紫外-可见分光光度计浅解

图1.紫外-可见分光光度计表面图

简介：紫外-可见分光光度计是由光源、单色器、汲取池、检测器和信号处置惩罚器等部件构成。光源的功效是提供充足强度的、稳健的一连光谱。紫外光区通常用氢灯或氘灯，可见光区通常用钨灯或卤钨灯。单色器的功效是将光源发出的复合光剖析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。可见光区的丈量用玻璃汲取池，紫外光区的丈量须用石英汲取池。检测器的功效是通过光电转换元件检测透过光的强度，将光信号变化成电信号。常用的光电转换元件有光电管、光电倍增管及光二极管阵列检测器。分光光度计的分类要领有多种:按光路体系可分为单光束和双光束分光光度计；按丈量方法可分为单波长和双波长分光光度计;按绘制光谱图的检测方法分为分光扫描检测与二极管阵列全谱检测。

道理：分子的紫外可见汲取光谱是因为分子中的某些基团汲取了紫外可见辐射光后，产生了电子能级跃迁而孕育发生的汲取光谱。因为种种物质具有各自差别的分子、原子和差别的分子空间布局，其汲取光能量的情形也就不会雷同，是以，每种物质就有其特有的、牢固的汲取光谱曲线，可依据汲取光谱上的某些特性波优点的吸光度的崎岖鉴别或测定该物质的含量，这便是分光光度定性和定量阐发的底子。

分光光度阐发便是依据物质的汲取光谱研究物质的身分、布局和物质间相互作用的有用本领。它是带状光谱，反应了分子中某些基团的信息。可以用尺度光图谱再联合别的本领举行定性阐发。

依据Lambert-Beer定律阐明光的汲取与汲取层厚度成正比，比尔定律阐明光的汲取与溶液浓度成正比;假如同时思量汲取层厚度和溶液浓度对光汲取率的影响，即得朗伯-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)就可以对溶液举行定量阐发。

将阐发样品和尺度样品以雷同浓度配制在统一溶剂中，在统一条件下分别测定紫外可见汲取光谱。若两者是统一物质，则两者的光谱图应完全同等。假如没有标样，也可以和现成的尺度谱图对比举行比力。这种要领要求仪器正确，周密度高，且测定条件要雷同。

试验证明，差别的极性溶剂孕育发生氢键的强度也差别，这可以使用紫外光谱来推断化合物在差别溶剂中氢键强度，以确定选择哪一种溶剂。

分类：分光光度计从分光元件来讲可分为棱镜式和光栅式两种，也有光栅加棱镜的高等分光光度计，现今的分光光度计大部门采纳光栅分光。从布局上来区分可分为单光束、准双光束、双光束和双波长分光光度计。

（1） 棱镜式分光光度计

棱镜式分光光度计采纳棱镜作为分光元件，是分光光度计诞生前后分光的重要元件，随着电气化的进展，棱镜分光给布局设计带来了很大的贫苦，应用起来不敷机动，以是渐渐的被镌汰了，但在相称长的一段时间内，国表里的重要厂商都采纳棱镜，到现在为止另有部门国内厂商在721、751平分光光度计上采纳棱镜作为分光元器件。我们后边商议的都是光栅式分光光度计，棱镜式背面不作阐发。

（2） 单光束分光光度计

1945年美国Beckman公司推出的天下第一台成熟的分光光度计，便是单光束分光光度计。单光束分光光度计只有一束单色光、一只比色皿、一只光电转换器。这种分光光度计测试历程轻便，有高、中、低档之分。

低档的现在国内有两种：一种是手动设置波长，通过旋钮转动刻度盘，同时动员光栅，从而到达设置波长的目标；一种是主动设置波长，通过电机动员扇形齿轮，同时动员光栅，从而到达主动设置波长的目标。这两种单光束分光光度计，之以是说它们低档，重要是由于它们的技能指标相对较差，他们的重要技能指标像：波长正确度普通在±2nm，波长重复性普通在1nm，功效也相对简洁，测试效果偏差较大。比方现在国内用的较多的型号有：721（上分）、722（上分）、751（上分）、752（上分）、754（上分）、T6（北京普析）。

中档的现在国内普通采纳丝杆布局，采纳主动波长设置，电路设计也比力公道，采纳较好的屏蔽技能和滤波技能，制品仪器比力稳健，也不易受外界的滋扰，但是这种仪器，每个厂家做出来的成效不尽雷同，有的做出来很不稳健，有的却很可靠，由于每个厂家的技能存在很大的差别，格外是在要害点上的处置惩罚，比方190nm处的稳健性，国内现在很少有厂家做的好，有的厂家乃至在200nm处还很不稳健，220nm处的杂散光，国内厂家现在普通在0.2%T，很少有厂家能做到0.1%T以下，这种档次的仪器的波长正确度普通能做到±0.5nm，波长重复性普通能做到小于0.3nm。这种档次的仪器现在的性价比比力好，销量也很不错。像国内如今比力盛行的型号如：756。

高等的单光束分光光度计，普通采纳非常先辈的微机处置惩罚技能，电路设计也黑白常的杰出，布局设计也是极为公道，光路正确可靠，此类单光束分光光度计根本可以和准双光束以及双光束媲美，主机功效富厚，界面清楚，读数直观。

单光束紫外可见分光光度计的根本布局

图2.单光束紫外可见分光光度计的根本布局图

（3） 准双光束紫外可见分光光度计

所谓准双光束，便是有两束光，一束通过比色皿，另一束光直接进入光电转换器。严厉意义上来讲准双光束属于单光束。国内显现准双光束分光光度计重要是由于国内部门分光光度计厂家的电路设计和布局设计出缺陷，试图通过用一束光进入光电转换器来作抵消，从而包管仪器的稳健性，但在通常情形下和单光束没有什么区别，对测试效果来说也是云云。准双束有两种：一种是两束单色光，一束单光束颠末比色皿进入光电转换器，一束光直接进入光电转换器；另一种是一束单色光和一束复合光，一束单色光颠末比色皿进入光电转换器，一束复合光直接进入光电转换器。后一种由于存在一束复合光，通常情形下不光不克不及起到抵消的作用，反而会给测试效果带来不确定身分，以是不常用。前一种如今用的相对较多。

两束单色光准双光束紫外可见分光光度计的根本布局：

图3.两束单色光准双光束紫外可见分光光度计的根本布局图

（4） 双光束紫外可见分光光度计

双光束紫外可见分光光度计便是有两束单色光，而且两束光都颠末比色皿的紫外可见分光光度计，此类分光光度计的光源颠簸、杂散光、电噪声的影响都能部门抵消，但同时由于一束光被分成两束光，能量变低，孕育发生了光的颠簸、杂散光、电噪声。重要应用在待测溶液和参比溶液随时间的改变浓度也随之改变的试验中，起到随时跟踪，抵消应浓度的改变而给测试效果带来的影响。关于单光束和双光束的好坏，现在照旧众口纷纭，各有优缺点，现实应用历程中应该依据本身的必要选择符合的分光光度计。双光束分光光度计也有两种：一种是一只光电转换器，另一种是两只光电转换器。

双光束紫外可见分光光度计的根本布局

图4.双检测器布局图

图5.单检测器布局图

（5） 双波长紫外可见分光光度计

双波长紫外可见分光光度计都采纳两个单色器，光源发出的光被两个单色器分别分散出波长为λ1和λ2，用斩波器将两束单色光λ1和λ2瓜代入射到统一试样中，担当器瓜代地担当颠末试样汲取后的这两束单色光，并把它们酿成电信号，电信号颠末处置惩罚后转化为它们之间的吸光度差ΔA，通过下列公式可盘算出试样中待测物质的浓度。

ΔA=Aλ2- Aλ1=（ελ2-ελ1）bc

ΔA为物质在λ2波长下吸光度和物质在λ1波长下吸光度的差值

Aλ2为物质在λ2波长下吸光度

Aλ1为物质在λ1波长下吸光度

ελ1为待测物质在波长λ1的摩尔吸光系数

ελ2为待测物质在波长λ2的摩尔吸光系数

b为光程

C为待测物质的浓度

双波长紫外可见分光光度计的根本布局

图6.双波长紫外可见分光光度计的根本布局图

双波长紫外可见分光光度计重要实用于试样的多组分丈量，现在国内市场很少采纳此类分光光度计。

单光束分光光度计和双光束分光光度计的区别

一、从丈量方法看区别

单光束分光光度计是由一束颠末单色器的光，轮番通过参比溶液和样品溶液，以举行光强度丈量的。

双光束分光光度计因此两束光一束通过样品、另一束通过参考溶液的方法来阐发样品的分光光度计。

二、从特点布局看区别

单光束分光光度计的特点是：布局简洁 代价廉价。

双光束分光光度计方法特点是：可以降服光源不稳健性、某些杂质滋扰身分等影响，还可以检测样品随时间的改变。

三、从精准度看区别

单光束分光光度计丈量效果受电源的颠簸影响较大，简单给定量效果带来较大偏差。

双光束分光光度计布局庞大，可实现汲取光谱的主动扫描，具有较高的丈量周密度和正确度。

四、从得当阐发来看区别

单光束分光光度计布局庞大不适于做定性阐发。

双光束分光光度计格外得当举行布局阐发。