आंतरिक मानक

रासायनिक विश्लेषण में, आंतरिक मानक विधि में प्रत्येक प्रतिरूप और अंशांकन समाधान में समान मात्रा में रासायनिक पदार्थ जोड़ना सम्मिलित होता है। आंतरिक मानक विश्लेषण में परिवर्तनों के लिए आनुपातिक रूप से प्रतिक्रिया करता है और एक समान, लेकिन समान नहीं, माप संकेत प्रदान करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि आंतरिक मानक का कोई अन्य स्रोत उपस्थित नहीं होता है, इसे आव्युह से भी अनुपस्थित होना चाहिए। विश्लेषण संकेत और आंतरिक मानक संकेत का अनुपात लेने और इसे अंशांकन समाधानों में विश्लेषण सांद्रता के विरुद्ध प्लॉट करने से अंशांकन वक्र प्राप्त होता है। अंशांकन वक्र का उपयोग अज्ञात प्रतिरूप में विश्लेषण एकाग्रता की गणना करने के लिए किया जा सकता है।

प्रतिरूप तैयार करने या उपकरण में उतार-चढ़ाव के दौरान उत्पन्न होने वाली अनिश्चितता के यादृच्छिक और व्यवस्थित स्रोतों के लिए एक उपयुक्त आंतरिक मानक अकाउंट का चयन करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आंतरिक मानक की मात्रा के सापेक्ष विश्लेषण का अनुपात इन विविधताओं से स्वतंत्र होता है। यदि विश्लेषक का मापा गया मूल्य गलती से वास्तविक मूल्य से ऊपर या नीचे स्थानांतरित हो जाता है, तो आंतरिक मानक माप को उसी दिशा में स्थानांतरित करी जाती है।

इतिहास
आंतरिक मानक विधि का सर्वप्रथम रिकॉर्ड किया गया उपयोग 1877 में गौ के परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी कार्य से समरूप होता है, जहां उन्होंने यह निर्धारित करने के लिए एक आंतरिक मानक का उपयोग किया था कि क्या उनकी लौ में उत्तेजना सुसंगत थी। उनकी प्रायोगिक प्रक्रिया को पश्चात् में 1940 के समय में फिर से प्रारम्भ किया गया था, जब रिकॉर्डिंग फ्लेम फोटोमीटर सरलता से उपलब्ध हो जाते थे। आंतरिक मानकों का उपयोग बढ़ता रहा, जिसे परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी, क्रोमैटोग्राफी, और प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज्मा स्पेक्ट्रोस्कोपी सहित विश्लेषणात्मक विधियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर प्रयुक्त किया जाने लगा।

परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी
एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी में, उदा. नाभिक का 1H, 13C और 29Si की, आवृत्तियाँ चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करती हैं, जो सभी प्रयोगों में समान नहीं होती है। इसलिए, आवृत्तियों को टेट्रामिथाइलसिलेन (टीएमएस) के सापेक्ष अंतर के रूप में रिपोर्ट किया जाता है, एक आंतरिक मानक जिसे जॉर्ज टीयर्स ने 1958 में प्रस्तावित किया था और जिसे यूनियन ऑफ प्योर और एप्लाइड रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ ने तब से समर्थन किया था। टीएमएस के सापेक्ष अंतर को रासायनिक बदलाव कहा जाता है।

टीएमएस एक आदर्श मानक के रूप में काम करता है क्योंकि यह अपेक्षाकृत निष्क्रिय होता है और इसके समान मिथाइल प्रोटॉन एक मजबूत अपफील्ड संकेत उत्पन्न करते हैं, जो अधिकांश अन्य प्रोटॉन से भिन्न होता है। यह अधिकांश कार्बनिक विलायक में घुलनशील होते है और इसके कम क्वथनांक के कारण आसवन के माध्यम से हटाने योग्य होते है।

व्यवहार में, सामान्य विलायक और टीएमएस के संकेतों के मध्य अंतर ज्ञात होता है। इसलिए, वाणिज्यिक ड्यूटेरियम विलायकों में कोई टीएमएस जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि आधुनिक उपकरण उपस्थित प्रोटोनेटेड विलायकों की छोटी मात्रा का पता लगाने में सक्षम होते हैं। उपयोग किए जाने वाले लॉक विलायक को निर्दिष्ट करके, आधुनिक स्पेक्ट्रोमीटर प्रतिरूप को सही ढंग से संदर्भित करने में सक्षम होता हैं; वास्तव में यह, विलायक स्वयं आंतरिक मानक के रूप में कार्य करता है।

क्रोमैटोग्राफी
क्रोमैटोग्राफी में, प्रतिक्रिया कारक की गणना करके अन्य विश्लेषकों की एकाग्रता निर्धारित करने के लिए आंतरिक मानकों का उपयोग किया जाता है। चयनित आंतरिक मानक में समान अवधारण समय और व्युत्पन्नीकरण होना चाहिए। यह स्थिर होना चाहिए और प्रतिरूप घटकों में हस्तक्षेप नहीं करना चाहिए। यह प्रतिरूप इंजेक्शन जैसे प्रारंभिक चरणों में होने वाली अनिश्चितता को कम करता है। गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-एमएस) में, विश्लेषण के समान संरचनाओं वाले ड्यूटेरेटेड यौगिक सामान्यतः प्रभावी आंतरिक मानकों के रूप में कार्य करते हैं। यघपि, नॉरल्यूसीन जैसे गैर-ड्यूटेरेटेड आंतरिक मानक होता हैं, जो अमीनो एसिड के विश्लेषण में लोकप्रिय होता है क्योंकि इसे सहवर्ती चोटियों(पीक) से भिन्न किया जा सकता है।

तरल क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एलसी-एमएस) के लिए एक आंतरिक मानक का चयन नियोजित आयनीकरण विधि पर निर्भर करता है। आंतरिक मानक को विश्लेषण के लिए तुलनीय आयनीकरण प्रतिक्रिया और विखंडन प्रतिरूप की आवश्यकता होती है। एलसी-एमएस आंतरिक मानक अधिकांशतः आइसोटोप जैसे ड्यूटेरियम (2H), 13C, 15Nऔर 18O का उपयोग करके विश्लेषक की संरचना के अनुरूप होते हैं।

प्रेरक युग्मित प्लाज्मा
प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज्मा स्पेक्ट्रोस्कोपी में एक आंतरिक मानक का चयन करना कठिन हो सकता है, क्योंकि प्रतिरूप आव्युह से संकेत विश्लेषण से संबंधित लोगों के साथ ओवरलैप हो सकते हैं। येट्रियम एक सामान्य आंतरिक मानक होता है जो अधिकांश नमूनों में स्वाभाविक रूप से अनुपस्थित होते है। इसमें मध्य-श्रेणी द्रव्यमान और उत्सर्जन दोनों लाइनें हैं जो कई विश्लेषणों में हस्तक्षेप नहीं करती हैं। येट्रियम संकेत की तीव्रता वह होती है जो विश्लेषणकर्ता से प्राप्त संकेत की तुलना में प्राप्त होती है। विवेचनात्मक रूप से संयोजित प्लाज्मा द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री(आईसीपी-एमएस) में, विश्लेषण के समान द्रव्यमान वाली प्रजातियां सामान्यतः अच्छे आंतरिक मानकों के रूप में काम करती हैं, यघपि हर स्थिति में नहीं करती है। आईसीपी-एमएस में आंतरिक मानक की प्रभावशीलता में योगदान देने वाले कारकों में इसकी आयनीकरण क्षमता, तापीय धारिता में परिवर्तन और एन्ट्रापी में परिवर्तन विश्लेषण के यह कितने समीप और सम्मिलित होते है यह पता लगाया जाता है।

प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज़्मा-ऑप्टिकल एमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी (आईसीपी-ओईएस) आंतरिक मानकों का चयन यह देखकर किया जा सकता है कि भिन्न-भिन्न प्रयोगात्मक स्थितियों के साथ विश्लेषण और आंतरिक मानक संकेत कैसे बदलते हैं। इसमें प्रतिरूप आव्युह या इंस्ट्रूमेंटेशन सेटिंग्स में समायोजन करना और यह मूल्यांकन करना सम्मिलित होता है कि क्या चयनित आंतरिक मानक उसी तरह प्रतिक्रिया कर रहा है जिस तरह से विश्लेषण कर रहा है।

आंतरिक मानक विधि का उदाहरण
आंतरिक मानक विधि की कल्पना करने का एक विधि एक अंशांकन वक्र निर्मित करता है जो विधि का उपयोग नहीं करता है और एक अंशांकन वक्र होता जो विधि का उपयोग करता है। मान लीजिए कि अंशांकन समाधानों के एक समूह में निकल की ज्ञात सांद्रता निम्न प्रकार: 0 पीपीएम, 1.6 पीपीएम, 3.2 पीपीएम, 4.8 पीपीएम, 6.4 पीपीएम, और 8 पीपीएम होती है। प्रत्येक समाधान में आंतरिक मानक के रूप में कार्य करने के लिए 5 पीपीएम येट्रियम भी होता है। यदि इन समाधानों को आईसीपी-ओईएस का उपयोग करके मापा जाता है, तो येट्रियम संकेत की तीव्रता सभी समाधानों में सुसंगत होनी चाहिए। यदि नहीं, तो निकल संकेत की तीव्रता भी अनिश्चित होने की संभावना रहती है।

अंशांकन वक्र जो आंतरिक मानक पद्धति का उपयोग नहीं करता है वह मापों के मध्य अनिश्चितता को अनदेखा करता है। निर्धारण का गुणांक (R2) इस प्लॉट के लिए 0.9985 होता है।

आंतरिक मानक का उपयोग करने वाले अंशांकन वक्र में, y-अक्ष निकल संकेत और येट्रियम संकेत का अनुपात होता है। यह अनुपात निकल माप में अनिश्चितता से अप्रभावित होता है, क्योंकि इसे उसी तरह येट्रियम माप को प्रभावित करता है। इसका परिणाम उच्चतर R2, 0.9993 होता है।