不同濃度氨基酸溶液 的吸光度光譜測(cè)量
實(shí)驗(yàn)背景
本實(shí)驗(yàn)旨在測(cè)量氨基酸在溶液中的吸光度，并在溶液緩慢稀釋的過(guò)程中監(jiān)測(cè)它們的吸光度峰值變化。如圖一所示，實(shí)驗(yàn)中使用的氨基酸為L-酪氨酸和L-色氨酸，將這兩種氨基酸放于純水（去離子水）中稀釋。為了確保實(shí)驗(yàn)不間斷測(cè)量，我們使用了流動(dòng)樣品池和蠕動(dòng)泵。 圖1：本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的氨基酸溶液樣品，包括L-酪氨酸溶液（左）和L-色氨酸溶液（右） 實(shí)驗(yàn)中選擇的氨基酸為L(zhǎng)-酪氨酸和L-色氨酸，它們被歸類為芳香族氨基酸。在這種情況下，術(shù)語(yǔ)“芳香”不是指氣味，而是指具有平面或接近平面環(huán)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物。這些氨基酸通?？梢酝ㄟ^(guò)獨(dú)特的雙鍵來(lái)識(shí)別。這一組氨基酸的光譜特性很有趣，因?yàn)樗麄儾晃湛梢?jiàn)光范圍內(nèi)的光，卻吸收紫外范圍內(nèi)的光。 實(shí)驗(yàn)中使用流動(dòng)樣品池和蠕動(dòng)泵測(cè)量。流動(dòng)樣品池用來(lái)將光源和光譜儀固定，使溶液在一定距離之間通過(guò)。這種實(shí)驗(yàn)配置適配多種應(yīng)用，常見(jiàn)的如血液分析。
PART01 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)置如圖2所示，使用的光譜儀為AvaSpec-ULS2048x64-EVO。這款光譜儀配置2048x64像素背照式CCD探測(cè)器，適用于在紫外到近紅外范圍內(nèi)的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)所使用的這款光譜儀在200-450nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行了優(yōu)化，并使用了50μm的狹縫。 圖2：管道連接：流動(dòng)樣品池與蠕動(dòng)泵；蠕動(dòng)泵與溶液樣品；流動(dòng)樣品池出口與溶液。光譜儀和光源通過(guò)光纖連接流動(dòng)樣品池 使用的光源是AvaLight-XE-HP，一種大功率（6w）脈沖氙燈光源。這款光源尺寸小巧適宜集成。 其他附件包括：一個(gè)10mm光程長(zhǎng)度的微型流動(dòng)樣品池（Flowcell-Z-10-PEEK），其配置的小直徑軟管連接流動(dòng)池和蠕動(dòng)泵。兩個(gè)200μm芯徑光纖（FC-UVIR200-1-MS）。 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)中，將10mg的L-酪氨酸稀釋于25mL的純水溶液中，10mg的L-色氨酸稀釋于125mL的純水溶液中。通過(guò)流動(dòng)樣品池和蠕動(dòng)泵對(duì)溶液進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，測(cè)量期間，溶液稀釋操作每隔1分鐘進(jìn)行一次。L-酪氨酸溶液每一次加入純水0.5mL，共稀釋7次；L-色氨酸溶液每一次加入純水5mL，共稀釋14次。我們對(duì)L-色氨酸溶液稀釋的次數(shù)與數(shù)量更多，以觀測(cè)隨著溶液的進(jìn)一步稀釋，其吸光度的變化。 對(duì)于數(shù)據(jù)分析，我們使用了AvaSoft中的Absorbance吸光度模式和Timeseries模塊。TimeSeries模塊用于記錄在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中吸光度峰值隨時(shí)間的變化。測(cè)量L-酪氨酸溶液，我們使用了150ms的積分時(shí)間，L-色氨酸溶液則使用120ms的積分時(shí)間，平均次數(shù)均設(shè)置為10。
PART02 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 兩種氨基酸溶液均出現(xiàn)兩個(gè)顯著的吸光度峰。 圖3：L-酪氨酸溶液在稀釋過(guò)程8分鐘內(nèi) 的吸光度光譜 L-酪氨酸溶液的吸光度峰在波長(zhǎng)230nm和275nm左右（圖3）。 圖4：L-色氨酸溶液在稀釋過(guò)程15分鐘內(nèi) 的吸光度光譜 L-色氨酸溶液的吸光度峰在波長(zhǎng)230nm和280nm左右（圖4）。 圖5：測(cè)量過(guò)程中L-酪氨酸溶液的吸光度 峰值（230nm和275nm）隨時(shí)間的變化 圖6：測(cè)量過(guò)程中L-色氨酸溶液的吸光度 峰值（230nm和280nm）隨時(shí)間的變化 正如預(yù)期的那樣，稀釋會(huì)導(dǎo)致兩種溶液的吸光度峰值下降，其中，L-酪氨酸（圖5）峰值的下降幅度比L-色氨酸（圖6）峰值的下降幅度更小。 PART03 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量了流動(dòng)的氨基酸溶液稀釋時(shí)的吸光度峰值變化。測(cè)量得到的L-酪氨酸和L-色氨酸溶液的吸光度峰值波長(zhǎng)與文獻(xiàn)報(bào)道中的一致。在整個(gè)稀釋操作過(guò)程中，峰值的大小都如預(yù)期的那樣下降。
