Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Спектральный интервал, нм 50; 100
Длина волны измеряемого излучения, нм 500; 680
Спектральный интервал, нм 30; 30
Облучённость пробы в кювете, Вт/м2 70
Облучённость с зеркалом после образца, Вт/м 2 120
Чувствительность по хлорофиллу (in vivo), мг/м3 0.05
Источник излучения — лампа накаливания 12 В, 75 Вт
Приёмник энергии — фотоэлектронный умножитель ФЭУ-51
Тип спектральной чувствительности ФЭУ С-11
Приборная погрешность, % 2
Потребляемая мощность, Вт 150
Напряжение питания, В 220 ±22
Габаритные размеры, мм 560x360x205
Масса, кг 20
2.3. Абсорбционные и нефелометрические методы
Для изучения стационарных свойств водных экосистем используют разнообразные оптические методы, в том числе различные модификации абсорбционной спектрофотометрии (дифференциальная, производная, поляризационная), основанной на свойствах объектов поглощать пропускаемый через них свет, измерение оптической активности (оптического вращения, эллиптичности, кругового дихроизма, двулучепре-ломления) и т. п. Регистрируемые при этом спектральные параметры поглощения (интенсивность полосы поглощения, её полуширина и положение в спектре и др.) позволяют судить о качественном и количественном составе измеряемого объекта, его состоянии и структурной организации.
2.3.1. Безэкстрактный спектрофотометрический метод определения концентрации хлорофилла «а» фитопланктона. Важнейшим звеном любой водной экосистемы является фитопланктон — главный продуцент органического вещества и кислорода за счёт утилизации солнечной энергии. Его содержание определяет продукционные возможности водоёма (его трофность). Основным световым приёмником в фитопланктоне является пигмент, называемый хлорофиллом «а».
Сведения о содержании хлорофилла в водоёмах имеют важное значение для определения общей биомассы фитопланктона, изучения первичной продукции и оценки потенциальной продуктивности водных экосистем.
В настоящее время для измерения концентрации пигментов фитопланктона используют исключительно оптические методы: спектрофотометрические или основанные на флуоресценции пигментов. Измерения проводят как без экстракции пигментов из клеток, так и с предварительным экстрагированием. Первый метод предпочтительнее, так как он менее трудоёмок и требует значительно меньше времени.
Ослабление света, распространяющегося во взвеси и регистрируемого приёмным устройством спектрофотометра, можно выразить уравнением [171]
-dl = {ж + [1 - F(00)]a}ldly (2.3)
или в интегральной форме оптическая плотность, регистрируемая прибором (инструментальная оптическая плотность), равна
Du р = к1 + [1 — F(0q)}(jI = Du + Dp, (2.4)
где F(9q) и [ 1 — F(e0)} — доли светового потока, рассеянного в телесном угле (в = 9q) и вне его; х, а — показатели поглощения и рассеяния света соответственно; Dnp, Dn и Dp — инструментальная оптическая плотность и её составляющие, обусловленные соответственно поглощением и рассеянием света. Наиболее приемлемыми для корректного измерения поглощения света являются фотометры с интегрирующей сферой при размещении кюветы с пробой воды непосредственно внутри сферы. Но даже в случае размещения прямоугольной кюветы вплотную к входному окну сферы апертурный угол фотоприёмника составляет около 96 градусов. Для большинства природных вод доля регистрируемого рассеянного излучения при этом будет не менее 95-98%, и DnpttDn.
Удобной для безэкстрактного определения содержания хлорофилла «а» микроводорослей по дифференциальным спектрам поглощения их взвесей является спектральная область 670-750 нм. Это объясняется тем, что из всех пигментов, содержащихся в клетках водорослей, в ней в основном поглощается хлорофилл «а». На практике, пользуясь «базисным» методом при определении концентрации хлорофилла «а» (Схл), обычно следуют выражению
q _ Dm - D750 _ АРб8о ^ 5)
^уд I ^УД ^
где Dqgo и D750 — оптические плотности взвеси микроводорослей соответственно в области максимума красной полосы поглощения хлорофилла «а» и в области, где хлорофилл и другие пигменты практически не поглощают свет, худ — удельный показатель поглощения света хлорофиллом при Л = 680 нм, I — толщина слоя взвеси.
Этот метод успешно применяется, если содержание хлорофилла водорослей превышает 4-5 г/м3 (при использовании кюветы толщиной 1 см). Однако концентрация нативного хлорофилла «а» фитопланктона для большинства районов Мирового океана и внутренних водоёмов невысока — от сотых и десятых долей до нескольких мг/м 3
