Isotope dilution
আইসোটোপ ডাইল্যুশন বিশ্লেষণ হল রাসায়নিক পদার্থের পরিমাণ নির্ধারণের একটি পদ্ধতি। এর সবচেয়ে সহজ ধারণায়, আইসোটোপ ডাইল্যুশন পদ্ধতিতে বিশ্লেষণ করা নমুনায় আইসোটোপ সমৃদ্ধ পদার্থের পরিচিত পরিমাণ যোগ করা হয়। নমুনার সাথে আইসোটোপিক স্ট্যান্ডার্ডের মিশ্রণ কার্যকরভাবে স্ট্যান্ডার্ডের আইসোটোপিক সমৃদ্ধকরণকে "পাতলা" করে এবং এটি আইসোটোপ ডাইল্যুশন পদ্ধতির ভিত্তি গঠন করে। আইসোটোপ ডাইল্যুশনকে অভ্যন্তরীণ প্রমিতকরণের একটি পদ্ধতি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, কারণ স্ট্যান্ডার্ড (আইসোটোপিকভাবে অ্যানালিটের সমৃদ্ধ রূপ) সরাসরি নমুনায় যোগ করা হয়। উপরন্তু, প্রচলিত বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতির বিপরীতে যা সংকেতের তীব্রতার উপর নির্ভর করে, আইসোটোপ ডাইল্যুশন সংকেত অনুপাত নিয়োগ করে। এই উভয় সুবিধার কারণে, আইসোটোপ ডাইল্যুশন পদ্ধতিটি সর্বোচ্চ মেট্রোলজিকাল অবস্থানের রসায়ন পরিমাপ পদ্ধতির মধ্যে বিবেচিত হয়। আইসোটোপগুলি একটি নির্দিষ্ট রাসায়নিক উপাদানের রূপ যা নিউট্রন সংখ্যায় পৃথক হয়। একটি নির্দিষ্ট মৌলের সমস্ত আইসোটোপে প্রতিটি পরমাণুতে একই সংখ্যক প্রোটন থাকে। আইসোটোপ শব্দটি গ্রীক মূল আইসোস (সমান) এবং টোপোস (সমান) থেকে গঠিত, যার অর্থ "একই স্থান"; সুতরাং, নামের পিছনের অর্থ হল যে একটি একক উপাদানের বিভিন্ন আইসোটোপ পর্যায় সারণিতে একই অবস্থান দখল করে। প্রাথমিক ইতিহাস রেডিওট্রেসার পদ্ধতির বিশ্লেষণাত্মক প্রয়োগ আইসোটোপ ডাইল্যুশনের অগ্রদূত। এই পদ্ধতিটি 20 শতকের গোড়ার দিকে জর্জ ডি হেভেসি তৈরি করেছিলেন যার জন্য তিনি 1943 সালে রসায়নে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন। রেডিওট্রেসার পদ্ধতির আকারে আইসোটোপ ডাইল্যুশনের একটি প্রাথমিক প্রয়োগ ছিল 1913 সালে জর্জ ডি হেভেসি এবং ফ্রেডরিক অ্যাডলফ পানেথ দ্বারা সীসা সালফাইড এবং সীসা ক্রোমেটের দ্রবণীয়তা নির্ধারণ। 1930-এর দশকে মার্কিন বায়োকেমিস্ট ডেভিড রিটেনবার্গ বায়োকেমিস্ট্রিতে আইসোটোপ ডাইল্যুশন ব্যবহারের পথপ্রদর্শক ছিলেন, যা কোষের বিপাকের বিশদ অধ্যয়নকে সক্ষম করে। টিউটোরিয়াল উদাহরণ আইসোটোপ ডাইল্যুশন চিহ্ন এবং পুনরুদ্ধার পদ্ধতির অনুরূপ, যা সাধারণত বাস্তুতন্ত্রে জনসংখ্যার আকার অনুমান করতে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি হ্রদে মাছের সংখ্যা (এনএ) নির্ধারণের কথা বিবেচনা করুন। এই উদাহরণের উদ্দেশ্যে, ধরে নিন হ্রদের সমস্ত স্থানীয় মাছ নীল। হ্রদে তাদের প্রথম পরিদর্শনে, একজন পরিবেশবিদ পাঁচটি হলুদ মাছ (এনবি = 5) যোগ করেন। তাদের দ্বিতীয় পরিদর্শনে, পরিবেশবিদ একটি নমুনা পরিকল্পনা অনুযায়ী বেশ কয়েকটি মাছ ধরেছেন এবং পর্যবেক্ষণ করেছেন যে নীল-হলুদ অনুপাত (অর্থাৎ। স্থানীয়-থেকে-চিহ্নিত) মাছ 10:1 হয়। হ্রদের স্থানীয় মাছের সংখ্যা নিম্নলিখিত সমীকরণটি ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারেঃ এটি আইসোটোপ ডাইল্যুশনের একটি সরলীকৃত দৃশ্য তবে এটি পদ্ধতির প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি চিত্রিত করে। আরও জটিল পরিস্থিতি দেখা দেয় যখন চিহ্নিত এবং অচিহ্নিত মাছের মধ্যে পার্থক্য অস্পষ্ট হয়ে যায়। এটি ঘটতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, যখন হ্রদে ইতিমধ্যে পূর্ববর্তী ক্ষেত্রের পরীক্ষা-নিরীক্ষা থেকে অল্প সংখ্যক চিহ্নিত মাছ থাকে; এবং তদ্বিপরীত, যেখানে চিহ্নিত মাছের পরিমাণ যোগ করা হয় সেখানে অল্প সংখ্যক অচিহ্নিত মাছ থাকে। পরীক্ষাগারের পরিবেশে, একটি অজানা ("হ্রদ")-এ এমন একটি যৌগ থাকতে পারে যা প্রাকৃতিকভাবে প্রধান ("নীল") এবং ছোট ("হলুদ") আইসোটোপিক আকারে উপস্থিত থাকে। ছোট আইসোটোপিক আকারে সমৃদ্ধ একটি মান তারপর অজানা যোগ করা যেতে পারে, যা পরবর্তীকালে বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। মাছের সাদৃশ্য বজায় রেখে, নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিটি ব্যবহার করা যেতে পারেঃ যেখানে, উপরে উল্লিখিত হিসাবে, এনএ এবং এনবি যথাক্রমে হ্রদে মাছের সংখ্যা এবং হ্রদে যোগ করা মাছের সংখ্যাকে উপস্থাপন করে; আরএ হ 'ল চিহ্নিত মাছ যোগ করার আগে হ্রদে স্থানীয়-চিহ্নিত মাছের অনুপাত; আরবি হ' ল হ্রদে চিহ্নিত মাছের পরিমাণে স্থানীয়-চিহ্নিত মাছের অনুপাত; অবশেষে, আরএবি হ 'ল দ্বিতীয় পরিদর্শনের সময় ধরা স্থানীয়-চিহ্নিত মাছের অনুপাত। অ্যাপ্লিকেশন আইসোটোপ ডাইল্যুশন প্রায় একচেটিয়াভাবে ভর স্পেকট্রোমেট্রি প্রয়োগের সাথে নিযুক্ত করা হয় যেখানে উচ্চ-নির্ভুলতার দাবি করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, সমস্ত জাতীয় মেট্রোলজি ইনস্টিটিউট প্রত্যয়িত রেফারেন্স উপকরণ তৈরি করার সময় আইসোটোপ ডাইল্যুশনের উপর উল্লেখযোগ্যভাবে নির্ভর করে। উচ্চ-নির্ভুলতা বিশ্লেষণের পাশাপাশি, আইসোটোপ দুর্বলকরণ প্রয়োগ করা হয় যখন বিশ্লেষকের কম পুনরুদ্ধারের সম্মুখীন হয়। স্থিতিশীল আইসোটোপ ব্যবহারের পাশাপাশি, তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলি আইসোটোপ ডাইল্যুশনে নিযুক্ত করা যেতে পারে যা প্রায়শই বায়োমেডিকাল প্রয়োগগুলিতে দেখা যায়, উদাহরণস্বরূপ, রক্তের আয়তন অনুমান করার ক্ষেত্রে। একক ডাইল্যুশন পদ্ধতি আইসোটোপ আইএ (এ হিসাবে চিহ্নিত) সমৃদ্ধ একটি প্রাকৃতিক বিশ্লেষক এবং আইসোটোপ জেএ (বি হিসাবে চিহ্নিত) সমৃদ্ধ একই বিশ্লেষক বিবেচনা করুন। তারপর, প্রাপ্ত মিশ্রণটি বিশ্লেষণের আইসোটোপিক গঠনের জন্য বিশ্লেষণ করা হয়, আরএবি = এন (আইএ) এবি/এন (জেএ) এবি। যদি সমস্থানিকভাবে সমৃদ্ধ পদার্থের (এনবি) পরিমাণ জানা যায়, তবে নমুনায় (এনএ) পদার্থের পরিমাণ পাওয়া যাবেঃ এখানে, আরএ হল প্রাকৃতিক বিশ্লেষকের আইসোটোপ পরিমাণ অনুপাত, আরএ = এন (আইএ) এ/এন (জেএ) এ, আরবি হল সমস্থানিকভাবে সমৃদ্ধ বিশ্লেষকের আইসোটোপ পরিমাণ অনুপাত, আরবি = এন (আইএ) বি/এন (জেএ) বি, আরএবি হল ফলস্বরূপ মিশ্রণের আইসোটোপ পরিমাণ অনুপাত, এক্স (জেএ) এ হল প্রাকৃতিক বিশ্লেষকের ক্ষুদ্র আইসোটোপের আইসোটোপিক প্রাচুর্য, এবং এক্স (জেএ) বি হল প্রধান আইসোটোপের আইসোটোপিক প্রাচুর্য। বোরন, ক্লোরিন বা সিলভারের মতো মাত্র দুটি স্থিতিশীল আইসোটোপযুক্ত উপাদানগুলির জন্য, উপরের একক ডাইল্যুশন সমীকরণটি নিম্নলিখিতগুলিতে সহজতর হয়ঃ একটি সাধারণ গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি বিশ্লেষণে, আইসোটোপিক ডাইল্যুশন পরিমাপের ফলাফলের অনিশ্চয়তা 5 শতাংশ থেকে 1 শতাংশে হ্রাস করতে পারে। এটি মাস স্পেকট্রোমেট্রি (সাধারণত আইসোটোপিক ডাইল্যুশন মাস স্পেকট্রোমেট্রি বা আইডিএমএস হিসাবে উল্লেখ করা হয়)-তেও ব্যবহার করা যেতে পারে, যেখানে আইসোটোপিক অনুপাত সাধারণত 0.25%-এর চেয়ে ভাল নির্ভুলতার সাথে নির্ধারণ করা যেতে পারে। মিশ্রণের সর্বোত্তম গঠন সরলীকৃত পদ্ধতিতে, পরিমাপের ফলাফলের অনিশ্চয়তা মূলত আর. এ. বি-এর পরিমাপ থেকে নির্ধারিত হয়ঃ এখান থেকে আমরা এন. এ, ইউ. আর (এন. এ) = ইউ (এন. এ)/এন. এ-এর আপেক্ষিক অনিশ্চয়তা পাইঃ এন. এ-এর সর্বনিম্ন আপেক্ষিক অনিশ্চয়তা সেই অবস্থার সাথে মিলে যায় যখন আর. এ. বি-এর সাপেক্ষে প্রথম অন্তরজ শূন্যের সমান হয়। উপরন্তু, ভর বর্ণালীবিন্যাসে এটি সাধারণ যে ইউ (আরএবি)/আরএবি ধ্রুবক এবং তাই আমরা ইউ (আরএবি) কে আরএবি দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে পারি। এই সমীকরণটি সমাধান করলে এবি মিশ্রণের সর্বোত্তম সংমিশ্রণের দিকে পরিচালিত হয়, অর্থাৎ, স্ট্যান্ডার্ড (এ) এবং স্পাইক (বি) এর আইসোটোপিক রচনার মধ্যে জ্যামিতিক গড়ঃ এই সরলীকৃত সমীকরণটি প্রথমে ডি বিভ্রে এবং ডেবাস দ্বারা সংখ্যাসূচকভাবে এবং পরে কোমোরি এট আল দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। এবং বিশ্লেষণাত্মকভাবে রাইপ এবং কাইজার দ্বারা। এটি লক্ষ্য করা গেছে যে এই সহজ অভিব্যক্তিটি কেবল একটি সাধারণ অনুমান এবং এটি উদাহরণস্বরূপ, পয়সন পরিসংখ্যানের উপস্থিতিতে বা শক্তিশালী আইসোটোপ সংকেত অনুপাত পারস্পরিক সম্পর্কের উপস্থিতিতে ধারণ করে না। ডাবল ডাইল্যুশন পদ্ধতি একক ডাইল্যুশন পদ্ধতির জন্য আইসোটোপিকভাবে সমৃদ্ধ বিশ্লেষকের (আরবি) আইসোটোপিক গঠন এবং সমৃদ্ধ বিশ্লেষক যুক্ত (এনবি)-এর পরিমাণ সম্পর্কে জ্ঞান প্রয়োজন। এই দুটি ভেরিয়েবল প্রতিষ্ঠিত করা কঠিন কারণ আইসোটোপিকভাবে সমৃদ্ধ পদার্থগুলি সাধারণত অল্প পরিমাণে সন্দেহজনক বিশুদ্ধতায় পাওয়া যায়। ফলস্বরূপ, নমুনায় আইসোটোপ ডাইল্যুশন করার আগে, আইসোটোপ ডাইল্যুশন ব্যবহার করে সমৃদ্ধ অ্যানালিটের পরিমাণ আগে থেকে নির্ধারণ করা হয়। এই প্রস্তুতিমূলক পদক্ষেপকে বিপরীত আইসোটোপ ডাইল্যুশন বলা হয় এবং এতে প্রাকৃতিক আইসোটোপিক-কম্পোজিশন অ্যানালিটের একটি মান (এ * হিসাবে চিহ্নিত) জড়িত। 1940-এর দশকে প্রথম প্রস্তাবিত এবং 1950-এর দশকে আরও উন্নত, বিপরীত আইসোটোপ দুর্বলকরণ একটি লেবেলযুক্ত উপাদানকে চিহ্নিত করার একটি কার্যকর উপায় হিসাবে রয়ে গেছে। সমৃদ্ধ বিশ্লেষকের বিপরীত আইসোটোপ ডাইল্যুশন বিশ্লেষণঃ বিশ্লেষকের আইসোটোপ ডাইল্যুশন বিশ্লেষণঃ যেহেতু এ এবং এ * এর আইসোটোপিক গঠন অভিন্ন, তাই এই দুটি অভিব্যক্তি একত্রিত করলে যুক্ত সমৃদ্ধ মানের (এনবি) পরিমাণ পরিমাপ করার প্রয়োজনীয়তা দূর হয়ঃ ডাবল ডাইল্যুশন পদ্ধতিটি এমনভাবে ডিজাইন করা যেতে পারে যাতে দুটি মিশ্রণ, এ + বি এবং এ * + বি এর আইসোটোপিক গঠন অভিন্ন হয়, অর্থাৎ, আরএবি = আরএ * বি। সঠিক-মিলযুক্ত ডাবল আইসোটোপ ডাইল্যুশনের এই শর্তটি উপরের সমীকরণটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে সহজতর করেঃ ট্রিপল ডাইল্যুশন পদ্ধতি আইসোটোপিকভাবে সমৃদ্ধ স্পাইক দিয়ে ভর স্পেকট্রোমিটারের দূষণ এড়াতে, সমৃদ্ধ স্পাইক (বি) সরাসরি পরিমাপের পরিবর্তে প্রাথমিক মান (এ *) এবং স্পাইক (বি) এর একটি অতিরিক্ত মিশ্রণ পরিমাপ করা যেতে পারে। এই পদ্ধতিটি প্রথম 1970-এর দশকে সামনে আনা হয় এবং 2002 সালে বিকশিত হয়। ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা ব্যবহার করে গণনা অনেক বিশ্লেষক আইসোটোপ ডাইল্যুশন বিশ্লেষণের জন্য বিশ্লেষণাত্মক সমীকরণ ব্যবহার করেন না। পরিবর্তে, তারা প্রাকৃতিক প্রাথমিক মান (এ *) এবং আইসোটোপিকভাবে সমৃদ্ধ মান (স্পাইক, বি) এর মিশ্রণ থেকে একটি ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা তৈরির উপর নির্ভর করে। প্রতিটি মিশ্রণে নমুনা ভর এবং স্পাইক দ্রবণের ভরের জ্ঞাত অনুপাতের বিপরীতে প্রস্তুত মিশ্রণে পরিমাপ করা আইসোটোপ অনুপাত অঙ্কন করে ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা পাওয়া যায়। আইসোটোপ ডাইল্যুশন ক্রমাঙ্কন প্লটগুলি কখনও কখনও অরৈখিক সম্পর্ক দেখায় এবং বাস্তবে বহুপদী ফিটিং প্রায়শই এই ধরনের বক্ররেখা অভিজ্ঞতাগতভাবে বর্ণনা করার জন্য করা হয়। যখন ক্রমাঙ্কন প্লটগুলি স্পষ্টভাবে অরৈখিক হয়, তখন কেউ অভিজ্ঞতাগত বহুপদী ফিটিংকে বাইপাস করতে পারে এবং দুটি রৈখিক ফাংশনের অনুপাত (প্যাডে আনুমানিক হিসাবে পরিচিত) নিযুক্ত করতে পারে যা আইসোটোপ ডাইল্যুশন বক্ররেখার বক্রতা সঠিকভাবে বর্ণনা করতে দেখানো হয়। আরও দেখুন স্ট্যান্ডার্ড সংযোজন অভ্যন্তরীণ স্ট্যান্ডার্ড মাস স্পেকট্রোমেট্রি মার্ক এবং লিঙ্কন সূচক রেফারেন্স পুনরুদ্ধার আরও পড়া বৈজ্ঞানিক পদ্ধতি বৈজ্ঞানিক কৌশল পরীক্ষাগার কৌশল