فلیم فتومتر Flame Photometer

نویسنده: محمدرضا یزدانی

کارشناسی ارشد ایمنولوژی دانشگاه علوم پزشکی شیراز

کلیات:

از فلیم فتومتر برای اندازه‌گیری لیتیم، سدیم و پتاسیم و بعضاً کلسیم در مایعات بدن استفاده می‌شــــود. در فلیم فتومتر نمونه به کمک اکسیژن فشرده (هوا) به‌صورت قطرات ریز یکنواخت به درون شعله اسپری می‌شود. لیتیم رنگ قرمز، سدیم رنگ زرد، پتاسیم رنگ بنفش، روبیدیوم رنگ قرمز و منیزیم رنگ آبی در شعله ایجاد می‌کند. این رنگ‌ها جزء خصوصیات اتم‌های فلزی می‌باشد که به‌صورت کاتیون در محلول وجود داشته‌اند. نمک‌های فلزی در داخل شعله تبخیر شده و به‌سرعت به اتم‌های گازی تفکیک می‌شوند. وقتی دما از حد بحرانی بالاتر می‌رود اتم‌های گازی، انرژی جذب می‌کنند و این انرژی موجب برانگیختگی الکترون‌ها از یک تراز انرژی به تراز بالاتر می‌شود. الکترون‌ها در حالت برانگیخته ناپایدار بوده و انرژی اضافی را آزاد نموده و به حالت پایدار می‌رسند. این انرژی به‌صورت نور آزاد می‌شود. نور حاصله دارای سطوح انرژی متفاوت یا خطوط اسپکتروم برای هر عنصر اختصاصی می‌باشد. شدت نور ساطع شده در هر طول‌موج مشخص با مقدار اتم‌های فلزی برانگیخته نسبت مستقیم داشته و می‌توان آن را با فیلترهای نوری مناسب و فتودتکتور اندازه‌گیری کرد.

در حالت عادی رابطه بین غلظت عنصر پراکنده شده و شدت نور در یک طول‌موج مشخص، خطی می‌باشد. نور به‌کاررفته باید دارای انرژی کافی باشد تا روش اندازه‌گیری حساسیت کافی داشته باشد؛ برای مثال کاتیون‌هایی مثل کلسیم در شعله معمولی به مقدار کمتری تصحیح می‌شوند و مقدار نور ایجادشده حساسیت کافی برای روش فلیم فتومتر را ندارد؛ اما برای فلزاتی که به‌آسانی در شعله تحریک می‌شوند مثل فلزات قلیایی (سدیم، پتاسیم، لیتیم) تنها 5-1% اتم‌های حاضر محلول در شعله تحریک می‌شوند. حتی با این درصد کم اتم‌های تحریک‌شده، این روش برای اندازه‌گیری فلزات قلیایی به‌قدر کافی حساس می‌باشد.

اجزای دستگاه فلیم فتومتر (1):

Atomizer: وظیفه اتمایزر شکستن و تبدیل محلول به قطرات کوچکی است که در آن اتم‌ها انرژی حرارتی را از شعله جذب کرده و تهییج می‌شوند.
مونوکروماتور: شامل شیار ورودی و خروجی (Slit) و مونوکروماتور مشابه اسپکتروفتومتر (ولی با کیفیت بالاتر) است. وظیفه این قسمت جدا کردن طول‌موج مورد نظر قبل از ورود به دتکتور است.
Detector
کوره Buruer
کمپرسور هوا
منبع گاز
فیلتر و قطعات نوری: فیلترهای انتخابی برای فلزهای مختلف عبارتند از: nm671 برای لیتیم، nm589 برای سدیم، nm768 برای پتاسیم
با استفاده از استاندارد داخلی، اندازه‌گیری مستقیم غلظت سدیم و پتاسیم با صحت و دقت قابل‌قبول امکان‌پذیر خواهد بود. استفاده از فلیم فتومترهایی که رقت نمونه را به‌صورت اتوماتیک تهیه می‌کنند ترجیح داده می‌شود.

شکل (1) اجزای یک فلیم فتومتر

نگهداری فلیم فتومتر:

دستگاه فلیم فتومتر در مسیر جریان هوا (کولر، بخاری) نباشد، در کنار دستگاه سیگار نکشید چون باعث افزایش کاذب پتاسیم نمونه می‌شود.
در اکثر فلیم فتومترها، پروتئین‌های سرم ممکن است در لوله و محفظه رقیق‌کننده (Diluter) رسوب کنند. همچنین کوره، دودکش و فیلترها به علت سوخت ناقص شعله می‌توانند آسیب ببینند، لذا جهت کاهش سوخت ناقص توصیه می‌شود که مواد سورفکتانت غیریونی به مقدار مناسب به محلول رقیق‌کننده اضافه شود.
ازآنجاکه ضریب رقت و فشار گاز و هوا برای اندازه‌گیری کاتیون‌ها اهمیت زیادی دارد، توصیه می‌شود دستورالعمل سازنده دستگاه به‌دقت رعایت شود.
دستگاه فلیم فتومتر چند دقیقه قبل از انجام آزمایش روشن شود و پس از رسیدن به حرارت ایده‌آل، اندازه‌گیری انجام شود.
نمونه نباید خیلی غلیظ باشد، نمونه باید کاملاً یکنواخت (هوموژن) باشد.
کپسول گاز هر روز بررسی شود و اگر کمتر از دو سوم آن پر است، باید کپسول عوض شود.
مخلوط گاز و هوا مطابق توصیه سازنده تنظیم شود.
نشت لوله‌های هوا و گاز با استفاده از کف صابون بررسی و کنترل شود.
رقیق‌کننده‌هایی که دارای پمپاژ لاستیکی هستند، باید به‌طور منظم و در فواصل مرتب (هر دو روز یک‌بار) بررسی شوند. چون این لوله‌ای بر اثر استفاده طولانی مدت، نرم می‌شوند و باعث خطا به علت رقت ناکافی نمونه می‌شوند.
ظرف Waste هر روز تخلیه شود.
لوله‌ها و مکنده‌ها و سیستم رقیق‌کننده هفته‌ای یک‌بار تمیز شوند و با آب مقطر شستشو داده شوند.
کوره، دودکش، شیشه‌ها و فیلترها هر شش ماه یک‌بار توسط پارچه بدون پرز و با محلول تمیزکننده و متانول تمیز شوند.
به فیلتر نوری دست نزنید.
بازرسی لوله‌های گاز که در اثر دما و فرسایش خراب می‌شوند الزامی است.
اتمایزر دستگاه باید هر شش ماه یک‌بار تمیز شود.
قبل از خاموش کردن دستگاه انجام اقدامات زیر ضروری است:

1) ابتدا لوله دستگاه را برای 5-2 دقیقه در آب مقطر می‌گذاریم.

2) سپس شیر گاز دستگاه را می‌بندیم تا شعله خاموش شود و سپس دستگاه را خاموش می‌کنیم.

شستشوی دستگاه:

هر هفته به مدت 10 دقیقه دستگاه با HCl 10% شستشو شود.
هر دو روز یک‌بار دستگاه با آب ژاول 5% شستشو شود.
از محلول دپروتئینه برای شستشو دستگاه استفاده کنید.
محل اتصال لوله گاز به Burner هر دو هفته یک‌بار تمیز شود.

کنترل کیفی فلیم فتومتر:

قبل از هر سری اندازه‌گیری، دستگاه با نمونه کنترل بررسی شود. استفاده از بلانک، استاندارد و سرم کنترل (با همان رقت سرم) توصیه می‌شود. باید اعداد کنترل وارد منحنی‌های کنترل کیفی گردد.
مونوکروماتور دستگاه باید دارای کیفیت بالایی باشد، (Spectoral Band with) SBW آن باید nm0/01 باشد این موضوع باید به‌صورت سالانه توسط سرویس‌کار دستگاه مورد بررسی قرار گیرد.
آب مورد استفاده برای فلیم فتومتر باید Grade1 باشد و تمام معیارهای آب Grade 1 را داشته باشد.
کنترل شعله: باید در هر سری اندازه‌گیری، شعله کنترل شود، به این ترتیب که نوک شعله باید مقابل فیلتر باشد، شعله باید طوری تنظیم شود که زبانه شعله از هم جدا باشند. شعله نباید حرکت و لرزش داشته باشد، شعله باید کاملاً آبی بسوزد. برای کنترل شعله بهترین محلول آب مقطر (Grade 1) می‌باشد، اگر شعله آبی بود، تنظیم است.
کنترل Drift (عدم پایداری) مشابه اسپکتروفتومتر است. نمونه فلیم فتومتر را با آب مقطر در وسط تنظیم کرده و پس از 15 دقیقه، میزان انحراف عقربه را کنترل می‌کنیم. پس از این مدت نباید هیچ‌گونه رانشی داشته باشیم. در دستگاه‌های دیجیتال پس از 5 یا 10 نمونه، آب مقطر را قرار داده و میزان رانش را مشخص می‌کنیم.
کنترل دقت: برای تعیین دقت باید V Within day (تکرار یک نمونه چند بار در روز) و Between day (تکرار یک نمونه در چند روز) تعیین شوند، بدین منظور از یک نمونه معلوم‌العیار مثل کنترل، 20 بار مقادیر Li, K, Na (که بهتر است در طی 5 روز کاری و روزانه 4 اندازه‌گیری از هر کیت انجام شود) اندازه‌گیری شده و مقادیر CV, SD, X محاسبه شود. CV قابل‌قبول برای لیتیوم 1/5% و برای سدیم 0/5% و پتاسیم 1/5- 0/5% است. بهتر است با استفاده از نمونه‌های سرم کنترل منحنی‌های مربوطه رسم و بر اساس نتایج، تصمیم‌گیری صورت گیرد.

بعضی از منابع عدم صحت قابل‌قبول برای فلیم فتومتر را 1% و عدم دقت قابل‌قبول بــــــــــــرای فلیم فتومترهای با رقیق‌کننده را 2% و فلیم فتومترهایی که با دست رقت تهیه شود را تا 4% می‌دانند.

کنترل صحت:

با استفاده از نمونه‌های دارای مقادیر مشخص Li, K, Na و مقایسه مقادیر اندازه‌گیری شده با مقادیر مورد انتظار و با استفاده از فرمول زیر، میزان عدم صحت بدست می‌آید. عدم صحت مجاز 1% می‌باشد.

کنترل کیفی فلیم فتومتر طبق روش آزمایشگاه رفرانس

سه غلظت مختلف از سرم کنترل درست کرده و در 20 روز کاری آزمایش می‌کنیم. به این صورت که در روز اول 20 دفعه نمونه را به دستگاه می‌دهیم و در روز دوم به بعد 5 مرتبه آنها را به دستگاه می‌دهیم و هر روز CV را بدست می‌آوریم تا 20 روز. درصورتی‌که مشاهده کردیم جواب‌ها خوب نیستند در روز دهم کار را متوقف می‌کنیم و درصدد رفع اشکال برمی‌آییم. CV بدست آمده را با هم جمع کرده و میانگین گرفته و با توجه به تغییرات بیولوژیک CV را مقایسه می‌کنیم. باید این CV مساوی و یا کمتر از CV مجاز باشد.

طریقه محاسبه CV مجاز:

می‌توان از فرمول Tanlc استفاده نمود.