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Marcelo Francisco Pompelli AULA 1 Introdução a Espectroscopia, Lei de Lambert Beer UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE BIOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BOTÂNICA ECOFISIOLOGIA DE PLANTAS DA CAATINGA Introdução • Exames – Colesterol, triglicerídeos, glicose, ácido úrico, etc. • Exames – Como eles são analisados? O Espectrofotômetro e os medidores de sais Tipos de Espectrofotômetro amostra tela de cristal líquido teclado para entrada de informações Tipos de Espectrofotômetro entrada para pen drive tela de cristal líquido ou PC? Tipos de Espectrofotômetro 1 3 4 5 2 Lâmpada de xenon, emissora de fonte de luz Monocromador, funciona como um prisma, selecionando o comprimento de onda adequado Detector de referência, funciona para calibração do aparelho e desconto do “zero” de referência Carrossel automático para até seis cubetas, seis leituras ao mesmo tempo Detector, mostraráum valor, dependendo da absorvância Funcionamento dos Espectrofotômetros lâmpada emissora de luz Mocrocromador Intensidade de luz incidente I0 Cubeta com a amostra a ser analisada Intensidade de luz transmida I Detector ou tela Vai depender do comprimento de onda escolhido 1 – bacterioclorofila a 2 – clorofila a 3 – clorofila b 4 – ficoeritrbilina 5 – β-caroteno Funcionamento dos Espectrofotômetros • Ao passar pela cubeta é comum que a luz seja transmitida com características distintas da luz emitida (ex. maior comprimento de onda, menor energia) Lei de Lambert-Beer • Absorção de luz pelas moléculas – uma ampla faixa de biomoléculas absorvem luz num determinado comprimento de onda • Ex.: o triptofano absorve luz em 280 nm – a medição da luz absorvida por uma biomolécula através do espectrofotômetro é usada para detectar, identificar e quantificar moléculas num determinado material biológico – Para tanto deve-se levar em consideração a Lei de Lambert-Beer Lei de Lambert-Beer • A fração de luz incidente absorvida por uma solução num determinado comprimento de onda é relacionada com a espessura do caminho óptico e a concentração da amostra. A = ε c L Absorbância ou absorvância Coeficiente de extinção Molar (M-1 L-1 cm-1) próprio de cada substância a ser analisada Caminho ótico (cm), profundidade da cubeta, geralmente 1 cm Concentração(M) Lei de Lambert-Beer • Quanto maior a concentração (c) ou maior o caminho óptico (L) maior será a absorbância da amostra, por isso geralmente o L é padronizado em 1 cm • Exemplo: – com base na lei de Lambert-Beer, calcule a absorbância de uma solução com concentração 0,002 mol L-1 de uma substância com absortividade molar de 313 L mol-1 cm-1, determinada em uma célula com 2,00 cm de caminho óptico. – A = ε C L – A = 313 L mol-1 cm-1 x 0,002 mol L-1 x 2 cm – A = 1,252 – Como visto a aborbância não tem unidade Lei de Lambert-Beer • Como vimos a profundidade do caminho óptico interfere na absorbância da solução • Porém, quando o caminho óptico é fixado (geralmente 1 cm) a absorbância é diretamente proporcional a concentração da amostra • Sendo assim, deve-se ter consciência que todo e qualquer objeto que interrompa o caminho óptico vai “atrapalhar” a leitura, podendo dar uma falsa impressão de aumento da concentração Coeficiente de extinção molar • O coeficiente de extinção molar varia – com a natureza da substância analisada – com o tipo de solvente utilizado – com o comprimento de onda utilizado – com o pH da solução Pico máximo de absorção de luz • Como vimos toda biomolécula apresenta um comprimento de onda específico onde a absorção de luz é máxima • Mas como determinar isso para uma substância desconhecida? • Simples – varre-se a solução com diferentes comprimentos de onda – quando se desconhece completamente a natureza da substância pode-se usar comprimentos de onda que vão desde o UV até o ultravioleta. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 300 400 500 600 580 nm 700 800 900 1000 Comprimentos de onda (nm) A bs or b â nc ia Pico máximo de absorção de luz Como se calcula o coeficiente de absorção molar • Uma vez que se tenha o pico de absorção máxima da molécula, basta fazer uma sequência de diferentes concentrações e medir a absorbância respectiva. • De posse dos valores de absorbância, você pode calcular o coeficiente de extiñção molar através da fórmula A = ε c L • Exemplo: – A = 0,351 e C = 0,01563 mM L-1, qual será o ε? – 0,351 = ε x 0,01563 mM L-1 x 1cm – ε = 0,351 / 0,01563 – ε = 22,46 mM L-1 cm-1 Como se calcula o coeficiente de absorção molar 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 Concentração (g L)-1 A bs or vâ nc ia (n m )
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