիկական խտությունները։ Ստուգում են Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը։ Դրա համար կառուցում են A-ի ինդիկատորի կոնցենտրա- ցիայից կախման կորերը թթվային և հիմնային լուծույթների համար։ Հաշվարկում են ինդիկատորի յուրաքանչյուր ձևի էքստինկցիայի գործակիցը։ Եթե ունենք տարբեր 1 (0.2 և 0.5 սմ) օպտիկական ուղինե- րով կվարցե կյուվետներ, ապա նրանցով ստանում են №1 կամ №4 լու- ծույթների կլանման սպեկտրները և կառուցում են A-ի 1-ից կախվածու- թյան կորը։ Ստուգում են Բուգեր-Լամբերտ-Բերի օրենքը։

Մեթիլեն նարնջագույնի դիսոցման հաստատունի հաշվարկը

(38) բանաձևով, բերված տեսական մասում, հաշվարկում են ինդիկատորի դիսոցման հաստատունի արժեքը։ K-ի արժեքները համեմատում են տեղեկատուի տվյալների հետ։

---

7.3. ԴՆԹ-ԼԻԳԱՆԴ ԿՈՄՊԼԵՔՍՆԵՐԻ pH ՏԻՏՐՈՒՄԸ: pKa-Ի ՈՐՈՇՈՒՄԸ

Մոլեկուլային կենսաֆիզիկայի արդիական հիմնախնդիրներից են կենսամակրոմոլեկուլների, այդ թվում նաև ԴՆԹ-ի կառուցվածքի, դրա բազմաձևության և տարբեր արտաքին գործոնների ներքո նրա կոնֆորմացիոն անցումների, ինչպես նաև ԴՆԹ-ի հետ տարբեր մոլե- կուլների կամ միացությունների լիգանդների փոխազդեցության ա- ռանձնահատկությունների ուսումնասիրությունները: ԴՆԹ-ի կառուց- վածքային փոխարկումները զգալիորեն կախված են նրա հետ լիգանդ- ների (դեղանյութեր, հակաբիոտիկներ, սպիտակուցներ և այլն) կոմպ- լեքսագոյացումից:

Ըստ ԴՆԹ-ի հետ փոխազդեցության առանձնահատկության ցած- րամոլեկուլային միացությունները (մետաղների իոններ, սպիտակու- ցային բնույթի մոլեկուլներ և այլ օրգանական միացություններ) բաժան- վում են երկու խմբի՝ կովալենտ և ոչ կովալենտ կապվող լիգանդներ։ Ոչ կովալենտ եղանակով փոխազդող լիգանդները ԴՆԹ-ի հետ կապվում են դարձելիորեն, ուստի դրանք կարող են վերաբաշխվել կրկնակի պարույրի երկայնքով։ Ընդ որում, լիգանդները փոխում են ԴՆԹ-ի կառուցվածքային փոխարկումների բնութագրերը այնպիսի կոնցենտ- րացիաների դեպքում, որոնք զգալիորեն փոքր են նուկլեինաթթվի կոն- ցենտրացիայից։ Դարձելի կապվող լիգանդներին են պատկանում ծանր մետաղների իոնները (Cu, Fe, Ag), որոշ հակաբիոտիկներ (ակտինոմի- ցին, նետրոպսին), մի շարք սպիտակուցներ և այլն: Ընդհանրապես, դարձելի կապվող լիգանդների մեծ մասը կայունացնում են ԴՆԹ-ի երկ- պարույր կառուցվածքը:

Կովալենտ եղանակով կապվող լիգանդները ամուր կապվում են ԴՆԹ-ի որոշակի հատվածում և այլևս չեն վերաբաշխվում մոլեկուլի երկայնքով։ Այդպիսի լիգանդների թվին են պատկանում ԴՆԹ-ի ֆունկ- ցիոնալ խմբերի տարբեր քիմիական մոդիֆիկատորները, ինչպես նաև մի շարք կենսաբանորեն ակտիվ մոլեկուլներ, մասնավորապես, պլա- տին կամ պալադիում պարունակող միացությունները: Դրանց թվին են

---

պատկանում նաև պոլիպեպտիդները, հիստոնային սպիտակուցները ցածր իոնական ուժի պայմաններում, քանի որ բարձր իոնական ուժե- րում վերջիններիս կապման բնույթը փոխվում է։

Դարձելի կապվող լիգանդներն, ըստ փոխազդեցության հիմնա- կան մեխանիզմի, բաժանվում են ինտերկալյատորների և ակոսում կապվող միացությունների, որոնք ներկայումս մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում: Վերջին տարիներին ստացված փորձարարական տվյալները վկայում են այն մասին, որ այս միացություններն իրա- կանում ԴՆԹ-ի հետ կապվում են մեկից ավելի մեխանիզմներով, որոնց դրսևորումը կախված է միջավայրի տարբեր գործոններից՝ ջերմաստի- ճան, իոնական ուժ, pH և այլն:

ԴՆԹ-ի հետ ինտերկալյատորների փոխազդեցության վերաբեր- յալ ավելի վաղ կատարված աշխատանքները բացահայտել են, որ իո- նական ուժը էական ազդեցություն ունի ԴՆԹ-ի հետ լիգանդի կապման վրա, սակայն կապման վրա իոնական ուժի ազդեցության քանակական որոշման տեսություն գոյություն չուներ։ Իոնների կոնցենտրացիայի տե- սությունը զարգացվել է Մաննինգի և Ռեկորդի աշխատանքներում, որը թույլ է տալիս պարզաբանելու իոնական ուժի էֆեկտները, ինչպես նաև նուկլեինաթթուների հետ լիգանդների փոխազդեցությունը։ Վիլսոնը և Լոպպը այս տեսությունը կիրառել են ինտերկալյատորների համար։

Կոնդենսացիայի տեսության կիրառումը ինտերկալյացիայի հա- մար պահանջում է հաշվի առնել ֆոսֆատ-ֆոսֆատ միջին հեռավորու- թյան մեծացումը (լիցքի խտության փոքրացումը) դեզօքսիռիբոզ-ֆոս- ֆատ շղթայի երկարությամբ, ինչը տեղի է ունենում հարևան զույգ հիմ- քերի միջև լիգանդի ներդրման հետևանքով։ Այս կոնֆորմացիոն փոփո- խությունը նվազեցնում է ԴՆԹ-ի մեկ ֆոսֆատի հետ կոնդենսացված, ինչպես նաև Դեբայ-Հյուկելյան փոխազդեցությամբ կապված կատիոն- ների միջին քանակությունը, այսինքն տեղի է ունենում լիցքի խտության նվազում 0.88-ից մինչև 0.82՝ չհաշված լիգանդի լիցքը։ Նատրիումի իոնների ազդեցությունը ԴՆԹ-ի հետ ինտերկալյացիոն մեխանիզմով կապվող լիգանդների փոխազդեցության վրա կարող է բացատրվել քա- նակապես։ Քվինակրինի կապման վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ

---

դիսոցվում են նատրիումի ավելի շատ իոններ, քան հաշվարկված էր տեսականորեն։ Դա հնարավոր է այն դեպքում, եթե քվինակրինը հրահ- րում է նատրիումի ավելի շատ իոնների դիսոցում, քան անհրաժեշտ է ԴՆԹ-ի ազոտային զույգի հետ դրանց կապման համար, կամ եթե ինտերկալյացիայի արդյունքում, կոնֆորմացիոն փոփոխությունների հետևանքով անջատվում են ավելի մեծ քանակությամբ նատրիումի իոններ, քան ենթադրվում էր։ Վերջինս կարող է տեղի ունենալ, եթե քվինակրինի մեկ մոլեկուլի ինտերկալյացիայի ժամանակ կրկնակի պարույրը երկարում է ավելի քան 3,4Å-ով և/կամ ԴՆԹ-ի մոլեկուլում առաջացնում է լրացուցիչ բեկում՝ թույլ կապման արդյունքում։ Մյուս կողմից, Na+-ի տարբեր կոնցենտրացիաների դեպքում փորձերի և հաշվարկների միջև ստացվող ոչ մեծ տարբերությունը կարող է պայմա- նավորված լինել տեսական ենթադրությունների սխալներով և ան- ճշտություններով փորձարարական մեթոդներում, ինչպես նաև կապ- ման տեսական մոդելների արդյունքների վերադրմամբ։ Լիգանդների ինտերկալյացիայի պրոցեսում իոնական ուժի ազդեցությունը պարզա- բանելու համար որպես հիմնական պարամետր ծառայում է լիգանդի pKa-ն, քանի որ այն քանակապես կախված է լուծույթում առկա կա- տիոնների կոնցենտրացիայից։

Լիգանդի pKa-ի վարքի վերլուծության համար անհրաժեշտ է ին- տերկալյացիոն այնպիսի հատված, որտեղ ազոտային զույգի հետ իոնի կապման ընթացքում չի առաջանում կոնֆորմացիոն փոփոխություն։ Դրա համար կիրառվում է այնպիսի ինտերկալյատոր, որը տիտրվում է ԴՆԹ-ի հետ pH-ի այնպիսի միջակայքում, որում ԴՆԹ-ն գտնվում է երկ- շղթա վիճակում։ Այդ դեպքում կոմպլեքսի պրոտոնացումը նույնն է, ինչ որ ԴՆԹ-ի հետ ցանկացած պարզ կատիոնի միացման պրոցեսը։ Համաձայն Վիլսոնի և Լոպպի, հետազոտվող ռեակցիան կունենա հետևյալ տեսքը.

D-L+H* →→D−L−H*,

---

որտեղ D-L-ը ԴՆԹ-ինտերկալյատոր կոմպլեքսն է չպրոտոնացված վիճակում, D − L + H -ը՝ նույն կոմպլեքսն է պրոտոնացված վիճա- կում։ Տվյալ բանաձևը նկարագրող թերմոդինամիկ հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը.

D-L (Y Na*) +H* → D−L−H* +Y* · Na* (41)

որտեղ *-ն ԴՆԹ-ի ինտերկալյացիոն կոնֆորմացիայում մեկ ֆոսֆա- տի վրա կոնդենսացված նատրիումի իոնների միջին թիվն է։ Տվյալ իո- նական ուժի դեպքում (40)-ով նկարագրվող ռեակցիայի համար հավա- սարակշռության հաստատունը հանդիսանում է ԴՆԹ-լիգանդ կոմպլեք- սից պրոտոնի դիսոցման հավասարակշռության հաստատունի (K) հակադարձ մեծությունը։ Կապված լիգանդի pKa-ի կախվածությունը նատրիումի իոնների կոնցենտրացիայից հետևյալն է․

-Əlog Ka log[Na]

©pK log[Na*]

Քննարկվում է այնպիսի ինտերկալյատոր, որը չի առաջացնում կոնֆորմացիոն փոփոխություններ և ԴՆԹ-ի հետ չի փոխազդում կոո- պերատիվորեն, ընդ որում այդ համակարգը հանդիսանում է ինտեր- կալյացիոն հատվածների համար որպես սպեցիֆիկ նմուշ, ուստի դա թույլ է տալիս անմիջապես չափել I*-ը և այն համեմատել հաշվարկված տվյալների հետ, ինչը կապահովի իոն-կոնդենսացիայի տեսության փորձարկման համար անկախ մեթոդ, որը չի պահանջում ԴՆԹ-լիգանդ կոմպլեքսների նկարագրության որևէ այլ մոդել։ Ավելի վաղ կատարված աշխատանքներում ցույց էր տրված հակաիոնների կոնցենտրացիայի ազդեցությունը ԴՆԹ-ի հետ կապվող միացությունների pKa-ի սպեցիֆիկ արժեքների կամ ԴՆԹ-լիգանդ փոխազդեցության վրա pH-ի սպեցիֆիկ էֆեկտների վրա։ Այնուամենայնիվ, լիգանդի pK-ի վրա լուծույթի իոնական ուժի ազդեցության բացահայտման համար առավել հետաքրքրական են ԴՆԹ-ի հետ դասական ինտերկալյատոր էթիդիումի բրոմիդի (ԷԲ) կամ նրա ածանցյալ միացության՝ 3,8-դիամի-

---

նո-6-ֆենիլ-ֆենանտրիդինի (ԴԱՖՖ) փոխազդեցության ուսումնասիրու-

թյունները pH-տիտրման միջոցով։

<B-

·B<.'

<&B

-B< &

B Z

ԷԲ

ԴԱՖ Ֆ

Լաբորատոր աշխատանք 3

Աշխատանքի նպատակը

Սպեկտրի տեսանելի տիրույթում տարբեր pH-ով ԷԲ-ի և ԴՆԹ-ի հետ դրա կոմպլեքսների լուծույթների կլանման սպեկտրների գրանցում։

ԷԲ-ի և ԴՆԹ-ի հետ դրա կոմպլեքսների թթվային վիճակների համար աշխատանքային ալիքի երկարությունների որոշում, իզոբեստիկ կետի հայտնաբերում:

ԴՆԹ-ի հետ ԷԲ-ի ինտերկալյացիոն մեխանիզմով փոխազդե- ցության վրա իոնական ուժի ազդեցության որոշում, Լիգանդի pKa-ի որոշում։

Փորձարարական մաս

Անհրաժեշտ լուծույթներ

Աշխատանքում օգտագործում են հետևյալ լուծույթները.

հորթի ուրցագեղձի ԴՆԹ, ԷԲ (գերմաքուր), HCl (խիտ), NaCl,

Na-ցիտրատ (քիմիապես մաքուր),

նախնական պատրաստի լուծույթներ,

0.002; 0.004; 0,01; 0,02; 0,05 իոնական ուժերով լուծույթներ, ԴՆԹ-ի և ԷԲ-ի աշխատանքային լուծույթներ։

---

Լուծույթի

pKa

համար

իոնական ուժը

ԷԲ-ի և ԴՆԹ-ի աշխատանքային լուծույթները պատրաստվում են 3մլ ծավալով, որոնց ավելացվում է էթիլենդիամինտետրաացետատ՝ 10 մոլ/լ կոնցենտրացիայով։ pH-ի թթվային արժեքներ ստանալու համար ԷԲ-ԴՆԹ կոմպլեքսների աշխատանքային լուծույթներին ավելացվում է 0.1ն HCl-ի լուծույթ:

ԴՆԹ-ի հետ լիգանդների փոխազդեցության վերլուծության համար պետք է հաշվի առնել - ջրածնի իոնների ակտիվությունը՝ ( a ․ որը չափվում է փորձնականորեն և որոշվում է հավասարակշռու- թյան հաստատունը՝ (Ka)).

H+

(Ka)

(D – L)a + 'H+' (D-L-H*)

= KaYH+ =

7 + -ը ջրածնային իոնի ակտիվության գործակիցն է։ pKa–ի և Ka-ի հաշվարկված արժեքները համեմատական են ԴՆԹ-լիգանդ ասոցիա- ցիայի համար որոշված հավասարակշռության գործակիցների հետ։

Տարբեր իոնական ուժերում լիգանդի կապման տիտրման ժամա- նակ պետք է ի հայտ գան իզոբեստիկ կետեր։ Այդ կետերում կապված լիգանդի pKa-ի արժեքների հաշվարկման համար կլանման արդյունք- ներից որոշվում են մարման մոլային գործակիցները (էքստինկցիայի գործակիցները) և կառուցվում է pH-ի կախվածությունը

ըստ.

log|E,, /(E – Eat )-ից ը

---

(E.

pH = pK - log

(E — E,,. )’

որտեղ E-ն ԴՆԹ-ի հետ կապված լիգանդների իոնների էքստինկցիայի գործակիցն է, իսկ E, + -ը՝ ցանկացած pH-ի արժեքների դեպքում չափվող էքստինկցիայի գործակիցը։ pH<5 արժեքների դեպքում տեղի է ունենում իզոբեստիկ կետի անհետացում, ինչը, ամենայն հավանակա- նությամբ, պայմանավորված է ԷԲ-ի 8-րդ դիրքում ամինոխմբի պրոտո- նացմամբ։ Ամինախմբերի պրոտոնացման համար pK-ն բավականին ցածր է (pK=2.4) ազատ լիգանդների դեպքում, ԴՆԹ-ի հետ միացումը կարող է մեծացնել pK-ի արժեքը նշված երկու լիգանդների համար, ուստի pH>5 արժեքների դեպքում Ea և pKa արժեքները կարելի է հաշ- վարկել` օգտագործելով փորձարարական տվյալները (E և pH ար-

ժեքները) 5<pH<10 սահմաններում:

H+

pH<5 արժեքների դեպքում իզոբեստիկ կետի անհետացման մյուս պատճառը կարող է լինել ԴՆԹ-ի բնափոխումը։ Սակայն 260նմ-ում սպեկտրալ վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ԴՆԹ-ն գրեթե չի բնափոխվում pH>4 արժեքների դեպքում։ Ուստի pKa-ի որոշման համար նպատակահարմար է հետազոտությունները իրականացնել pH>5 դեպքում, քանի որ 0.02<[Na+]<1,0 պայմաններում կլանման սպեկտր- ների վրա առկա է իզոբեստիկ կետ։ Հարկ է նշել, որ լիգանդի կոնցենտ- րացիան միշտ փոքր է նատրիումի իոնների կոնցենտրացիայից, ուստի ԴՆԹ-ի հետ կապման արդյունքում նատրիումի ազատ իոնների կոնցենտրացիայի զգալի փոփոխություններ գրեթե տեղի չեն ունենում։

7.4. ՍՊԻՏԱԿՈՒՑՆԵՐԻ pH-ՏԻՏՐՄԱՆ

ՈՒՍՈՒՄՆԱՍԻՐՈՒԹՅՈՒՆԸ

Սպիտակուցների կառուցվածքի ուսումնասիրություններում ան- հրաժեշտություն է առաջանում որոշել ամինաթթուների իոնացվող կողմնային խմբերից պրոտոնների դիսոցման pK-ի արժեքները։ Դա թույլ է տալիս որոշելու տվյալ ամինաթթվի տեղակայումը սպիտակու-

---

ցում, քանի որ որոշ ամինաթթուների դեպքում տեղի է ունենում Amax շեղում և e-ի արժեքի փոփոխություն՝ կախված լուծիչի բևեռայնությու-

Amax =274 նմ (pH=6)

7.max = 295 նմ (pH=13)

pH=6

pH=13

310 1. նմ

նից, ինչպես նաև pH-ից (նկ. 8)։

Նկար 8. Թիրոզինի կլանման սպեկտրները pH=6 և pH=13 արժեքների դեպքում:

Նման դեպքերում սպիտակուցի կլանման սպեկտրները փոփո- խության են ենթարկվում։ Դա հիմնականում պայմանավորված է թիրո- զինի կլանման բնութագրերի փոփոխությամբ։ Մասնավորապես, եթե թիրոզինը գտնվում է սպիտակուցի մակերևույթին և pH-ի արժեքների մեծացմանը զուգընթաց իոնացվում է, ապա սպիտակուցի կլանման սպեկտրը շեղվում է դեպի ազատ թիրոզինի սպեկտրը (նկ. 9)։ Եթե թի- րոզինային մնացորդները գտնվում են սպիտակուցի մոլեկուլի ներսում ոչ բևեռային միջավայրում (հիդրոֆոբ միջուկ), ապա սպիտակուցի և ազատ թիրոզինի կլանման սպեկտրները շեղված են մնում իրարից՝ pH- ի փոփոխության դեպքում։ Հետևաբար, կլանման կորի միջնակետից տարված ուղղահայացի միջոցով կարելի է որոշել թիրոզինի pK-ի արժեքը տվյալ սպիտակուցում։

---

Նկար 9. Թիրոզինի տիտրման կորերը &295-ի դեպքում: Վարկածային սպիտակուցը պարունակում է թիրոզինային 5 մնացորդ: Ա – բոլոր 5 մնացորդները մակերեսային բաշխվածություն ունեն, Բ – 2 մնացորդ ունի մակերեսային բաշխվածություն, իսկ 3-ը` ներքին, ոչ բևեռային միջավայրում են տեղավորված և հետևաբար չեն տիտրվում, Գ – 3 ներքին մնացորդները գտնվում են բևեռային միջավայրում և հասանելի են լուծիչին։

Լաբորատոր աշխատանք 4

Աշխատանքի նպատակը

Ստանալ թիրոզինի կլանման սպեկտրները pH=6 և pH=13 արժեքների դեպքում։

Ստանալ սպիտակուցի կլանման սպեկտրը pH-ի թթվային և հիմնային արժեքների տիրույթներում:

Որոշել սպիտակուցի pK-ի արժեքներրը pH-ի թթվային և հիմնային տիրույթներում:

---

Որոշել թիրոզինի մնացորդների հնարավոր տեղակայումը սպիտակուցի մոլեկուլում։

Աշխատանքի համար օգտագործել են հետևյալ լուծույթները․

- մարդու արյան շիճուկային ալբումին,

- թիրոզին,

- HCl (խիտ) NaOH,

- նախնական պատրաստի լուծույթներ:

Սպիտակուցի և թիրոզինի աշխատանքային լուծույթները պատ- րաստվում են 3մլ ծավալով։ pH-ի թթվային և հիմնային արժեքներ ստանալու համար սպիտակուցի և թիրոզինի աշխատանքային լու- ծույթներին ավելացվում է 0.1ն HCl-ի լուծույթ և սպեկտրաֆոտոմետրի միջոցով ստացվում է դրանց կլանման սպեկտրը ալիքի երկարության փոփոխության 220-300 նմ տիրույթում: Այնուհետև կառուցվում է կլանման կախվածության կորը pH-ի փոփոխության թթվային և հիմնային տիրույթներում: Այդ կորից pH-ի առանցքին տարված ուղղահայացի միջոցով որոշվում է թիրոզինի և սպիտակուցի pK-ի արժեքները:

---

ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՑԱՆԿ

1. Վարդևանյան Պ.Հ., Նուկլեինաթթուների կենսաֆիզիկա: Բուհական итишуши àапишу, 2шуршил һршл., Ериши, 2010, 212 :

2. Кантор У., Шиммел П., Биофизическая химия. В 3-х кн. М.: Мир. 1985.

3. Маршелл Э., Биофизическая химия. В 2-х кн. М.: Мир. 1981.

Рубин А.Б. Биофизика. В 2-х кн. Учебник. 3-е изд. М.: Изд-во Московского госуниверситета и изд-во Наука. 2004.

5. Фрайфелдер Д., Физическая биохимия. М.: Мир. 1980.

6. Краткий справочник физико-химических величин // Под ред. А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. СПБ.: Иван Федоров, 2003.

7. Лурье Ю.Ю., Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1965. Индикаторы: В 2 т. Под ред. Э. Бишоп; Пер. С англ. И.В. Матвеевой. М,: Мир, 1976. Т. 1.

9. Миронов И.В., Основы оптических методов анализа: Учеб. пособие. Новособ. гос. ун-т. Новосибирск, 1991.

10. Практикум по физической химии. Под ред. И.В. Кудряшова. М.: Высш. Шк., 1986.

11. Бахшиев Н.Г., Введение в молекулярную спектроскопию: Учеб. посо- бие. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987.

12. Браун Д. и др., Спектроскопия органических веществ. Д. Браун, А. Флой, М. Сейнзбери; Пер. с англ. А.А. Кирюшкина. М.: Мир, 1992.

13. Лукьяненко С.В., // Спектр. М.: АСТ, 2002.

14. Хольцбехер 3., Дивиш Л., Крал М. и др., Органические реагенты в неорганическом анализе. Пер. с чеш. 3.3. Высоцкого. М.: Мир, 1979.

---

- 63 -

---

Պ.Հ.Վարդևանյան, Ա.Պ.Անտոնյան,

Մ.Ա.Փարսադանյան

ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ԿԵՆՍԱՖԻԶԻԿԱՅԻ ԼԱԲՈՐԱՏՈՐ ԱՇԽԱՏԱՆՔՆԵՐԻ ՈՒՍՈՒՄՆԱՄԵԹՈԴԱԿԱՆ ՁԵՌՆԱՐԿ

ՄԱՍ 2

Համակարգչային ձևավորումը` Կ. Չալաբյանի

Կազմի ձևավորումը` Ա. Ստեփանյանի Հրատ. սրբագրումը` Լ. Հովհաննիսյանի

Չափսը` 60x84 1/16: Տպ. մամուլ 4: Տպաքանակը` 100 օրինակ:

ԵՊՀ հրատարակչություն

ք. Երևան, 0025, Ալեք Մանուկյան 1 - 64 -

---

ՀՐԱՏԱՐԱԿՉՈՒԹՅՈՒՆ

ԵՐԵՎԱՆ 2014