पराबैंगनी-दृश्य स्पेक्ट्रमी प्रकाशमापी (यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर) के सिद्धांत, यंत्रीकरण एवं अनुप्रयोगों की व्याख्या कीजिए।

यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का सिद्धांत

यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का सिद्धांत Beer-Lambert Law पर आधारित है। यह नियम बताता है कि किसी पदार्थ द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा उस पदार्थ की सांद्रता और प्रकाश के गुजरने वाले पथ की लंबाई के सीधे आनुपातिक होती है। गणितीय रूप से, इसे 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)

जब प्रकाश किसी नमूने से गुजरता है, तो कुछ प्रकाश अवशोषित हो जाता है, कुछ संचारित हो जाता है, और कुछ परावर्तित हो जाता है। स्पेक्ट्रोफोटोमीटर अवशोषित प्रकाश की मात्रा को मापता है, जिसका उपयोग नमूने की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

यंत्रण (Instrumentation)

यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में कई प्रमुख घटक होते हैं:

• प्रकाश स्रोत (Light Source): यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में आमतौर पर ड्यूटेरियम लैंप (Deuterium lamp) यूवी प्रकाश उत्पन्न करने के लिए और टंगस्टन-हैलोजन लैंप (Tungsten-halogen lamp) दृश्य प्रकाश उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• मोनोक्रोमेटर (Monochromator): मोनोक्रोमेटर एक प्रिज्म या डिफ्रैक्शन ग्रेटिंग (diffraction grating) का उपयोग करके प्रकाश को विभिन्न तरंग दैर्ध्य में अलग करता है। यह एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश का चयन करने की अनुमति देता है।
• नमूना धारक (Sample Holder): नमूना धारक एक क्वार्ट्ज या कांच का क्युवेट (cuvette) होता है जिसमें नमूना रखा जाता है। क्वार्ट्ज क्युवेट यूवी प्रकाश के लिए पारदर्शी होते हैं, जबकि कांच के क्युवेट दृश्य प्रकाश के लिए पारदर्शी होते हैं।
• डिटेक्टर (Detector): डिटेक्टर नमूने से गुजरने वाले प्रकाश की तीव्रता को मापता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले डिटेक्टरों में फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (photomultiplier tube) और फोटोडायोड एरे (photodiode array) शामिल हैं।
• डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम (Data Processing System): यह सिस्टम डिटेक्टर से प्राप्त डेटा को संसाधित करता है और अवशोषण स्पेक्ट्रम प्रदर्शित करता है।

अनुप्रयोग (Applications)

यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री के जीव विज्ञान और जैव रसायन में कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं:

• डीएनए और प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करना: डीएनए और प्रोटीन यूवी प्रकाश को अवशोषित करते हैं। अवशोषण को मापकर, उनकी सांद्रता निर्धारित की जा सकती है।
• एंजाइम गतिज अध्ययन (Enzyme kinetics studies): स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग एंजाइम प्रतिक्रियाओं की दर को मापने के लिए किया जा सकता है।
• रंगों और वर्णकों का विश्लेषण: स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग रंगों और वर्णकों की पहचान और मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
• दवाओं का विश्लेषण: स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग दवाओं की सांद्रता निर्धारित करने और उनकी शुद्धता का आकलन करने के लिए किया जा सकता है।
• पर्यावरण निगरानी: स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का उपयोग पानी और हवा में प्रदूषकों की सांद्रता निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, डीएनए की मात्रा निर्धारित करने के लिए, डीएनए नमूने को 260 nm पर अवशोषण मापा जाता है। प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करने के लिए, 280 nm पर अवशोषण मापा जाता है।