469, '19ss

(1)

Fıüııio

F..;.m.

'ıııt Der.

ı3;:46z-

469, '19ss

^F^~~Ari

J.

Pha;'m Sci.

n;

462 ; 46J, .. !988

Türe.v SpektrofptomEltı:'isi· ·.·

J'°eyyaz

ONUR(*) . . Cem YÜCESOY(*)

Oz~-t?.

:,Türbir spektrofotOmetrisi

,günüm:U~de ··-aıirtn1: yöni~ni:i

-olarak

'~t

çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu derlemede yöntemin genel prensibi, türev eğrileri, avantajları ve uygulandığı alanlar gösteril-

miştir.

DERIVATIVE SPECTROPHOTOMETRY

Summary : At present, Deri va ti ve Spectrophotometry is \videly used in the field of anal'ysis. In this paper its principle, derivative curves, advantages and the areas of applications are described and reviewed.

Key words : Derivative Spectrophotometry

GİRİŞ:

UV - Görünür bölgedeki bir spektrum madde üzerine gönderilen

ışığın dalga boylarına karşı absor _ bans değerlerinin grafiğe geçiril-

mesi ile elde edilir. Yani A

=

f (1.) fonksi'Yonudur. Bu fonksiyonun hcrbir noktas1ndaki türevi hesap-

dA

!anabilir ( - - - ) . Eğ·er bu türev dil

değerleri dalga boyuna karşı grafiğe

geçirilecek olursa <<türev spektru-

muı> meydana gelir ve 1 den n'e kadar derecede olabilir.

dA d²A ( - - , - - .

dl. di1²

Türev spektrofoton1etri ise tü- rev spektrumlarının kullanılması esasına dayalı bir analiz yöntemi- dit.

Görüldüğü gibi türev eğrileri

nin hazırlanmasında matematik

(") A. Ü. Eczacılrk Fakültes,i, Analitik Kimya Anabilim Dalı Tandoğan -ANKARA

462

(2)

işleınler gerekn1ektedir .. Bir orijinal

spekt~Umun _ heDbir noktasındaki

türevinin hesapla bulunması ve sonra bunların grafiğe geçirilerek yeni türev eğrilerinin haZırlariması

oldukça güç bir işlemdir. Bu ne- denle hesapların_ )rapılrnası 1çin bit gisayarlardan yararlanılır.

Dene_ysel eğrilerin öl~üm ·alet- leri ile türevlerinin alınması olduk-

ça eskiye dayanır ve 1920'lerde ilk dBfa :Rutherford tarafından :kütle

:·p~~ktrunılan_Iiın- yorurn,lanmasında

:, ullanılmıştıı'·. c·enel _-kullanına ise 1950 s.eneleı.:ini bulmuştur. 'Günü.

müzde mikro işlern'cilerin yaygın

olarak kullanılma·sı bu- yönten1irı kolaylıkla analizlere uygulanmasına

imkan tanımaktiı.dir

ve·

gellŞtıiriJen spektrofotoınetreler de bu şekilde donanmışlardır. Son senelerde- ya~

yınlanan araştırmaların çoğunda

bu yöntemle ilgili çalışmalar bu-

lunma:ktadır (lclS).

YÖNTEMİN ÖZELLİKLERİ : 1 _,·Avantajları :

a) Türev çalışı:nası orijinal spektrumun eğimleri hakkında l;>ilgi verir ve bunun omuz noktaları ile _ dönüm noktalarının. daha belirgin hale gelmesine ne_den __ 9lur. Böylece bir birleşik daha kolay ve kesin

olar§\~ tf!.nınal;ıili!;. .

,--~ •• ._:,/ ,:.:.; -j;;)";,,' .. ~ ;:,_ ,_;;: •• __ ,':'.; 1- - -:

., b) '°

Ç,o]l\rılukla orijinal spekt-

ru:nida -- eid~·--edü~n- .,.,~-~iı~~· b·i.ı:i9:J5:

pikin üst üste gelmesi ile meydana gelmiştir.

Türev alma ·ile bu absorpsiyon eı~.

rileri daha ayrıntılı şekle girıer ve böylece. birarada bulunan piklerin tek tek görülmesi sağlanır.

c) Bfühôiği gib1spektföftifü_

metride bulanık çözeltiler ile7:çalı

şılırken çök~e h_ızı, tanecik büyük-

lüğü gibi faktörlere bağlı olarak büyÜk oranda_ hata yapılabilir. Tü- rev eğrileriniiı hazırlanması ile bu- 18.nıklığın oluşturdugu bu_ olum~uz·

etki ortadan :kaldırılabilir_

:ye ..

bula-

nık ortamlarda çalışılabilinir. (1, 16, 17).

. -- ---

d) BiYden fazla maddenin ka-

rışıın halinde bulunduğu ortamlarda ekstraksiyon ve kron1atografi gibi herhangi bir ayırma işlemine başvurmaksızın tek tek miktarları

tayin edilebilir (1, 18).

e) R_~~-!cs~?'~!l:. ortarı:ı1:1-dan kay- naklanan gürültü piklerinin yok edi-Imesi sağlanır.

2' - Dezavantajları

a) · Kullanımı çok kolay olma-

sına karşılık ·pahalı spektrofoto- metrelere_ ve oldukça karmaşık bir elektronik yapıya ihtiyaç vardır. _

b) TüreV' spektnımlarında çok

sayıda uydu pikler de görülür. Bu pikler bir kanŞım - lle çalışılırken başka bileşenlerin de varlığına bi2i götürür (19, 20). Türev der.eces·i

arttıkça bu cins piklerin sayısı da

artacağı için karışıklık daha da ar- . tacR.ktı-1\' c·_;: ,- -- __ , - : ^» >.~:-.'.:\.

, , '3 . ...;._ 'Jürev Eğrilerlnin~eklllerl:

,, -Güili:irnüzde>~ı.·~

de_ii-

4. cüye ka-

·. \:far'

tlı~e\, ~ğriSf '·drzifıtıekte

ve an- lam kazanmaktadır.

(3)

ar-~~~~~~~~~~~

'

.'. A.

..

Şekil ı

:

a) F!oresefn (F) ve Eosln (E)'ln l<anşmı lıııllnıJe

IJ<ea,

2. tUrn

spektnmituıda- u}'ı·ı!ınalan.

464

bl '.J'ribromofloreseln ('fi n Eosln {E)'ln karışım halinde iken 4.

türev spektrumunda &\•r>Jmala;l'i.

(Analusis 14, 1.20 {19811))

(4)

j\ •

' '

1 '

A

1 ¹

' ' 1

' 1

/ ' '

1 '

!

1

Şekil 2 de de görüldüğü gibi"!.

türev eğrisi orij,inal spektrumdaki

eğrinin teğetlerinin eğimini göster- mektedir. Burada orijinal sp-ekt- Tiımun .

mikSlID-Uffi-

noktası kaybol-

muş buna karşılıık orijinal ·::sı?ek

trumda absorbansın yükseldiği~ kı

sım}ar içiti po~itif, azaldığı kıs;ım

lar ~-Çin ise ~~gatif değerler alıtjak

tadır. ·Orijinaı spektrumdaki _eğri . ii~erinde ··&imin en · ~Üyü!c oldiığu noktalara.:yzlni--e_ğpinin :Yi:ı.r,ı._)r_WkSek-_--

·- -~-- '

liklerine,· karşılık bir "mak_şjmum\ ve bi_r __

mini_Il.).~111

__

g?;)st~:rm_~kt.e:_~eii"~n

en düşük olduğu tepe noktasında

ise sıfır olmaktadır. Buna .göre gauss eğrisindeki maksimum nok-

tasına 1. türev eğrisinde bir «ke- sim noktası» karşılık gelmektedir.

2. türev eğrisinde ise aynı, iş

lemler -sonucunda·· orijinal eğrinin

maksimum noktasına karşılı}c :~e~

len bir m¹inimum göriilmektedfr ..

J. türev eğrisinde orijinal ·eğri

.niiı maksimum noktasına ayne~ 1.

türev eğrisinde olduğu gibi bir ke- sim nok:tası karşılık gelrnektedi!'.

4. türevde ise orijinal spektrumdaki maks.imum noktaya ~Iıe.

bir maksimum _nokta karşılık g~l

mektedir. Bu nBdenl'e

-·ikailntat1f-1a-

yinlerde 2. ve 4. ttirev eğrileri ··kul-

lanılmaktadır (19)"

Ayrıca orijinal Gauss eğrisi ti-

• piµqeki bk piJt'e J,ar~ılı :ıı, t~'!l!t

.:. ·, .;~oc·t- .-l.~.taJJ~._}'.lJ-ct:}(si:µımp_ ve minimu-

ma rastlanmaktaUır. <Yarı{' !. tü-

Şekll 2: Orijinal spektrumdaki 1Jık''''

''

"tevdef' 2;'"2:•"fürôvde''3;'•'3, türevde 4 (A) ve bunun ı, 2, 3 ve -::t·~ll~ ~lbi ıriak~iriiiıiri··'·te minimum 4'üncü türevleri (A.ıı Az, noktasl gözlenmektedir

As ve A.f)~ Önemli bir nokta ise, ,türev eğ-

(5)

İÇ(_!~~~ir_ı~e- ~lı!lma~_ı.-- _n~d~niyle pik- _ leri~ gen,işliğinin a~~masıdır. Bu

aza~ma .Yaklaşık_ 1. tür:evde yarısır~a,

2. türevde üçte birine ^ve~4. türev- de yüzde 40'ına inmekt~r (21).

KULLANIM· ALANLARI : Günümüzde yaygın olarak kul-

lanılmakta olan bu yöntem : anion- yak, azot monoksi t, azot dioksit (22), ozon, benzeldehit, toluen, ksi- len formol (23) .gibi gaz ve uçucu

b,ileşiklerin ~a~izin~e,

Sularda fenol ve anilin ^(!,.24) ve sütlerde prote_in (1) gibi su v_e )Jesin analizlerind~,

.Stero~dlerin ~yırımı ve tayininde- {25, 26), aspirin içerisinde sali- silik asit tayini (27, 28), benzodia.

zepinlerin tayininde (29), ^şuruplar

da difenhidramin HCI tayini (30,, poliVitamin tabletlerinde nikotin:.

asit -tayini (31), tablet ve enjektab çöieltilerde pro•iklidin tayini (32), K vitaminin stabilitesi (33), ^şurup damla ve tabletlerde efedrin HCI tayini ·(34) gibi ilaç analizlerinde,

Membranlarda protein tayini {35), fermentasyon ortamlarında

anilin tayini (36), kanda hemoglo.·

bin (37), methemalbumin (38) ve fe_

nilalanm tayini (39), hemoglobin ya.

nında bilirubin tayini (40), hemog.

lobin yanında karboksihemog1obin

tayiııi (41), üre tayini (42) gibi bi- yolojik ortam ii\Ilalizlerinde kullanil-

maktadır.

KAYNAKLAR

1. Talsky, G., Mayrıng, L., Kreu- zer, H., ((Feinauflösende UV /VIs-

466

-Derivativspektrofotometrie hö ..

herer Ordnung», Angew, Che~., 90, 840.854, (1978).

2. Ruggieri, ·G., Niola₁ I., «Appli- cation of Derivative Spectros- copy to Urine Analysis», Rass.

Chlın. 36 (6), 353.357 (1984).

3. Bettero, A., Bollettin, P., «Atro- pin Sulphate Determination by Derivative Specutroscopy or HPLC», Ann. Chim. (Rome), 75 (7.8), 351-358, (1985).

4. Simal, J., Lage, M.A., lglesias, I., «Second Derivative UV _ Spectroscopy and Sulfamic Acid Method for Determination of Nitrates in Water», J. Assoc.: Off.

Ana!. Chem., 68 (5), 962-964, (1985).

5. Terade, H., Seki, H., Yaman10- to, K., Kametani, F., ^«Quanti- tative Determination by Deri- vative Spectrophotometry ,. of Triton X-100 in Solubilized Pre- parations of Membrane Pro- teins», Anal, Biochem., 149 (2), 501-506, (1985)

6. Vetuschci C., Ragno, G., Iylaz_

zeo, P., Mazzeo-Farina, A., «Si- multaneous Determination of Oxprenolol and Chlortha!idone in Pharmaceutical Formulati- ons using Derivative Spectrop- hotometry», Farmaco Ed. Prat., 40 (7), 215-224, (1985).

7. El-Yazbi, F. A., Barary, M. H.,

ı<Deterrnination of Some Cep-

~ halosporins Using Deriv-ative

Sp~ctrop_hotometry», Anal. Lett., 18 (B5), 629.640; (1985).

(6)

8. El Yazbi, F. F., Barary, M. H., Abdel-Hay, M. H.1 «Determina- tion of Nitrazepam and Dipo- tassium Chlorazepate in the Presence of their Degradation Products Using Second - Deri- vative SJ)ectrophotometıy}>, Int.

J. Pharm., 27 (2-3), 139-144, (19&5).

9. Grant, -A., Bhasttacharyya, Ü, K., «Application of Derivative Spectroscopy to the Determina- tion of Chronıatographic Peak

Puıity», J. Chromatog., 347 (2), 219-35, (1985).

10. Bryant, S.L., Neel, A.R., Sewell, G. J., «Analysis of Hospital- formulated Oral Liquid Prepa- rations by Second Derivite UV -Spectroscopy>>, J, Clin. Hosp.

Pharm., 11 _ (5), 327-339, (1986).

il El.Sebakhy, N. A., Seif El.Din, A. A., Korany, M. A., «First De- rivative Spectrophotometıic De- termination of Quinine-Ouini- dine in Cinchona Liquid Ext- ract», J. Phann. Belg., 41 (4), 222-225, (1986).

12 Walters, M., Thomton, D. J.,

«Multiwavelength Analysis of Derivative Spectra. An Applica- tion for the Determination of Urinary Porphyrins», Clin.

Chim. Acta., 157 (3), 311-316, (1986).

13. El-Yazbi, F.A., Korany, M. A., Abdel - Razak, O., Elsayed, M.

A., <(Derivative Spectrophoto- metric Determination of Some Corticosteroids in Combinations with Other Drugs», J. Assoc.

OH. Ana!. Chem. 69 (4), 614.618, (1986).

14. Daley, L. S., Thompson, M. M., Proebsting, W. M. Portman, J., Jeong, B. R., <(Us·e of Fourth- Derivative Visible Spectroscopy of Leaf Lamina in Plant Germ- plasrn Characterization», Spec- proscopy, l (7), 28-31, (1986).

15. Shijo1 Y., Sakai, K., «Spectrop- hotometric and Analog Deriva- tive Spectrophotometric De- termination of Chromium (III) With 2-(5.bromo.2.pyridylazo).

5.(N.propyl-N.sulfopropylamino) phenoh>, Bun. Chem. Soc. Jpn., 59 (5), 1455-1458, (1986).

16. O'Haver, T. C., Green, G. L., ((Derivative Spectroscopyı>, A- mer. Lalı., 7 (3), 15.16, 18, 20-21 (1975).

17.. Cahill, J. E., Padera, F. G., {<Derivative Analysis of UV /VIS Spectra», Amer. Lab., 12 (4), 101, 102, 104, 106, 109, 110, 112, (1980).

18. Levillain, P., Fompeydie, D.,

«Spectrophotoınetrie D6riv6e : Interet, Limites et Applicati- ons>>, Analusis, 14 (!), 1-20, (1986).

19 . .Niorrey, J. R., ({On Determining Spectral Peak Positions From Coroposite Spectra with a Di- gital Coroputer», Anal. Chem., 40 (6), 905-914, (1968).

20. Wahbi, A. M., Ebe!, S., «The Use of thıe First-Derivative Curves of AJbsorption Spectra in Quantitative Analysis», Anal.

Chim. Acta, 70, 57-63, (1974).

(7)

21. Martin, A. E., «Multiple Diffe_

rentation as a Means of Band Sharpening}>, Spectrochlm. Ac~

ta, 14 97-103, (1959).

22. Matthews, T. G., Hawhorne, A.

R., Gammage, R. B., «Evalua- tion of a Second Derivative UV-Absorption Spectrometer (Duvas) for Analyzing Gases in Smoke Plum:es», Report 1982 ORNL/TM 80fr7; Order No. DE 82010335

23. Hager, R. N., <~Derivative Spec- troscopy with Emphasis on Tra- ce ¹Gas Analysis1>, Anal. Chem., 45 (13), 1131A-1138A, (1973).

24. Shibata, S., Furukawa, M., Na- kashima, R., «Dual Wavelength Spectrophotometry Part VI.

Determina ti on of Phenol in In- dustrial Waste and Deterınina

tion of 2,4-Dichlorpheno! and 2, 4, 6-Trichlorphenol in Mixtu- res by First Derivative Spec- tra», Ana!. Chim. Acta, 81, 206- 210, (1976).

25. Davidson, A. G., «Effects ol TempeTature Variation on the Zeroth, Second and Fourth De- rivative UV-Absorption Spectra of Benzenoid Drugs», Analyst, 108 (1287), 728-732, (1983).

26. Corti, P., Lencioni, E., Sciarra, G. F., ({Use of Derivatiwe Reso- lution far the Spectrophotomet- ric Determination of Drug Mix- tures III. Second Derivative De-

terrtıination of B:inary Mixtures of Ostrogens and Progestins>>, Eoll, Chim. Farın., 12 2(6), 281- 288, (1983).

468

27. Mazzeo, P., Quaglia, M. G., Seg--~\~

nalini, F., {<Determinfition of ^\.:'L Salicylic Acid in Acetylsalicylic Acid by Second Derivative UV..ı ~ ¹ Spectrophotometry», J. Phann.

Pharmacol., 34, 470-472, (1982).

28. Kitamurua, K.1 Majima, R., «De- termination of Salicyclic Acid in Aspirin Povv-der by Second Derivative Ultraviolet Spectro- metry», Ana!. Chem., 55 (1), 54- 56, (1983).

29. Martinez, D., Gin1enez, P., -«De- termination of Benzodiazepines by Derivative Spectroscopy»1

J. Ana!. Toxiccl., 5, 10-13, (1981).

30. Fell, A. F., Scott, H P., Gill, R, Moffat, A. C., «The Analysis ol Diphenhydramine Hydrochlo- ride by Computeraİded Multic- hannel UV-Spectrophotometry»1

J. Pharın. Pharınacol., 34, 99P, (1982).

31. Lou, Y., Wang, Y., \ıVang, M., Chen, D., Lin, J., Xu, S., Hong, D., «Determination of Nicotinic Acid in Nine Multivitamin Pills by Second Derivative UV-Spec- trophotometry)>, Yaowu Fenxi Zazhl, 3 (3), 137-141, (1983). Ref.:

Chem. Abstr., 99, 146172y, (1983).

32. Jones, R., Marnham, G., <(The Assay ol Procyclicline in Tablets and İnjections by Derivative Spectrometry», J. Phann. Phar- macol., 33 (7), 458-459, (1981).

33. Haines-Nutt, R. F., Adams, P.,

«Stability of Oral Vitamin K.

A Comparison of an HPLC and Derivative Spectrophotometric

(8)

Metlıod», Ana!. Proc., 21 (7), 241.

243, (1984).

34. Davidson, A. G., Elsheikh, H.,

•Assay of Ephedrin and Pse- udoephedrin in Pharmaceutical Preparations by s~econd and Fourth Derivative UV-Specttop- hotometry», Ana!yst, 107 (1277) '879-884, (1982).

35. Demchenko, P., Sandrovskii, A K., Korob·kov, M. E., «Derivati- ve Spectrophotometry of Aro.

matic Amino Acids and Prote- ins», Mol. Biol. (Kiev), 20, 3-12, (1978). Ref. : Chem. Abstr., 89, 142780r, 1979.

36. Woodrow, J., Spear, K., •The 'Use of Dertvative Spectropho~

tometry for tlıe Rapid Measu.

rement of Substrate and Pro- duct Concentration in Ferrnen- tation,>, Appl Microbioıl. Bio~

technol., 19 (3), 177-180, (1984).

37. Sanderin:k, G. J. C., Van Rijn, H. J. M., «Qantitative _Measure- ment of Plasma Hemoglobin by Second Derivative Spectrop-

lıotometry», Clin. Chim. Acta., 146 (!), 65-73, {1985).

38. Bertrand, A., . Cox, C., Foucart, P.1 Buret, J. ({D.ctermination of Serum Methemalbumine by Second - Derivative Spectros- copy», Clln. Chlm. Acta., 123 (1-2), 121-6, (1982).

39. Kullmann, K., Endres, W., Kir- zinger, S., Schn1idt, H. C., «Di- rect Determination of Phenyla- lanine in Senım by Derivative Spectrometry», J. Clin. Chem.

Clln. Biochem., 20 (4), 181-3, (1982).

40. An1azon, K., Soloni₁R., Rywlia, A., ı{Seperation of Bilirubin

froın HemoglobLı by Recording Derivative Spectrophotometry»,

ı!.m. J. Clin. Patlı., 75 (4), 519- 523, (1981).

41. Parks, J., Worth, H. G., •Car- boxyhemoglobin Detennination by Second Derivative Spectros- copy», Clln. Chem., 31 (2), 279- 81, (1985).

2. Nagashima, K., Suzuki, S., «T11\..

Determination of Urea by Us-

!İng an Enzyme Reactor and Second-Derivative Spectropho-

toınetryı>, AnaI. Chim. Acta.., 151, 13-18, (1983).