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紫外可见分光光度计及其应用
时间:2018-10-18 点击次数:547

 当前科技在不断的发展,在这种背景下,各种高新技术不断的涌现,实验室内常常会用到分光光度计,通过对分 光光度计的使用,能够有效的对物质进行分析。实验室内常应用到的一种分光光度计为紫外可见分光光度计,紫外线可见分光 光度计的吸收光谱,本研究主要就紫外分光光度计的基本性能,应用研究和应用范围等进行简要的分析,希望所得结果能够为相 关领域提供可行参考。 

1854 年,杜包斯克和奈斯勒等发明了分光光度计,他们首 次将朗伯比尔定理应用于定量分析化学领域中,并基于此设计 了台比色计。到了 1918 年,通过美国国家的标准局,成 功地生产出了台紫外可见分光光度计。从这里开始,在以 后的时间里,紫外可见分光光度计被不断的进行改造,进而接 连的出现了自动记录,自动打印,自动数字显示,微机控制等 多种仪器,,在这种背景之下,紫外分光光度计的灵敏度和准 确性也在不断的提升。因此其所应用的范围也在不断的扩大, 逐渐地涉及到了生物学,化学,医学等多个领域。对于紫外可 见分光光度计应用进行分析,能够促使紫外可见分光光度计更 好地适应现代社会的发展。 1 紫外可见分光光度计的基本性能分析 1. 1 紫外可见分光光度计的结构分析 分析紫外可见分光光度计,其主要组成为辐射源、单色 器、检测器、试样容器、显示装置等部分。辐射源是必须具有 稳定和足够输出功率的、且能够提供仪器使用波段的一种连续 光谱,一般我们所常用到的有钨灯、卤钨灯、氢灯和氘灯等, 也可以采用能够对染料进行调谐的激光光源; 而单色器,其主 要组成为入射出射狭缝,色散元件,透镜系统等。这是一种用 来产生高纯度单色光束的装置,分析其主要功能,涉及到将光源产生的复合光源进行分解,分解成为单色光以及所需要的单 色光束[1]; 试样容器我们也称之为吸收池,题主要是工程方式 也进行吸收光度测量之用的一个容器,一般其材料主要可以分 为两种,一种主要是用于紫外到可见区,称之为石英池,而另 一种是用于可见区,只为玻璃池,分析容器的光程,即一般为 0. 5 ~10 cm; 检测器我们也称之为光电转换器,一般常用到的 有光电管,也有光电倍增管,相对于光电管来说,光电倍增管 更加灵敏,它更加适用于对较弱的辐射进行检测。近这几 年,在实践当中也涉及到了对光导摄像管火宫殿二极管等矩阵 进行应用,将其当做检测器,采用这些进行检测,其特点为扫 描更加快速[2]; 显示装置,其发展比较快,分析较的光度 计,其一般会配有微型处理机,同时也可能会涉及到荧光屏显 示和记录仪等等,这能够将图谱,操作条件和相关数据充分的 显示出来。 1. 2 紫外可见分光光度计的主要特点分析 分析紫外可见分光光度计的主要特点,其灵敏度非常高, 而且具有更好的选择性,通常在现实当中其使用的范围比较 广,能够适用于各种浓度的物质,而且这种仪器的使用分析成 本非常低,相对起来分析更为简便,操作简单,能够更加广泛 地加以应用。紫外可见分光光度计从类型来判断,主要可以从 单波长单光束直读式分光光度计、双波长双光束分光光度计以及单波长双光束自动记录式分光光度计3 种类型进行分析[3]。 紫外可见分光光度计可以适用于很多范围,比如说反应动力学 研究,定性和结构分析,对溶液平衡进行研究等。在定量分析 当中,一般采用紫外可见分光光度计主要对于不同物质当中的 微量、超微量或常量的无机及有机物质进行测定。而是反应动 力学研究,主要是对反物质浓度随时间变化的函数关系进行分 析,同时对其反应速度与反应级数进行测定,有效的对反应机 理与探讨。其也能够应用到定性与结构分析当中,紫外吸收光 谱能够用于对空间阻碍效应推断,同时可以分析氢键的强度和 互变异构,也能够有效的对几何异构现象予以分析。其也能够 对溶液平衡进行分析研究,比如对络合物组成的测定,测定其 稳定常数和酸碱离解常数等等。 2 紫外可见分光光度计的应用原理分析 2. 1 紫外可见分光光度法分析 分析紫外可见分光光度法,主要利用物质对于波长为200 ~ 760 nm 的电磁波的吸收特性而建立起一种定性、定量与结构的 分析方法。这种分析方法相对来说度较高,而且操作简 单,重现性比较好。而且其波长长的光线能量比较小,同时波 长短的更新量有很大。分光光度主要对物质分子对不同波长以 及特定波长处的辐射吸收程度进行测量,分析物质的吸收光谱 本质,其主要是物质当中的分子以及原子对入射光中的某些特 定波长的光能量进行吸收,进而发生了一些分子振动能级跃 迁,也可能会产生电子能级跃迁的结果[4]。因为物质具有不同 的分子,也有不同的原子和不同的分子空间结构,而这也导致 了其所吸收的光能量的情况不同。所以不同的物质都具有其所 特有的固定的吸收光谱曲线,而且能够根据吸收光谱上的一些 特征波长处的吸收光度的高低来对相关物质的含量进行判别和 测定,而这也是分光光度定性与定量分析的基础。所以简而言 之,风光光谱分析主要就是根据物质的吸收,光谱对物质的分 子和结构等情况进行研究,其是对分子结构物质间相互作用进 行分析的一种十分有效的手段。 2. 2 有机化合物和无机化合物的紫外可见吸收光谱 分析 有3 种电子和紫外可见吸收光谱相关,这 3 种电子分别是 形成斑点的 σ 电子,形成双键的 π 电子以及未参与成键的 n 电 子。分析有机化合物的吸收带,在紫色光谱当中,吸收峰一般 处于光谱中的波带上,可以依据电子和分子轨道对其进行分 类,主要能够分成4 种类型的吸收带,分别是 R 吸收带、K 吸 收带、B 吸收带和 E 吸收带。而无机化合物的紫外可见吸收光 谱主要有,配位场跃迁和电荷迁移跃迁。分别对这两种月前进 行分析,电荷迁移光谱,存在一些分子奇迹是电子受体也是电 子给体,因为受辐射能的影响,电子可以激发出从给外层 轨道向着受体跃迁的行动,这时会产生比较大的吸引,而这种 光谱便被称之为电荷迁移光谱[5]。分析配位跃迁光谱,在配体 存在的基础上,对5 个能量相等的 d 轨道的金属元素产生过渡 反应,这时会有7 个能量相等的 f 轨道分裂,当即辐射被吸收 之后,低能态的 d 电子和 f 电子就会发生跃迁情况,这种跃会 使其迁到高能态的低轨道或 f 轨道上。而在未被充满的低轨道 上有很多过渡金属离子存在。依据晶体场理论进行分析,这些 离子在溶液之中和水以及其他的配体进行配合物形成的时候, 配体的配位场会对其产生较为重要的影响,这也会使得能量相 同的低轨道发生能级分裂,终产生了低轨道到低轨道的电子 跃迁情况,但有一个前提,就是必须在配体的配位场发生作用的前提之下才可能发生,所以这种情况也会被称之为配备2 月 前,配体的配位场越强,其轨道的分裂能力也会越大,而其所 吸收的波长也会相应的减少。 3 紫外可见分光光度计的应用研究 3. 1 紫外可见分光光度计的应用范围 从某种程度上来说,紫外可见分光光度计的应用范围较为 广泛,比如用于定量分析和定性与结构分系统方面。在定量方 面分析,紫外可见光度计主要对于各种物料当中,进行各种无 效的分析,同时其可也可以对动力学研究方面进行反映,比如 上面所提到的紫外可见光度计主要可以对反物质具有的浓度进 行研究。还能够在时间不断的情况下,对相应函数的关系作出 分析。从定性和结构分析方面来说,紫外可见分光光度计也会 应用到几何异构当中等。 3. 2 紫外可见分光光度计的应用实践分析 在当前时代背景之下,先进技术和先进材料也开始在不同 的领域当中有所应用,紫外可见分光光度计,也在不断的趋于 完善,其一自身所具备独特的特点和性质作为基础,为不同的 行业提供了媒介基础,而充满智慧的人们也将紫外可见分光光 度计应用到了各个领域之中,所以,在当今时代背景之下,其 已经成为了新时代一种主要的研究分析手段[6]。你得将紫外可 见分光光度计应用到现实社会的研究工作中,是一种符合客观 规律发展的行为,也能够促进相关行业完善,促进国家经济的 发展。 当前阶段,社会不断完善,食品安全事件也在不断的发 生,为了有效地防止食品安全事件的恶化,升级和发展,有关 部门采取了各种措施进行检测,但收到的效果甚微。到目前来 说已经存在着一些行业将紫外可见分光光度计应用到了食品检 测之中,其能够有效地对食品的成分和质量进行检测,确保食 品质量安全提升,在某种程度上减少了食品安全事故的发生。 因此从食品行业来说即是其发展道路上的一种重要的助推器。 首先分析光谱测量在现实当中的应用,在这里我们同样以 食品行业为例,现如今,一些食品当中存在着添加有害添加剂 成分的情况,这会使得其生产出来的产品会具有相应的色泽, 比如说果汁可乐,这样通过采用紫外可见分光光度计的检测能 够有效的区分食品物资的主要分子结构,对其吸光值进行全面 的定位,可以得出综合的结果,确保食品安全。同时,也可以 利用紫外可见分光光度计对食品的色泽进行定位,固有颜色进 行比较,分析其成品与固有颜色所存在的差异,为更好地使一 些食品的色差满足相关要求。因此,相对来说成分单一的产 品,能够借助紫外可见分光光度计,测量其吸收光度数值,进 而达到质量满足相关要求的目的。 其次分析紫外可见分光光度计的成分定性,从严格意义上 来说,物质吸收光谱,主要是物质当中的一些分子和原子在吸 收和摄入某种特定波长的光能量之后,在新基础上发生的相对 应的分子振动,进而产生了能级跃迁,后生成的一种结 果[7]。因此可以将紫外可见分光光度计应用到医学检测当中, 即能够准确的定量出样品当中某种成分的含量,可以采用这种 分析模式进行定量测定,因此需要先通过对于一系列已知浓度 的标准溶液 X 值进行测试,然后能够读出一系列与之相对应的 Y 吸收光值,然后通过已知浓度 X 值和响应值 Y 能够求出线性 方程: Y =Bx +a。然后通过仪器自动计算,将线性方程的斜率, 截距,等参数进行计算,后通过该回归方程求出未知样品的根据上述试验结果进行证性试验,在水料比为 50∶1,提 取时间为2. 5 h,提取温度为75 ℃进行了 3 次平行实验,实际 测得赤灵芝多糖平均提取率为 0. 2012%,相对误差为 1. 37%, 说明试验模型设计所得的工艺参数具有可靠性。 3 结 论 运用响应面分析法优化了赤灵芝多糖的提取工艺,从而求 得赤灵芝多糖水浸提的工艺条件为: 水料比为 50∶1,提 取时间为2. 5 h,提取温度为75 ℃,此时赤灵芝多糖的提取率 达到0. 2012%。

浓度。其也能够采用紫外分光光度计对核酸生物学进行分析, 比如相关 DNA 的浓度测试等[8]。同时也能够对动力学和时间 进行分析,比如说我们在研究细胞的损伤时,可以通过对细胞 内部的线粒体通透性转换孔的测定进行分析,以此来判断线粒 体受损后其膨胀程度,进而能够推测出细胞的损伤程度。在实 际操作当中,需要通过对线粒体在高唐溶液当中透光率的改变 的测定进行分析来实现。 后是在成分定量方面的分析,因为分子的紫外可见吸收 光谱主要是因为分子当中存在某种基因吸收了紫外可见光之后 产生的电子能级跃迁而产生的吸收光谱,紫外分光光度分析, 主要是通过物质吸收光谱研究物质的成分[9],也可以对物质结 构和其之间相互作用进行分析,这是一种带状光谱,因此可以 有效对分子当中某些集团经营进行显示,通过 Lambert - Beer 定律我们可以得出光的吸收和吸收层厚度成正比,比尔定律说 明光的吸收与溶液浓度成正比,所以同时对吸收层厚度和溶液 浓度的吸收光率影响进行考虑,那么可以得到朗伯比尔定律, 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) ,就可以对溶液进行定量分析。将分析样品和标 准样品以相同浓度配制在同一溶剂中,在同一条件下分别测定 紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质,则两者的光谱图应完 全一致。如果没有标样,也可以和现成的标准谱图对照进行比 较。这种方法要求仪器准确,精密度高,且测定条件要相同。 4 结 语 本研究主要就紫外可见分光光度计的相关原理和应用进行
分析,中也涉及到了一些笔者自身的见解,因为紫外可见分光 光度计的应用有着非常普遍而深远的意义,所以其所应用的领 域也非常广泛,笔者相信,在新时期的背景下,很多领域都将 会应用到紫外可见分光光度计,因此需要促进技术的成熟,使 其在行业当中得到更好的发展,也为经济建设发展提供保障。

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