Qog'oz xromatografiyasi/UV-Vis tajribasi Arduino bilan: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bu tajribada Arduino mikroprotsessoridan uy anjomlari bilan birga qog'oz xromatografiyasi tajribasi o'tkaziladi va ultrabinafsha-ko'rinadigan (UV-Vis) spektroskopiyasiga o'xshash usul yordamida natijalar tahlil qilinadi. Ushbu tajriba HPLC (yuqori samarali suyuq xromatografiya) asbobining xromatografik ajratish va UV-Visni aniqlash kabi bir necha jihatlarini takrorlashga mo'ljallangan. Siz ushbu tajriba yordamida ko'plab ilmiy texnikalarni o'rganasiz, shuningdek Arduino mikroprotsessori haqida bilib olasiz.

1 -qadam: video namoyish

2 -qadam: Maqsad

Ushbu tajribaning maqsadi HPLC asbobining ba'zi funktsiyalarini takrorlashdir. HPLC aralashmalarni suyuq xromatografiya yordamida ajratadi va detektor sifatida UV-Visdan foydalanadi. Bu tajribada bu ikkita funksiya alohida bajariladi. Qog'oz xromatografiyasi HPLC ichidagi suyuq xromatografiyani ifodalaydi va oziq -ovqat bo'yoqlari aralashmalarini ajratish uchun ishlatiladi. Keyin ajratilgan bo'yoqlar UV-Vis spektroskopiyasiga o'xshash usul yordamida tahlil qilinadigan namunalar yaratish uchun ishlatiladi. UV-Vis asbobining soddalashtirilgan versiyasi yaratiladi va bu HPLC detektori bo'ladi. Ushbu tajriba yordamida siz xromatografiya, UV-Vis spektroskopiyasi, HPLC asboblar funktsiyalari va Arduino Uno mikroprotsessori haqida bilib olasiz.

3 -qadam: Ushbu materiallarni to'plang

Qog'oz xromatografiyasi materiallari:

• Qog'oz sochiq (rulon uchun ~ 1-2 dollar)
• Tish cho'tkasi (har bir qutiga ~ 3 dollar)
• Oziq -ovqat ranglari (har bir qutiga ~ 4 dollar)
• Izopropil (ishqalanadigan) spirt (bir shisha uchun ~ 3 dollar)
• Zımba
• Qalam
• Hukmdor
• Kubok
• Suv
• Qaychi
• Plastik o'rash

Arduino uskunalari:

• Arduino Uno yoki shunga o'xshash mikroprotsessor (~ 15 dollar)
• Fotoresistor
• Rezistor (10 K ohm)
• Simlar (erkak-erkak)
• Non paneli (~ $ 5)

Asbob -uskunalar:

• Chiroq
• Bu misolda ishlatiladigan shaffof shisha naychaning bir turi
• O'rta teshikli ko'pikli ko'pik
• Tualet qog'ozi rulosi
• Yopishqoq lenta

4 -qadam: Qog'oz xromatografiyasini bajaring va namunalar yarating

Qog'oz xromatografiyasi:

1. Qog'oz sochiqdan taxminan 4x6 dyuymli to'rtburchaklar kesib oling.
2. Qalam va o'lchagich yordamida qog'oz sochiqning pastki chetidan 1 dyuym uzunroq chetiga parallel to'g'ri chiziq chiziladi.
3. Qalam yordamida X chizig'ini bir -biridan 1/2 - 3/4 dyuym masofada chizib oling.
4. Oziq -ovqat ranglarining aralashmalarini yarating (ko'k+sariq, ko'k+qizil, qizil+sariq).
5. Tish pichog'idan foydalanib, oziq -ovqat ranglari aralashmasi va oziq -ovqat mahsulotlarining toza ranglarini chizilgan X -larning ustiga qo'ying. Har bir rang yoki qorishma o'ziga xos X ustiga qo'yiladi. Quritishga ruxsat bering.
6. Qog'oz sochiqni silindrga aylantiring, qisqa tomonlarini birlashtiring. Qog'oz sochiqning ikki tomoni o'rtasida kichik bo'shliq qoldirib, bu silindrni mahkamlang.
7. Siz yaratgan tsilindrga mos keladigan stakanga taxminan 1/4 dyuym suv qo'shing.
8. Tsilindrni nuqta tomoni suvga eng yaqin bo'lgan idishga soling.
9. Siz suvning qog'oz sochiqqa singib ketganini ko'rasiz va oziq -ovqat ranglari qog'oz sochiqqa ko'tarila boshlaydi.
10. Qog'oz sochiq ustidagi suv chizig'i yuqoridan taxminan 3/4 dyuymga yetganda, qog'oz sochiqni stakandan olib tashlang. Zımbaları olib tashlang va boshqa qog'oz sochiqqa tekis quriting.

Namunalar yaratish:

1. Qog'oz sochiqni quritgandan so'ng, aralashmalardan ham, toza oziq -ovqat rangidan ham turli xil rangdagi dog'larni kesib tashlang.
2. Bu kesilgan joylarni izopropil (ishqalanadigan) spirtga qo'shing.
3. Uni plastik o'ralgan holda yoping va qog'oz sochiqdan rangning katta qismi olib tashlanmaguncha namlang.
4. Bu UV-Vis spektroskopiyasi yordamida tahlil qilinadigan namunalar bo'ladi.

5 -qadam: Elektronni yig'ing

O'chirish sxemasi va taxtani o'rnatish tasviridan so'ng, non taxtasini Arduino -ga ulang.

Arduino -da siz quyidagilarni ishlatasiz:

• 5 V chiqish
• Zamin
• A0 chiqishi

Siz quyidagi qismlardan foydalanasiz:

• Erkak-erkak simlari
• 10 K ohmli qarshilik
• Fotoresistor

6 -qadam: asbobni yig'ing

1. Namuna ushlagichini yarating

   • Namuna olish uchun etarlicha katta teshikka ega strafordan foydalaning.
   • Straforning yon tomonlarida fotorezistorni joylashtirish uchun etarlicha katta teshiklar qiling. Boshqa teshik yorug'lik kirish bo'ladi.
   • Buni teshiklardan birida fotorezistor o'rnatilgan taxtaga o'rnating.

2. Yorug'likni o'chirish uchun naycha yarating

   • Tualet qog'ozi rulosidan va yopishqoq lentadan foydalaning, uning uchi yopiladi.
   • Bu kiruvchi yorug'lik miqdorini kamaytirish uchun o'lchovlarni bajarayotganda namuna ushlagichining ustida turadi.

7 -qadam: Asbobni dasturlash

1. Taqdim etilgan koddan foydalaning (UV_Vis_readings).
2. Kodni tasdiqlang.
3. Kodni Arduino -ga yuklang.
4. Seriyali monitor funksiyasi ishlayotganligini tekshirib ko'ring, agar fotorezistor yorug'lik ta'sirida katta raqamlar mavjud bo'lsa, rezistor qorong'ida bo'lsa, kichikroq raqamlar.

8 -qadam: asbobni sinab ko'ring

1. Izopropil spirtini shisha naychaga yoki shpritsga soling.
2. Namuna ushlagichiga naychani joylashtiring, shunda u straforning teshiklari bilan tekislangan.
3. Chiroqni teshiklardan biriga kiradigan joyga qo'ying.
4. Qo'shimcha yorug'likni oldini olish uchun tualet qog'ozini rulon ustiga qo'ying.
5. SerialMonitor -ni yoqing va o'lchov barqaror bo'lganda yozib oling.
6. Bu qiymat o'tkazuvchanlikdir, lekin uni konvertatsiya qilish kerak.
7. Haqiqiy o'tkazuvchanlikni (T) olish uchun qiymatni (5/1024) ga ko'paytiring.
8. Absorbsiyani olish uchun quyidagi hisobni bajaring: Absorbans = log (1/T).
9. Bu bo'shliqning qiymati.
10. Har bir ajratilgan namuna uchun 1-8 bosqichlarni takrorlang.
11. Fon yorug'ligini hisobga olish uchun bo'shliqning yutilishini bu qiymatlardan chiqarib tashlang.
12. Absorbsiyalarni solishtiring - Siz tendentsiyalarni ko'rasizmi? Kuchliroq dog'lar absorbansiyada yuqori yoki pastroq bo'lganmi?

9 -qadam: yaxshilanishlar

Turli materiallar:

• Qahva filtrlari qog'oz sochiqni yaxshi almashtiradi.
• LED lampochkasini chiroq sifatida emas, balki yorug'lik manbai sifatida ishlatish uchun dasturlash mumkin.
• Shisha shprits o'rniga sinov naychalarini ishlatish mumkin.

Ajralishni yaxshilash:

Qog'oz xromatografiyasi paytida oziq -ovqat ranglarini ajratishni yaxshilash uchun har xil erituvchilar ishlatilishi mumkin. Buni oziq -ovqat rang aralashmalaridagi ranglarni ajratish qanday hal qiluvchi aniqroq ekanligini ko'rish orqali tekshirish mumkin. Erituvchi aralashmalarning turli nisbatlarini ham sinab ko'rish mumkin edi

Boshqa ilovalar:

• Xuddi shunday tajribani ham pigmentlarni o'simliklardan ajratish orqali amalga oshirish mumkin.
• Boshqa rangli moddalarni ham sinab ko'rish mumkin edi.

10 -qadam: Adabiyotlar

Ushbu loyihaga ilhom quyidagi manbalardan olingan:

www.purdue.edu/science/science-express/lab…

www.scientificamerican.com/article/chromat…

Kengashni o'rnatish va kod uchun ilhom manbai:

www.instructables.com/id/How-to-use-a-phot…

create.arduino.cc/projecthub/Ayeon0122/rea…