बियर लैम्बर्ट नियम के सन्दर्भ में स्पेक्ट्रोप्रकाशमिति के सैद्धान्तिक आधार की विवेचना कीजिए। स्पेक्ट्रोप्रकाशमापी के यंत्रीकरण, अनुरक्षण और अनुप्रयोग का विवरण दीजिए।

बियर-लैम्बर्ट नियम का सैद्धांतिक आधार

बियर-लैम्बर्ट नियम, जिसे बियर का नियम भी कहा जाता है, स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का मूलभूत सिद्धांत है। यह नियम बताता है कि किसी विलयन द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा विलयन की सांद्रता और प्रकाश के पथ की लंबाई के सीधे आनुपातिक होती है। इसे गणितीय रूप से इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

A = εbc

जहां:

• A = अवशोषण (Absorbance)
• ε = मोलर अवशोषण गुणांक (Molar absorptivity)
• b = पथ की लंबाई (Path length)
• c = सांद्रता (Concentration)

मोलर अवशोषण गुणांक (ε) एक विशिष्ट पदार्थ के लिए एक स्थिरांक है जो प्रकाश के एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण की क्षमता को दर्शाता है। पथ की लंबाई (b) वह दूरी है जो प्रकाश विलयन से होकर गुजरता है। सांद्रता (c) विलयन में पदार्थ की मात्रा है।

स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का यंत्रण

एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में निम्नलिखित मुख्य घटक होते हैं:

• प्रकाश स्रोत (Light Source): यह प्रकाश उत्पन्न करता है, जो आमतौर पर दृश्यमान, पराबैंगनी या अवरक्त क्षेत्र में होता है।
• मोनोक्रोमेटर (Monochromator): यह प्रकाश को विभिन्न तरंग दैर्ध्यों में विभाजित करता है और एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य का चयन करता है।
• नमूना धारक (Sample Holder): यह नमूना (विलयन) को रखता है जिससे प्रकाश होकर गुजरता है।
• डिटेक्टर (Detector): यह नमूने से गुजरने वाले प्रकाश की तीव्रता को मापता है।
• रीडर (Reader): यह डिटेक्टर से प्राप्त डेटा को प्रदर्शित करता है और अवशोषण या संचरण मानों की गणना करता है।

स्पेक्ट्रोफोटोमीटर विभिन्न प्रकार के होते हैं, जैसे कि सिंगल-बीम स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, डबल-बीम स्पेक्ट्रोफोटोमीटर और डायोड-एरे स्पेक्ट्रोफोटोमीटर। प्रत्येक प्रकार के स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की अपनी विशेषताएं और अनुप्रयोग होते हैं।

स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का अनुरक्षण

स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के उचित संचालन और सटीक परिणामों के लिए नियमित अनुरक्षण आवश्यक है। अनुरक्षण में निम्नलिखित शामिल हैं:

• प्रकाश स्रोत को नियमित रूप से बदलना।
• मोनोक्रोमेटर को साफ रखना।
• नमूना धारक को साफ और सूखा रखना।
• डिटेक्टर को कैलिब्रेट करना।
• स्पेक्ट्रोफोटोमीटर को धूल और गंदगी से बचाना।

स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री के अनुप्रयोग

स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• क्लीनिकल केमिस्ट्री: रक्त और मूत्र में ग्लूकोज, कोलेस्ट्रॉल और अन्य पदार्थों की सांद्रता को मापने के लिए।
• पर्यावरण निगरानी: पानी और हवा में प्रदूषकों की सांद्रता को मापने के लिए।
• खाद्य रसायन विज्ञान: खाद्य पदार्थों में विटामिन, प्रोटीन और अन्य पोषक तत्वों की सांद्रता को मापने के लिए।
• औषधि विज्ञान: दवाओं की सांद्रता को मापने और दवा के अवशोषण और चयापचय का अध्ययन करने के लिए।
• जैव रसायन: एंजाइमों की गतिविधि और प्रोटीन की संरचना का अध्ययन करने के लिए।

उदाहरण के लिए, स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग डीएनए और आरएनए की सांद्रता को मापने के लिए किया जा सकता है, जो आणविक जीव विज्ञान अनुसंधान में महत्वपूर्ण है।