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紫外可见分光光度计工作原理及应用

[2019/8/8]

紫外可见分光光度计工作原理及应用

工作原理

物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量,相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同。因此,每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量,这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。

又因为许多物质在紫外-可见光区有特征吸收峰,所以可用紫外分光光度法对这些物质分别进行测定(定量分析和定性分析)。紫外分光光度法使用基于朗伯-比耳定律。朗伯-比耳定律(Lambert-Beer)是光吸收的基本定律,俗称光吸收定律,是分光光度法定量分析的依据和基础。当入射光波长一定时,溶液的吸光度A是吸光物质的浓度C及吸收介质厚度l(吸收光程)的函数。

凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物,根据在特定吸收波长处所测得的吸收度,可用于药品的鉴别、纯度检查及含量测定。

结构

可见-紫外分光光度计。其应用波长范围为200~400nm的紫外光区、400~850nm的可见光区。主要由辐射源(光源)、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件组成。目前,国际上一般按紫外可见分光光度计的仪器结构将其分为单光束、准双光束、双光束和双波长四类。

主要应用

在水和废水监测中的应用,对于一个水系的监测分析和综合评价,一般包括水相(溶液本身)、固相(悬浮物、底质)、生物相(水生生物)。在水质的常规监测中,紫外可见分光光度法占有较大的比重。由于水和废水的成分复杂多变,待测物的浓度和干扰物的浓度差别很大,在具体分析时必须选择好分析方法。

在农产品和食品分析中可用于检测的组分或成分有蛋白质、赖氨酸、葡萄糖、维生素C、硝酸盐、亚硝酸盐、砷、汞等;

在植物生化分析中可用于检测叶绿素、全氮和酶的活力等;

在饲料分析中可用于检测烟酸、棉酚、磷化氢和甲酯等。

技术展望和应用前景

近十年来,紫外/可见分光技术变化不大,始终没有革命性的突破。然而,随着光学设计、电子技术和软件的进步,使得仪器的复杂性降低,可靠性和分析效能提高,这些都说明传统仪器也在不断发展。高端系统如紫外/可见/近红外仪器采用了多个检测器,可对大体积样品、固体样品进行分析,可快速扫描,配有多个探头和其他附件。现在我们能够清晰看到的是:在紫外/可见范围内的低成本光学检测,这一点将在国土安全、生物技术、医药、航空、环保和工业控制等领域为厂家带来新的商机。

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