பகுப்பாய்வு வேதியியல்

பகுப்பாய்வு வேதியியல் (Analytical chemistry) என்பது இயற்கையிலுள்ள பருப்பொருட்களை வேதியியல் கூறுகளாகப் பிரித்தெடுத்தல், இனங்காணல், அளவிடுதல் ஆகியவை தொடர்பான ஆய்வுகளை மேற்கொள்ளும் ஒர் அறிவியல் பிரிவாகும்^[1]. பிரித்தல், இனங்காணல் அல்லது அளவிடுதல் போன்ற செயல்பாடுகள் நடைமுறையில் முழுமையான பகுப்பாய்வு செயல்முறையாகவும் அல்லது வேறொரு முறையையும் இணைத்துக் கொண்டுள்ள ஒரு செயல்முறையாகவும் கருதப்படுகிறது. பகுப்பாய்வுக் கூறுகளை பிரித்தல் செயல்முறை தனிமைப்படுத்துகிறது. பண்பறி பகுப்பாய்வு பகுப்பாய்வுக் கூறுகளை அடையாளம் காண்கிறது. இதேபோல பருமனறி பகுப்பாய்வு பகுப்பாய்வுக் கூறுகளின் எண்ணியல் மதிப்பை அல்லது அடர்த்தியை விளக்குகிறது.

பகுப்பாய்வு முறைகளை மரபுவழி முறை, கருவி முறை என இரண்டாகப் பிரிக்கலாம். மரபுவழி முறையை ஈர வேதியியல் முறை எனவும், மரபுவழி முறையை நவீன பகுப்பாய்வு முறை எனவும் அழைப்பதுண்டு ^[2]. வீழ்படிவாக்கல், பிரித்தெடுத்தல், காய்ச்சிவடித்தல் போன்ற முறைகள் மரபுவழி பண்பறிபகுப்பாய்வு முறைகளாகும். நிறம், மணம், கொதிநிலை, உருகுநிலை, கதிரியக்கம் அல்லது வினைத்திறம் போன்ற பண்புகளின் அடிப்படையில் உள்ள வேறுபாடுகளை மரபுவழி பண்பறிபகுப்பாய்வு பயன்படுத்துகிறது. மேலும், அளவுகளை நிர்ணயம் செய்வதில் நிறை, கன அளவு போன்றவற்றை அளக்கும் முறையை மரபுவழி பண்பறிபகுப்பாய்வு முறை பயன்படுத்துகிறது. வண்ணப்படிவுப் பிரிகை, மின்புலத் தூள்நகர்ச்சி அல்லது புலப்பாய்வு பகுதிப்பிரிகை போன்ற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி கருவி முறை பகுப்பாய்வு பயன்படுத்துகிறது. பெரும்பாலும் பண்பறி பகுப்பாய்வு மற்றும் பருமனறி பகுப்பாய்வு என்ற இரண்டு வகை பகுப்பாய்வுகளையும் ஒரே கருவியின் மூலம் சோதிக்கமுடியும், ஒளி-பொருள் நிகழுறவுகள், வெப்பம்-பொருள் நிகழுறவுகள், மின்புலம் அல்லது காந்தப்புலம் நிகழுறவுகள் போன்ற நுட்பங்கள் இக்கருவிகளில் பயன்படுகின்றன. பகுப்பாய்வுக் கூறுகளை பெரும்பாலும் ஒரே கருவியே பிரித்தல், இனங்காணல் அல்லது அளவிடுதல் போன்ற செயல்பாடுகளை செய்து முடிக்க இயலும்.

சோதனை வடிவமைப்பை மேம்படுத்துதல், வேதிப் புள்ளியியல், மற்றும் புதிய அளவீட்டு கருவிகள் உருவாக்கம் போன்ற நடைமுறைகளிலும் பகுப்பாய்வு வேதியியல் கவனம் செலுத்தி வருகின்றது. மேலும் தடய அறிவியல், மருத்துவ அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் அறிவியல், அறிவியல் போன்ற துறைகளிலும் பகுப்பாய்வு வேதியியல் பரந்த பயன்பாடுகளை கொண்டுள்ளது.

வேதியியலின் வரலாறு தொடங்கிய காலந்தொட்டே பகுப்பாய்வு வேதியியல் முக்கியத்துவம் பெற்று வந்துள்ளது. சந்தேகத்திற்குரிய ஒரு பொருளில் எந்தெந்த வேதிப்பொருட்களும் தனிமங்களும் இடம்பெற்றுள்ளன என்பதை உறுதிப்படுத்துவதற்கு இப்பகுப்பாய்வு வேதியியல் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இக்காலகட்டத்தில் பகுப்பாய்வு வேதியியலுக்கு யசுடசு வோன் லைபெக் என்பவர் குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பினை வழங்கியுள்ளார். முறைப்படுத்தப்பட்ட கனிமசீர் ஆய்வுகள் மற்றும் வேதி வினைக்குழுக்கள் மீதான முறைபடுத்தப்பட்ட கரிமவேதியியல் ஆய்வுகள் உள்ளிட்டவை இவரது கொடைகளில் சிலவாகும்.

முதல் கருவிமுறைப் பகுப்பாய்வான சுடர் உமிழ்வு நிறமாலையியல் சோதனையை இராபர்ட்டு புன்சன் மற்றும் 1860 இல் ருபீடியம் மற்றும் சீசியம் தனிமங்களைக் கண்டறிந்த குசுத்தாவ் கிர்க்காஃப் ஆகியோர் உருவாக்கினர்^[3].

பகுப்பாய்வு வேதியியல் பிரிவின் முக்கிய வளர்ச்சிகள் பெரும்பாலும் 1900 ஆம் ஆண்டுக்குப் பிறகு நடைபெற்றன. இக்காலத்தில் கருவிமுறைப் பகுப்பாய்வு இப்பிரிவில் மிகுந்த முன்னேற்றம் கண்டு பிரிவில் ஆதிக்கம் செலுத்தியது. 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில் குறிப்பாக அடிப்படை நிறமாலையியல் உத்திகளும் நிறமாலையியல் அளவீடுகளும் வளர்ச்சி கண்டன. 20 நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் தூய்மையாக்கப்பட்டது ^[4]

பிரிப்பு அறிவியலின் வளர்ச்சியும் இதே கால வரிசை முறையில் வளர்ச்சியும் உயர் செயல்திறன் கருவிகளின் கண்டுபிடிப்பும் அவற்றின் மேம்பாட்டும் வளர்ச்சியும் நிகழ்ந்தேறின ^[5].

1970 களில் இந்த உத்திகள் யாவும் ஒன்றாகக் கலப்பு உத்திகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு, கொடுக்கப்பட்ட மாதிரியின் முழுமையான பண்புகள் யாவும் விவரிக்கப்பட்டன.

நவீன பகுப்பாய்வு வேதியியலில், கருவிமுறை ஆய்வுகள் அதிகமாக ஆதிக்கம் செலுத்தி வருகின்றன. பல பகுப்பாய்வு வேதியியல் அறிஞர்கள் ஒரே ஒரு வகை கருவியில் கவனம் செலுத்தினர். புதிய கருவிகள் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் புதிய பயன்பாட்டு முறைகள் அல்லது புதிய பகுப்பாய்வு முறைகளில் கல்வியாளர்கள் கவனம் செலுத்த முனைந்தனர். பகுப்பாய்வு வேதியியலுடன் தொடர்புள்ள வேதியியலாளர்களின் இரத்தத்தில் இருப்பதாக தர்போது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ள ஒர் இரசாயனத்தின் இருப்பு புற்றுநோய் ஆபத்தை அதிகரிப்பதாக தெரிவிக்கிறது. ஒரு புதிய முறையை உருவாக்க முயற்சியில் ஒரு நிறமாலையியல் முறையில் வரையறுப்பு மற்றும் உணர்திறனை அதிகரிக்கக்கூடிய புதிய வகை சீரொளியை உருவாக்கும் முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகின்றன. புதியதாக உருவாக்கப்பட்ட பல கருவிகளில் அளந்தறியப்படும் தொழிற்துறை, சூழ்நிலை அறிவியல் பயன்பாட்டுத் தரவுகள் நிலையாக நீண்ட காலத்திற்கு ஒப்பிட்டு பார்க்கப்படும் வகையில் உறுதியாக உள்ளன.

பகுப்பாய்வு வேதியியல் மருந்து துறையிலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. புதிய மருந்துகளை தேர்வு செய்தல், கண்டுபிடித்தல் மற்றும் பல்வேறு மருத்துவத் துறை பயன்பாடுகளில் பெரும்பாலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மருந்து மற்றும் நோயாளி இடையே உள்ள இடைவினைகள் தொடர்பான ஆய்வுகளிலும் பயன்படுத்த ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

நவீன பகுப்பாய்வு வேதியியல் ஒருபுறத்தில் அதிநவீன மயமாக்கல் என்ற பெயரில் ஆதிக்கம் செய்துவந்தாலும், பகுப்பாய்வு வேதியியலின் வேர்களாக கருதப்படும் மரபுவழி பகுப்பாய்வு முறைகள், நவீன கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படும் சில சோட்பாடுகள் சில இன்றும் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. பல பாரம்பரிய தொழில்நுட்பங்கள் நவீன் பகுப்பாய்வு வேதியியலின் முதுகெலும்பாக இருக்கின்றன. இந்த நுட்பங்களில் மிகப்பல இளங்கலை பகுப்பாய்வு வேதியியல் கல்வி ஆய்வகங்களில் முனைப்புடன் பயன்படுத்த முனைகின்றன.

பண்பறி பகுப்பாய்வுகள் பண்புகளை மட்டுமே ஆய்வு செய்கின்றன. இவை பருமனை ஆய்வு செய்வதில்லை. ஒரு குறிப்பிட்ட சேர்மத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட பொருள் இருக்கிறதா? அல்லது இல்லையா? என்ற வினாவுக்கு விடையளிப்பதாகவே இப்பகுப்பாய்வுகள் அமைகின்றன. தரம் சார்ந்த நிறை அல்லது அடர்த்தியை இப்பண்பறி பகுப்பாய்வு ஆய்வதில்லை.

வேதியியலில் பல்வேறு வகையான எண்ணற்ற பண்பறி பகுப்பாய்வுகளும், பருமனறி பகுப்பாய்வுகளும் பல்வேறு காரணங்களுக்காக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இப்பகுப்பாய்வுகள் பல்வேறு வகையான சோதனைகளாக நடத்தப்படுகின்றன. தங்கத்தை ஆய்வு செய்ய பயன்படும் அமில சோதனை, இரத்தத்தின் இருப்பை அறிய உதவும் கேசுட்டல் மேயர் சோதனை, கேரியசு ஆலசன் சோதனை^[6] உள்ளிட்ட பல சோதனை முறைகளை உதாரணமாகக் கூறலாம். வேதியியல் சோதனைகள் கீழ்கண்ட காரணங்களுக்காக மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

• ஒரு விவரக்குறிப்பு, கட்டுப்பாடு அல்லது ஒப்பந்தம் ஆகியவற்றின் தேவைகள் பூர்த்தி செய்யவும், தீர்மானிக்கவும் அல்லது சரிபார்க்கவும் வேதியியல் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.
• ஒரு புதிய தயாரிப்பு மேம்பாட்டை தீர்மானித்தல், கருத்துக்கான ஆதாரத்துடன் நிருபித்தல் முன்மொழியப்பட்ட காப்புரிமைப் பயன்பாட்டை நிரூபித்தல்
• பிற அறியப்பட்ட பொருட்களுடன் ஒரு மாதிரியின் இடைவினைகளைத் தீர்மானித்தல்
• ஒரு மாதிரி கலவையை தீர்மானித்தல்
• பிற விஞ்ஞான, மருத்துவ மற்றும் தர உத்தரவாத செயல்களுக்கான தரமான தரவுகளை வழங்குதல்
• இறுதிப் பயன்பாட்டிற்கான பொருத்தத்தை சரிபார்த்தல்
• தொழில்நுட்ப தகவல்தொடர்புக்கான அடிப்படையை வழங்குதல்
• சட்ட நடவடிக்கைகளில் ஆதாரங்களை வழங்குதல்

கொடுக்கப்பட்டுள்ள ஒரு மாதிரியில் உள்ள தனிமங்கள் அல்லது உலோக அயனிகளை கண்டறிவதற்கான ஒரு இரசாயனப் பரிசோதனையே சுவாலைப் பரிசோதனை எனப்படும். இச்சோதனையின் போது தனிமம் அல்லது சேர்மத்தின் சிறிதளவு மாதிரியானது அதிக வெப்பமுடைய நீலநிறச் சுவாலைக்கு மேல் காட்டப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட தனிமத்திற்குரிய தனித்துவமான நிறம் கிடைப்பதை வைத்து அக்குறிப்பிட்ட தனிமத்தின் இருப்பு அறியப்படுகிறது. சந்தேகித்தல், சோதனை செய்து பார்த்தல் இறுதியாக உறுதிப்படுத்தும் சோதனையின் மூலம் உறுதி செய்தல் என தொடர்ச்சியான சில பரிசோதனைகள் மூலம் உலோகங்களையும் அயனிகளையும் கண்டறிதலில் இச்சுவாலைப் பரிசோதனை நன்றாக வேலை செய்கிறது. பொதுவாக சுவாலைப் பரிசோதனையின் போது ஆய்வுகூடங்களில் புன்சன் சுடரடுப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது ^[7].

கொடுக்கப்பட்ட ஒரு மாதிரியின் நிறை, அடர்த்தி போன்றவற்றை உறுதிப்படுத்த மேற்கொள்ளப்படும் ஆய்வுகள் பருமனறி பகுப்பாய்வுகள் எனப்படும்^[8].

எடையறி பகுப்பாய்வில் நிறையின் அடிப்படையில் தொடர்ச்சியான திட்டமிட்ட சோதனைகள் நிகழ்த்தப்பட்டு பகுதிக்கூறு ஒன்று ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. இம்முறையில் எடையிடுதல் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. ஓர் ஐதரேட்டு அல்லது நீரேற்றில் உள்ள நீரின் அளவை உறுதிப்படுத்த மேற்கொள்ளப்படும் ஆய்வு பொதுவாக பருமனறி பகுப்பாய்விற்கான உதாரணமாகக் கருதப்படுகிறது. சூடேற்றலுக்கு முன்னதான நிறை, சூடேற்றத்திற்கு பின்னரான நிறை இரண்டும் கண்டறியப்பட்டு நீரிழப்பின் அளவு கண்டறியப்படுகிறது. பகுதிக்கூறில் இடம்பெற்றுள்ள ஓர் அயனியின் நிறையை கண்டுபிடித்து உறுதி செய்து விட்டால் இதே நிறை அளவை பல்வேறு கலவைகளிலும் பயன்படுத்த இயலும் ^[9].

தரம்பார்த்தல் என்பது ஒர் அடையாளம் தெரிந்த பகுப்பாய்வுக்கூறின் செறிவை தீர்மானிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான ஓர் ஆய்வக முறையாகும் ^[10]. கன அளவு கணக்கீடுகள் தரம்பார்த்தல் சோதனையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. பகுப்பாய்வு செய்யப்படவேண்டிய கரைசலுடன் அது சமானப்புள்ளியை அடையும்வரை ஒரு வினைப்பொருளை கரைசலுடன் சேர்ப்பது தரம்பார்த்தல் எனப்படும். பெரும்பாலும் ஒரு கரைசலில் உள்ள பொருளின் அளவு இங்கு பகுப்பாய்வு செய்யப்படு தீர்மானிக்கப்படுகிறது. மேல்நிலை கல்வி வகுப்புகளில் அமில கார தரம்பார்த்தல் சோதனை பொதுவாக பாடத்திட்டத்தில் இடம்பெற்றிருக்கும். இவைதவிர பல்வேறு வகை தரம் பார்த்தல் சோதனைகள் நடைமுறையில் உள்ளன.

கருவிமுறை பகுப்பாய்வு என்பது பகுப்பாய்வுக் கூறுகளை அறிவியல் கருவிகளைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யும் ஒரு வேதியியல் துறையாகும்.

நிறமாலையியல் என்பது பருப்பொருளுக்கும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சுக்கும் இடையே உள்ள நிகழ் உறவுகளைப் பற்றி ஆயும் அறிவியல் துறையாகும்^[11]. ஒரு பொருள் வெப்பமுறும் பொழுது வெளிவிடும் ஒளியின் பண்புகளைப்பற்றியோ, அல்லது ஒரு பொருள் மீது வீசப்படும் ஒளியை அப்பொருள் எப்படிக் கடத்துகின்றது, அதனால் அப்பொருளுள் என்னென்ன விளைவுகள் ஏற்படுகின்றன போன்ற எல்லா ஒளி - பொருள் உறவாட்ட நிகழ்வுகள் பற்றியும் இத்துறை ஆய்வு செய்கிறது.

அணு உறிஞ்சி நிறமாலைக்காட்டி, அணு உமிழ்வு நிறமாலை, புறஊதா கட்புல நிறமாலை, எக்சுகதிர் ஒளிர்வு நிறமாலை, அகச்சிவப்பு நிறமாலை, இராமன் நிறமாலை, இரட்டை முனைவாக்கம் தலையீட்டுமானியைப், அணுக்கரு காந்த ஒத்திசைவு நிறமாலை, ஒளியுமிழ் நிறமாலை மோசுபௌர் நிரமாலை என பல்வேறு பயன்பாடுகளை நிறமாலையியல் துறை கொண்டுள்ளது.

மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்தும் மூலக்கூறுகளின் அணுப்பொருண்மைக்கும் மின்சுமைக்கும் இடையே உள்ள விகிதத்தை பொருண்மை நிறமாலையியல் அளவிடுகிறது. எலக்ட்ரான் தாக்க அயனியாக்கம், இரசாயன அயனியாக்கம், எலக்ட்ரான் தெளிப்பு அயனியாக்கம், விரைவு அணு மோதல் அயனியாக்கம், அணி உதவி சீரொளி புறந்தள்ளல் அயனியாக்கம் போன்ற மற்றும் பல அயனியாக்க முறைகள் நடைமுறையில் உள்ளன.

மின்வேதியியல் பகுப்பாய்வு முறைகள என்பவை பகுப்பாய்வு வேதியியல் முறை நுட்பங்களின் தொகுப்பாகும். மின்வேதிக் கலத்தில் உள்ள மின்பகுளியின் பொருண்மையைக் கலத்தின் [மின்னிலை (வோல்ட்கள்) அல்லது மின்னோட்டம் (ஆம்பியர்கள்) அல்லது இரண்டையும் அளந்து கண்டறியும் பகுப்பாய்வு முறைகளாகும்.^{[12][13][14][15]} இம்முறைகளில் மின்கலத்தின் எந்த கூறுபாடு கட்டுபடுத்தப்படுகிறது, அளக்கப்படுகிறது என்பதைக் கருத்திற்கொள்வதன் அடிப்படையில் பலவாறாகப் பிரிக்கலாம். மின்முனைகளின் மின்னிலை வேறுபாட்டை அளக்கும் மின்னிலை அளவியல், குறிப்பிட்ட நேரத்தில் மின்கலனில் பாயும் கல மின்னோட்டத்தை அளக்கும் கூலம்பளவியல், மின்கலனின் மின்னிலையை மாற்றி மின்னோட்டத்தை அளக்கும் வோல்ட்டா அளவியல் என்பவை மூன்று முதன்மையான வகைகளாகும்.

வெப்ப அளவீட்டு பகுப்பாய்வியல் என்பது வெப்பத்தின் காரணமாக பருப்பொருளில் நிகழும் மாற்றங்களை அளந்தறியும் ஒரு துறையாகும். சில குறிப்பிட்ட நிபந்தனைகளுக்கு உட்பட்ட இரசாயன வினைகள், இயற்பியல் மாற்றங்கள் அல்லது நிலை மாற்றம் போன்றவற்றை இதற்கு உதாரணமாகக் கூறலாம். வெப்ப அளவீட்டு பகுப்பாய்வுகள் கலோரிமானி என்னும் கருவியின் உதவியால் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. கலோரிமானியைக் கண்டறிந்த யோசப் பிளாக் என்பவர் வெப்ப அளவீட்டு பகுப்பாய்வியலின் தந்தையாகக் கருதப்படுகிறார் ^[16].

பருப்பொருள் கலவையின் சிக்கல் நிறைந்த கூறுகளைக் குறைத்து எளிமையாக்குவது பிரித்தல் பகுப்பாய்வின் நோக்கமாகும். இதற்கு வண்ணப்படிவுப் பிரிகை, மின்புலத் தூள்நகர்ச்சி, புலப் பாய்வு பிரிகை என்பன முக்கியமான பிரித்தல் பகுப்பாய்வு செயல்முறைகளாகும்.

மேற்கூறப்பட்ட ஓரிரு நுட்பங்களை ஒன்றிணைத்து உருவாக்கப்பட்ட கருவிகளால் மேற்கொள்ளப்படும் பகுப்பாய்வு முறை கலப்பின நுட்ப பகுப்பாய்வு முறைகள் எனப்படும்^{[17][18][19][20][21]} தற்காலத்தில் பல்வேறு கலப்பின பகுப்பாய்வு நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டும் வளர்ச்சியடைந்தும் வருகின்றன. உதாரணங்கள்: வளிம நிறப்பிரிகை வரைவு-பொருண்மை நிரல்மானி, வளிம நிறப்பிரிகை வரைவு- அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல், நீர்ம வளிம நிறப்பிரிகை வரைவு- பொருண்மை நிரல்மானி இன்னும் பல. கலப்பின பிரிகை முறைகள் என்பவை கரைசல்களிலுள்ள வேதிப்பொருட்களை கண்டறியவும் பிரித்தெடுக்கவும் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முறையாகும். இதில் ஓரிரண்டு நுட்பங்கள் ஒன்றிணைத்து பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வேதியியலிலும் உயிர் வேதியியலிலும் இம்முறைகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒற்றை மூலக்கூறுகள் ஒற்றை உயிரணுக்கள், உயிரியல் திசுக்கள் மற்றும் மீநுண் பொருட்கள் போன்றவற்றை காட்சிப்படுத்துதல் தற்காலத்தில் பகுப்பாய்வு அறிவியலில் மிகுந்த ஆர்வத்தை உண்டாக்கும் அணுகுமுறையாகும். மேலும், மற்ற பாரம்பரிய பகுப்பாய்வு கருவிகளைக் கொண்டு கலப்பு பகுப்பாய்வு அறிவியல் இத்துறையை புரட்சிகரமாக்குகின்றது. நுண்ணோக்கியியல் துறை மேலும் மூன்று வெவ்வேறு துறைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒளி நுண்ணோக்கியியல், எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியியல், அலகிடும் சோதனை நுண்ணோக்கியியல் என்பவை அம்மூன்றுவகை நுண்ணோக்கியியல் துறைகளாகும். கண்ணி மற்றும் புகைப்படக் கருவிகளின் நவீன வளர்ச்சி காரணமாக இத்துறையிலும் விரைவான வளர்ச்சி ஏற்பட்டு வருகிறது.

சில மில்லி மீட்டர் முதல் சில சதுர சென்டிமீட்டர் வரை அளவுடன், ஆய்வக செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைத்துச் செயல்படும் ஓர் ஒற்றைச் சில்லே சில்லாய்வகம் என்ற கருவியாகும். இக்கருவியின் மூலம் நுண்ணிய பைக்கோலிட்டருக்கும் குறைவான கன அளவுள்ள திரவத் தொகுதிகளை கையாளமுடியும் ^[23].

நோக்கப்பட்ட மதிப்புக்கும் உண்மையான மதிப்புக்கும் இடையே உள்ள எண் வேறுபாட்டை தோராயப்பிழை என வரையறுக்கலாம்^[24]. இரசாயன பகுப்பாய்வில் உண்மை மதிப்புக்கும் அனுசரிக்கப்பட்ட மதிப்புக்கும் இடையே உள்ள தொடர்பை ஒரு பிழைச் சமன்பாடு மூலம் விளக்க முடியும்.

பி = தோ – உ
இங்கு,
பி = தனிப்பிழை,
தோ = தோற்ற மதிப்பு
உ = உண்மை மதிப்பு.

ஒர் அளவீட்டுப் பிழை என்பது துல்லியமான அளவீட்டின் தலைகீழ் அளவாகும். அதாவது சிறிய அளவீட்டுப் பிழையானது துல்லிய அளவீட்டைக் காட்டிலும் பெரியதாக இருக்கும். பிழைகள் ஒப்பீட்டளவில் குறிப்பிடப்படுகின்றன.

பி/உ × 100 = % பிழை,
பி/உ × 1000 = ஆயிரத்திற்கு ஒரு பிழை

பொதுவாக சோதனை முடிவுகள் முரணற்றதாகவும், சீராக ஒப்பிடக்கூடியதாகவும், துல்லியமானதாகவும் மற்றும் குறிப்பிட்ட நுணுக்க எல்லைக்குள்ளாகவும் உள்ளனவா என்பதை உறுதி செய்வதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ள செயல்முறைகளையும் நடைமுறைகளையும் பகுப்பாய்வு தர கட்டுப்பாட்டு குறிக்கிறது ^[25]. பகுப்பாய்வு ஆய்வகத்திற்கு சமர்ப்பிக்கப்பட்ட தரவுகள் கண்டிப்பாக துல்லியமானதாக இருக்க வேண்டும். இதனால் தவறான விளக்கங்கள், தோராயமாக்கல்கள் அல்லது தவறான முடிவுகளைத் தவிர்க்க முடியும்^[26]. ஆய்வகத்தில் இருந்து உருவாக்கப்படும் தரங்களும் அளவுகளும் பின்னர் முடிவெடுப்பதற்கு பயன்படுத்தப்படலாம். வேதியியல் நோக்கில் பண்பறி பகுப்பாய்வு எனப்படுவது ஒரு வேதி உறுப்பு அல்லது இரசாயன கலவையின் அளவு அல்லது அடர்த்தி ஆகியவற்றின் அளவைக் குறிக்கிறது, இந்த அளவு பொருளுக்குப் பொருள் வேறுபடுகிறது^[27]. தொழில், மருத்துவம் மற்றும் சட்ட அமலாக்கம் போன்ற துறைகளில் பகுப்பாய்வுத் தரக்கட்டுபாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்.

செந்தர வளைவு என்பது அளவையிடல் வளைவு, என்ற பெயராலும் அழைக்கப்படுகிறது. அளவுசார்ந்த நுட்பங்களை ஆய்வதற்கு உதவிகரமாக வரையப்படும் வரைபடத்தின் ஒரு வகையாகும். அறியப்பட்ட பண்புகளுடன் கூடிய பல மாதிரிகள் அளவிடப்பட்டு வரைபடமாக வரையப்படுகிறது. பின்னர் இதே போன்ற பண்புகளை அறியப்படாத மாதிரிகளுக்கு அளவிடப்பட்டு வரைபடத்தில் இடைச்செருகலாக சேர்க்கப்பட்டு தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அறியப்பட்ட பண்புகளுடன் கூடிய மாதிரிகள் செந்தரநிலைகள் என்றும் அவற்றைக் கொண்டு வரையப்பட்ட வரைபடம் செந்தர வரைபடம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது ^[25]. வேதிப்பகுப்பாய்விலும் அறியப்படாத ஒரு பொருளில் உள்ள ஒரு வேதிப்பொருளின் அளவு இவ்வாறு ஒப்பிடுதல் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு தனிமம் அல்லது சேர்ம மாதிரியின் அடர்த்தி இந்நுட்பத்தின் கண்டறி எல்லையைவிட அதிகமாக இருந்தால், ஒரு தூய்மையான கரைப்பானில் கரைத்து மாதிரியின் அடர்த்தி குறைக்கப்படுகிறது. தனிமம் அல்லது சேர்ம மாதிரியின் அடர்த்தி இந்நுட்பத்தின் கண்டறி எல்லையைவிட குறைவாக இருந்தால், கூட்டல் முறை பின்பற்றப்படுகிறது.

சில நேரங்களில் அறியப்பட்ட மாதிரியின் அடர்த்தியுடன் உள் செந்தரத்தை சேர்த்து பகுப்பாய்வு மாதிரியின் அளவறிதலுக்காக பயன்படுத்துகிறார்கள். பின்னர் பகுப்பாய்வுக் கூறின் அளவை கண்டறிந்து உறுதி செய்கிறார்கள். பகுப்பாய்வுக் கூறின் தற்போதைய அளவு செந்தர அளவாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஐசோடோப்பு கணித்தல் முறை வளர்ச்சிக்கு உள் செந்தரம் வழிவகுத்தது.

பகுப்பாய்வு வேதியியலில் அளந்தறிவதற்காக பொதுவாக கூட்டல் அணுகுமுறையை பின்பற்றுவர். இதன்படி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட மாதிரியின் சிற்றளவுடன் நேரடியாக செந்தரம் சேர்க்கப்படுகிறது. அணிக்கோவை விளைவு பொருந்துமிடங்களில் இம்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே பாரம்பரிய அளவையிடல் வளைவு அணுகுமுறையுடன் இதை ஒப்பிட முடியாது ^[28].

தொடர்புடைய ஓசையை குறைக்கும்பொழுது விரும்பிய குறிப்பலை அதிகரிக்கும் என்பது பகுப்பாய்வு வேதியியலின் மிக முக்கியமான கூறுகளில் ஒன்று ஆகும் ^[29]. பகுத்துணர்ந்த எண்ணிக்கையை குறிப்பலைக்கும் இரைச்சலுக்கும் இடையிலான விகிதமாகக் குறிப்பிடுவார்கள். (குறிப்பலை/இரைச்சல்). சுற்றுச்சூழல் காரணிகள் இருந்தும் அடிப்படை இயற்பியற் செயல்முறைகளிலிருந்தும் இரைச்சல் தோன்றுகிறது.

ஜான்சன்-நைகிசுடு இரைச்சல் என்பது மின்கடத்தியில் மின்னோட்டம் நிகழும் போது, வெப்ப மிகுதியினால் ஏற்படும் ஒருவகை மின்னிரைச்சல் ஆகும். இந்த மின்னிரைச்சலை வெப்ப மின் இரைச்சல், ஜான்சன் இரைச்சல், நைகிடு இரைச்சல் என்று பலவாறாக அழைப்பார்கள். பெரும்பாலான இடங்களில் மின்னோட்டம் நிகழ்வதற்குக் காரணம் அங்குள்ள எதிர்மின்னிகள் ஒரு திசையில் ஓடுவதாலேயே ஆகும். வெப்பம் அதிகமாகும் போது, எதிர்மின்னிகள் ஆற்றல் அடைந்து ஓடும் திசையில் சிறு மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. இது மொத்த மின்னோட்டத்தைக் குறைத்தும் அதிகப்படுத்தியும் மின்னோட்டத்தின் அளவை சிறிது மாற்றுகின்றது. இந்த சிறு சிறு மாற்றங்களே நைகிசுடு இரைச்சலுக்குக் காரணம் ஆகும். ஒரு கடத்தியில் உண்டாகும் வெப்ப மின் இரைச்சல் '''வெள்ளை இரைச்சல்''' என்று அழைக்கப் படும். வெப்பம் எதிர்மின்னிகளைத் தாக்கி அவற்றுக்கு ஆற்றலைக் கொடுக்கிறது. அந்த ஆற்றலில் எல்லா வகையான அதிர்வெண்களும் கலந்து இருக்கும். ஒரு மின்தடையிலுள்ள வெப்ப இரைச்சலின் சராசரி வர்க்கமூல மதிப்பு பின்வரும் வாய்ப்பாட்டினால் கணக்கிடப்படுகிறது.

${\displaystyle v_{RMS}={\sqrt {4k_{B}TR\Delta f}},}$

இங்கு, kB என்பது போல்ட்சுமான் மாறிலியையும், T என்பது வெப்பத்தையும், R என்பது மிந்தடையையும், ${\displaystyle \Delta f}$ என்பது அலைவரிசை ${\displaystyle f}$ இன் பட்டையகலத்தையும் குறிக்கிறது.

குண்டு இரைச்சல் என்பது ஒரு எலக்ட்ரானியல் மின்சுற்றில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அல்லது ஒளியியல் கருவியில் உள்ள ஒளியன்கள் எனப்படும் போட்டான்கள் திட்டவட்டமான எண்ணிக்கையில் குறிப்பலைகளில் ஏற்ற இறக்கத்தை ஏற்படுத்தும்போது உண்டாகும் மின்னிரைச்சலாகும். மேலும், குண்டு இரைச்சல் என்பது பாய்சான் செயல்முறையும் மின்னேற்பிகளும் மின்சாரத்தின் பாய்வை பாய்சான் பரவலை பின்பற்றச் செய்வதைக் குறிக்கிறது. மின்சார ஏற்ற இறக்கத்தின் சராசரி வர்க்க மூலத்தை கீழ்காண் வாய்ப்பாட்டின் மூலம் அறியலாம் ^[29]

${\displaystyle i_{RMS}={\sqrt {2\,e\,I\,\Delta f}}}$

இங்குள்ள e என்பது தொடக்க மின்சுமையையும் I என்பது சராசரி மின்சாரத்தையும் குறிக்கின்றன. குண்டு இரைச்சல் வெண்மை இரைச்சல் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

பிளிக்கர் இரைச்சல் என்பது 1/f அல்லது இளஞ்சிவப்பு ஆற்றல் அலைமாலை அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ள ஒரு வகையான மின்னியல் இரைச்சலாகும். பல்வேறு பரவலான வரையறைகளைப் பெற்றிருந்தாலும் பிளிக்கர் இரைச்சலை 1/f இரைச்சல், இளஞ்சிவப்பு இரைச்சல் என்ற பெயர்களாலும் அழைப்பர். எல்லாவகையான மின்னணுவியல் கருவிகளிலும் பிளிக்கர் இரைச்சல் தோன்றுகிறது. இதனால் பல்வேறு வகையான விளைவுகளும் தோன்றுகின்றன.

சுற்றுச்சூழல் இரைச்சல் என்பதுசுற்றுப்புறத்தில் உள்ள ஒலி மாசு, போக்குவரத்து மாசு, தொழில்துறை மாசு, மற்றும் பொழுதுபோக்கு நடவடிக்கைகளால் ஏற்பட்ட மாசு போன்றவற்றின் தொகுப்பாக இருக்கிறது^[30]. மேலும், பகுப்பாய்வுக் கருவியின் சுற்றுபுறத்தில் இருந்து தோன்றும் இரைச்சல் சுற்றுச்சூழல் இரைச்சல் எனப்படுகிறது. மின்கம்பிகள், வானொலி, தொலைக்காட்சி நிலையங்கள், கம்பியிலா கருவிகள், ஒளிரும் விளக்குகள் ^[31] மற்றும் மின் மோட்டார்கள் போன்றவை மின்காந்த இரைச்சலுக்கான மூலங்களாக கருதப்படுகின்றன.

இரைச்சல் குறைப்பை கணினி வன்பொருளினாலும் அல்லது மென்பொருளினாலும் திறம்பட நிறைவேற்றலாம். காப்புறைக் கம்பிகள், ஒப்புமை வடிகட்டல், குறிப்பலை பண்பேற்றம் போன்றவை கணினி வன்பொருள் இரைச்சல் குறைப்புக்கு உதாரணங்களாகும். எண்மிய வடித்தல், குழும சராசரி, பாக்சுகார் சராசரி, மற்றும் தொடர்பு முறைகள் போன்றவை கணினி மென்பொருள் இரைச்சல் குறைப்புக்கு உதாரணங்களாகும் ^[29].

இயற்கை மற்றும் செயற்கைப் பொருட்களின் வேதியியல் கூறுகளைப் வேறாக்கல், இனங்காணல், அளவிடுதல் ஆகியவை தொடர்பான கல்வித்துறை. செயல்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கருவி முறையில், ஒளியுறிஞ்சல், உடனொளிர்வு, கடத்துதிறன் போன்ற இயற்பியக் கணியங்களை அளப்பதற்குக் கருவிகள் பயன்படுகின்றன.

பொருட்களை வேறுபடுத்துவதற்கு, வண்ணப்படிவுப் பிரிகை, மின் முனைக் கவர்ச்சி ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

தடய அறிவியல், உயிரி ஆய்வியல், மருத்துவ ஆய்வு, சுற்றுச்சூழல் ஆய்வு, மற்றும் பொருளறிவியல் ஆய்வு உட்பட பல பயன்பாடுகளை பகுப்பாய்வு வேதியியல் கொண்டுள்ளது. செயல்திறன் உணர்திறன், கண்டறிதல் எல்லை, தேர்ந்தெடுத்தல், துல்லியம், மற்றும் வேகம்), அறுவை சிகிச்சை, பயிற்சி, நேரம் போன்ற பலதரப்பட்ட நடவடிக்கைகளில் மேம்பட்ட முன்னேற்றத்தை பகுப்பாய்வியல் துறை அளிக்கிறது.

சமகால பகுப்பாய்வு அணு நிறமாலையியல் துறையின் முக்கிய கிளைகளாக ஓலியியல் மற்றும் பொருண்மை நிறமாலையியல் துறைகள் உள்ளன^[32].

நானோ தொழினுட்ப வளர்ச்சியில் பகுப்பாய்வு வேதியியல் ஒரு தவிர்க்க முடியாத பகுதியாக இருக்கிறது. மேற்பரப்பு ஆய்வுக் கருவிகள், எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கிகள் மற்றும் அலகீட்டுப் பரிசோதனைக் கருவிகள் ஆகியவை அணு கட்டமைப்புகளை காட்சிப்படுத்த விஞ்ஞானிகளுக்குப் பெரிதும் உதவுகின்றன.

சமீபத்தில் வளர்ச்சியடைந்துள்ள கணினி தானியக்கத் தொழினுட்பமும், தகவல் தொழில் நுட்பமும் உயிரியல் துறைகளில் பகுப்பாய்வு வேதியியலை விரிவாக்கியுள்ளன. உதாரணமாக, தானியங்கு டி.என்.ஏ வரிசைமுறை இயந்திரங்கள் மரபணு பிறப்புக்கு வழிவகுக்கும் மனித மரபணு திட்டங்களை நிறைவு செய்கின்றன. புரதங்களை அடையாளம் காண்பதிலும், பெப்டைடுகளை வரிசைப்படுத்துவதிலும் நிறமாலை ஆய்வு புரதக்கல்வித்துறையில் ஒரு புதிய பிரிவைத் திறந்தது.

• Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry New York: Saunders College Publishing, 5th Edition, 1988.
• Bard, A.J.; Faulkner, L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2nd Edition, 2000.
• Bettencourt da Silva, R; Bulska, E; Godlewska-Zylkiewicz, B; Hedrich, M; Majcen, N; Magnusson, B; Marincic, S; Papadakis, I; Patriarca, M; Vassileva, E; Taylor, P; Analytical measurement: measurement uncertainty and statistics, 2012, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-92-79-23070-7.