تحليل حقن التدفق

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ تحليل الحقن التدفقية (FIA) أسلوبًا لتحليل المواد الكيميائية ، ويتمّ عن طريق حقن كمية من العينة في تيار ناقل متدفق. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ويشبه مبدأ هذا الأسلوب مبدأ تحليل التدفق المجزأ (SFA)، إلا أنه لا يتمّ حقن الهواء في تيارات العينة أو الكواشف.

ملخص

التحليل بالحقن التدفقية (FIA) هو أسلوب آلي للتحليل الكيميائي، حيث تُحقن العينة في محلول حامل متدفق يختلط مع الكواشف قبل وصولها إلى الكاشف. على مدى الثلاثين عامًا الماضية، تطورت تقنيات التحليل بالحقن التدفقية لتشمل مجموعة واسعة من التطبيقات باستخدام قياس الطيف الضوئي ، وقياس طيف التألق ، وقياس طيف الامتصاص الذري ، وقياس طيف الكتلة ، وغيرها من أساليب التحليل الآلي للكشف.

تُعدّ المعالجة الآلية للعينات، والتكرارية العالية، وقابلية التكيف مع التصغير الدقيق، واحتواء المواد الكيميائية، وتقليل النفايات، والاقتصاد في استخدام الكواشف في نظام يعمل على مستوى الميكرولتر، جميعها مزايا قيّمة تُسهم في تطبيق تقنية الحقن التدفقية في التحليلات العملية. وتتمثل المزايا الرئيسية للحقن التدفقية في تدرج التركيز المحدد بدقة الذي يتشكل عند حقن المادة المراد تحليلها في تيار الكاشف (مما يوفر عددًا لا نهائيًا من نسب المادة المراد تحليلها/الكاشف القابلة للتكرار بدقة)، والتوقيت الدقيق لعمليات معالجة السوائل (مما يوفر تحكمًا دقيقًا في ظروف التفاعل). [ 4 ]

استنادًا إلى التحكم الحاسوبي، تطورت تقنية الحقن بالتدفق (FIA) إلى تقنيتي الحقن المتسلسل والحقن بالخرز، وهما تقنيتان حديثتان تعتمدان على برمجة التدفق. وتضمّ أدبيات تقنية الحقن بالتدفق أكثر من 22000 ورقة بحثية و22 دراسة متخصصة. [ 5 ]

تاريخ

وُصفت تقنية تحليل الحقن التدفقية (FIA) لأول مرة من قبل روزيكا وهانسن في الدنمارك عام 1974، وستيوارت وزملاؤه في الولايات المتحدة عام 1979. وتُعد تقنية FIA تقنية شائعة وبسيطة وسريعة ومتعددة الاستخدامات، ولها مكانة راسخة في الكيمياء التحليلية الحديثة، وتطبيق واسع النطاق في التحليل الكيميائي الكمي. [ 6 ]

مبادئ التشغيل

رسم تخطيطي يوضح أساسيات تحليل حقن التدفق

تُحقن عينة ( المادة المراد تحليلها ) في تيار من محلول ناقل متدفق، يُضخ بواسطة مضخة تمعجية . ويتم حقن العينة تحت ظروف تشتت مضبوطة وبأحجام معلومة. ثم يلتقي المحلول الناقل والعينة عند نقاط المزج مع الكواشف ويتفاعلان. ويُتحكم في زمن التفاعل بواسطة مضخة وملف تفاعل. بعد ذلك، يمر ناتج التفاعل عبر كاشف. في أغلب الأحيان، يكون الكاشف مطيافًا ضوئيًا، لأن التفاعلات عادةً ما تُنتج ناتجًا ملونًا. ومن ثم، يمكن تحديد كمية المادة المجهولة في العينة، لأنها تتناسب طرديًا مع طيف الامتصاص الذي يُظهره المطياف الضوئي. بعد مرور العينة عبر الكاشف، تُصرف إلى النفايات.

تفاصيل تشتت العينة

عند حقن عينة في تيار الناقل، يكون تدفقها مستطيلاً. ومع انتقال العينة عبر منطقة الخلط والتفاعل، يزداد عرض منحنى التدفق مع انتشارها في تيار الناقل. وينتج هذا الانتشار عن عمليتين: الحمل الحراري الناتج عن تدفق تيار الناقل، والانتشار الناتج عن تدرج التركيز بين العينة وتيار الناقل. يحدث الحمل الحراري للعينة عبر التدفق الصفائحي ، حيث تكون السرعة الخطية للعينة عند جدران الأنبوب صفرًا، بينما تتحرك العينة في مركز الأنبوب بسرعة خطية تساوي ضعف سرعة تيار الناقل. والنتيجة هي منحنى تدفق مكافئ، قبل أن تمر العينة عبر الكاشف إلى حاوية النفايات. [ 7 ]

أجهزة الكشف

يوجد كاشف التدفق في اتجاه مجرى العينة من حاقن العينة، ويقوم بتسجيل معلمة فيزيائية كيميائية. يمكن استخدام أنواع عديدة من الكواشف، مثل: [ 7 ]

التطبيقات البحرية

أثبتت تقنيات الحقن التدفقية فائدتها الكبيرة في علوم البحار لكل من المواد العضوية وغير العضوية في عينات الحيوانات البحرية/المأكولات البحرية. طرق الحقن التدفقية المطبقة لتحديد الأحماض الأمينية ( الهيستيدين ، L-ليسين ، والتيروسين )، والحمض النووي DNA/RNA، والفورمالديهايد ، والهيستامين، والهيبوكسانثين، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، والتسمم الإسهالي بالمحار، والتسمم الشللي بالمحار، والساكسينات/الغلوتامات، وثلاثي ميثيل أمين/النيتروجين القاعدي المتطاير الكلي، وبيروكسيدات الدهون الكلية، والأحماض المتطايرة الكلية، وحمض اليوريك ، وفيتامين B12، والفضة، والألومنيوم، والزرنيخ، والبورون، والكالسيوم، والكادميوم، والكوبالت، والكروم، والنحاس، والحديد، والغاليوم، والزئبق، والإنديوم، والليثيوم، والمنغنيز، والموليبدينوم، والنيكل، والرصاص، والأنتيمون ، والسيلينيوم، والقصدير، والسترونتيوم، والثاليوم، والفاناديوم، والزنك، والنترات/النتريت ، والفوسفور/الفوسفات، والسيليكات. [ 6 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ شو، ويهونغ؛ ساندفورد، ريتشارد؛ وورسفولد، بول؛ كارلتون، ألكسندرا؛ هانراهان، غرادي (2005). "تقنيات الحقن التدفقية في التحليل البيئي المائي: التطبيقات الحديثة والتطورات التكنولوجية". مراجعات نقدية في الكيمياء التحليلية . 35 (3): 237. doi : 10.1080/10408340500323362 . S2CID 95298288 . 
  2. ↑ تايسون، جوليان ف. (1985). "تقنيات تحليل الحقن التدفقية في مطيافية الامتصاص الذري: مراجعة". المحلل . 110 (5): 419-569 . Bibcode : 1985Ana...110..419T . doi : 10.1039/an9851000419 . PMID 4025835 . 
  3. ↑ أناستوس، ن.؛ بارنيت، ن. و.؛ هندسون، ب. ج.؛ لينيهان، س. إ.؛ لويس، س. و. (2004). "مقارنة الكشف الكيميائي الضوئي باستخدام المنجنيز (IV) القابل للذوبان وبرمنجنات البوتاسيوم الحمضية، وذلك باستخدام تقنية الحقن التدفقية وتحليل الحقن المتسلسل لتحديد حمض الأسكوربيك في أقراص فيتامين ج". تالانتا . 64 (1): 130-134 . doi : 10.1016/j.talanta.2004.01.021 . PMID 18969577 . 
  4. ↑ روزيكا، جارومير؛ هانسن، إيلو هارالد (مارس 2000). "مراجعة الأقران: تحليل الحقن التدفقية: من الكأس إلى الموائع الدقيقة" . الكيمياء التحليلية . 72 (5): 212 أ–217 أ. doi : 10.1021/ac002756m . ISSN 0003-2700 . PMID 10739186 .  
  5. ↑ روسيكا، جاردا. "دليل حقن التدفق" . www.flowinjectiontutorial.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-03-2016 .
  6. 1 2 سي.، يبرا-بيرون، م. (2009). تحليل حقن التدفق للعينات البحرية . نيويورك: ناشرو العلوم نوفا. رقم ISBN 9781608765669. OCLC 593305526 . {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  7. 1 2 تروجانوفيتش، م. (2000). تحليل حقن التدفق : الأجهزة والتطبيقات . وورلد ساينتيفيك. 
  • ترويانوفيتش، ماريك (2000). تحليل حقن التدفق: الأجهزة والتطبيقات . سنغافورة: وورلد ساينتيفيك. ISBN 978-981-02-2710-4.
  • هانسن، إيلو هارالد. ريزيتشكا، يارومير (1988). تحليل حقن التدفق نيويورك: وايلي. رقم ISBN 978-0-471-81355-2.
  • مارتينيز كالاتايود، خوسيه (1996). تحليل الحقن التدفقية للمستحضرات الصيدلانية: الأتمتة في المختبر . واشنطن العاصمة: تايلور وفرانسيس. ISBN 978-0-7484-0445-2.
  • بيسي، جيل إي؛ كارلبرغ، بو (1989). تحليل حقن التدفق: دليل عملي . أمستردام: إلسيفير. ISBN 978-0-444-88014-7.
  • سيردا، فيكتور؛ فيرير، لورا. أفيفار، جيسيكا؛ سيردا، أماليا (2014).تحليل التدفق: دليل عمليأمستردام: إلسيفير. رقم ISBN 978-0-444-62606-6.
  • سيردا، أماليا؛ سيردا، فيكتور (2009).مقدمة في تحليل التدفقمايوركا: Sciware.