ปฏิบัติการที่ 4: ฟลูออเรสเซนส์สเปกโทรสโกปี I

วัตถุประสงค์ของการทดลอง

• ศึกษาความยาวคลื่นกระตุ้น (ex) และการคายแสงฟลูออเรสเซนต์ (em) ของคาร์บอนควอนตัมดอท
• ใช้คาร์บอนควอนตัมดอทเป็นฟลูออเรสเซนเซอร์ในการวิเคราะห์ปริมาณ Hg2+ ในน้ำ

บทนำเกี่ยวกับฟลูออเรสเซนต์สเปกโตรสโกปี

• เทคนิควิเคราะห์คุณสมบัติสารโดยการดูดกลืนรังสียูวี
• โมเลกุลถูกกระตุ้นให้เคลื่อนที่จากระดับพลังงานพื้นฐานไปยังระดับพลังงานที่สูงขึ้น
• การปลดปล่อยพลังงานให้เกิดฟลูออเรสเซนต์เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลตกกลับลงมาสู่ระดับพลังงานพื้นฐาน
• ขีดจำกัดการวัด (detection limit) ของเทคนิคนี้ดีกว่า UV-Vis spectrophotometry
• ความเฉพาะเจาะจงในการวิเคราะห์สูงและต้องเลือกความยาวคลื่นที่เหมาะสม

องค์ประกอบภายในเครื่อง Spectrofluorometer

• แหล่งกำเนิดแสง: เลเซอร์ให้ความยาวคลื่น 300-600 nm
• ส่วนแยกความยาวคลื่น: ใช้เลือกความยาวคลื่นสำหรับการกระตุ้นและการคายแสง
• ภาชนะใส่สารละลาย (cuvette): ใช้วัสดุควอตซ์และมีความโปร่งใสสำหรับการวัดแสงฟลูออเรสเซนต์
• ตัวตรวจจับ (detector): ใช้ตรวจจับแสงฟลูออเรสเซนต์และมีตัวขยายสัญญาณ
• ตัวบันทึกสัญญาณ: แปรผลสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เป็นรูปแบบดิจิทัล

ลักษณะทั่วไปของคาร์บอนควอนตัมดอท

• อนุภาคนาโนทรงกลม มีโครงสร้างคล้ายเพชรจากการไฮบริไดเซชันของคาร์บอน
• มีหมู่คาร์บอกซิลช่วยให้ละลายน้ำและปรับแต่งพื้นผิวได้

คุณสมบัติเชิงแสงฟลูออเรสเซนส์ของคาร์บอนควอนตัมดอท

• คาร์บอนดอทสามารถเกิดการวาวแสงจากกลไก 4 แบบ:
  • ปรากฏการณ์ควอนตัมคอนไฟน์เมนต์
  • ปรากฏการณ์สถานะบนพื้นผิว
  • ปรากฏการณ์สถานะโมเลกุล
  • ปรากฏการณ์จากการคายพลังงานเมื่อเกิดการเชื่อมขวาง
• การทดลองศึกษาคุณสมบัตินี้จะใช้คาร์บอนควอนตัมดอทเป็นฟลูออเรสเซนเซอร์ในการวิเคราะห์ Hg2+

การลดลงของความเข้มฟลูออเรสเซนต์

• การเติม Hg2+ ลงในสารละลายคาร์บอนควอนตัมดอททำให้ความเข้มฟลูออเรสเซนต์ลดลง
• ความเข้มข้นของ Hg2+ มีความสัมพันธ์ตรงกับความเข้มฟลูออเรสเซนต์ที่ลดลง

ขั้นตอนการทดลอง

• เตรียมสารละลาย Hg2+ สำหรับสร้างกราฟมาตรฐาน
• วัดความเข้มฟลูออเรสเซนต์ของสารละลายทั้งที่มีและไม่มี Hg2+
• สร้างกราฟมาตรฐานซึ่งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มฟลูออเรสเซนต์และความเข้มข้นของ Hg2+

สารเคมีและอุปกรณ์ที่ใช้

• สารละลายคาร์บอนดอท, HgCl2
• ขวดวัดปริมาตร, บีกเกอร์, ขวด vial, หลอดหยด
• เครื่อง Fluorescence spectrometer

วิธีทดลอง

• เตรียมสารละลาย stock และ working Hg2+
• วัดผลลัพธ์และสร้างกราฟเพื่ออนุญาตการคำนวณความเข้มข้นของ Hg2+ ในตัวอย่าง

เครื่องสำอางและผิวหนัง

• เครื่องสำอางถูกใช้เพื่อเสริมความงามให้กับผิวหนังและส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย
• ใช้ในการดูแลอวัยวะภายนอก เช่น ผิวหนัง ผม ขน และเล็บ
• เน้นการใช้งานที่มีความเกี่ยวข้องกับสุขภาพผิว และการสร้างภาพลักษณ์ที่ดี

ความหมายของเครื่องสำอาง

• เครื่องสำอางเป็นผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาสำหรับการทำให้เกิดความงาม
• มีข้อบังคับในการผลิตและการตรวจสอบความปลอดภัยเพื่อป้องกันอันตรายต่อผู้ใช้
• รวมถึงผลิตภัณฑ์สำหรับบำรุงและรักษาสุขภาพผิว

สาขาของเคมีที่เกี่ยวข้อง

• เคมีเครื่องสำอางเป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับการผลิตและการใช้งานเครื่องสำอาง
• เน้นการใช้สารเคมีที่ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการทำงาน
• มีความสำคัญในการพัฒนา formulary เพื่อเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์

การเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสม

• ควรพิจารณาเนื้อสัมผัส ฟังก์ชัน และประเภทของผิวหนังของผู้ใช้ก่อนเลือกผลิตภัณฑ์
• ผลิตภัณฑ์ควรตอบสนองต่อปัญหาผิวหนัง เช่น สิว แห้ง แตก หรือริ้วรอย
• ควรทำการทดสอบผลิตภัณฑ์ใหม่บนผิวหนังเพื่อป้องกันการแพ้

แนวโน้มในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง

• เศรษฐกิจและแนวความนิยมเรื่องความงามมีผลต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่
• ผู้บริโภคมีความสนใจในส่วนผสมธรรมชาติและผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
• การเปลี่ยนแปลงกลยุทธ์การตลาดออนไลน์มีอิทธิพลต่อการเข้าถึงข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องสำอาง

บทสรุป

• การศึกษาเกี่ยวกับเคมีเครื่องสำอางมีความสำคัญต่อการผลิตและการใช้งานอย่างปลอดภัย
• ความเข้าใจในผลิตภัณฑ์และการเลือกใช้อย่างถูกต้องจะส่งผลต่อสุขภาพผิวหนังและภาพลักษณ์ของผู้ใช้
• ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีและการเปลี่ยนแปลงในวิทยาการทำให้เครื่องสำอางมีประสิทธิภาพมากขึ้น