紫外可见分光光度计是基于紫外可见分光光度法原理,利用物质分子对紫外可见光谱区的辐射吸收来进行分析的一种分析仪器。
一、工作原理:物质中的分子和原子吸收入射光中特定波长的光能量,会发生分子振动能级跃迁和电子能级跃迁,由于不同物质的分子、原子和分子空间结构不同,其吸收光能量的情况也不同,每种物质都有特有的、固定的吸收光谱曲线。根据朗伯 - 比耳定律,即A=εbc(A为吸光度,ε为摩尔吸光系数,b为液池厚度,c为溶液浓度),通过测量吸光度,可对物质进行定性和定量分析。
二、基本结构
光源:提供足够强度、稳定的连续光谱,如钨灯用于可见光区,氘灯用于紫外光区。
单色器:将光源发出的复合光分解并从中分出所需波长的单色光,色散元件有棱镜和光栅两种。
吸收池:用于盛放待测溶液,一般由石英或玻璃制成,石英吸收池适用于紫外光区和可见光区,玻璃吸收池仅适用于可见光区。
检测器:通过光电转换元件检测透过光的强度,将光信号转变成电信号,常见的检测器有光电管、光电倍增管等。
信号处理器:对检测器输出的电信号进行放大、处理和显示,可将数据以吸光度、透过率等形式呈现出来。
三、功能特点
波长扫描:可在一定波长范围内进行扫描,获得物质的吸收光谱,用于定性分析和确定最大吸收波长。
定量测量:通过标准曲线法、系数法、单波长法、双波长法、多波长法等,对物质进行定量分析,测定样品中目标物质的含量。
动力学测试:选定波长下测试样品浓度随时间的变化趋势,可用于研究化学反应动力学等。
多波长测试:自由选定多个波长,自动测出样品在多个波长下的吸光度和透过率值,用于复杂样品的分析。
四、应用领域
化学分析:准确测定有机物、无机物及配合物在特定波长下的吸收光谱,进行化合物的定性和定量分析,如在药物研发中测定药物有效成分和纯度。
材料研究:研究材料的透射、反射和吸收等光学性能,帮助了解材料的结构和特性。
生物医学分析:广泛应用于生物分子的测定,如蛋白质、核酸和酶等,通过对生物样品的吸收光谱进行测量,了解生物分子的结构和功能,为疾病诊断和治疗提供支持。
制药工业:用于药品的质量控制和药物有效成分的测定,确保药品符合安全和质量标准。
环境监测:用于水体、土壤和大气中污染物的检测,了解样品中的污染物种类和浓度,为环境保护提供数据支持。
食品工业:用于食品成分的检测和质量控制,了解食品中各种成分的含量和比例,确保食品的安全和品质。