紫外可見分光光度計(jì)屬于一種分析儀器,用于供紫外 線可見區(qū)光度測量方面。其中的紫外可見光光度吸收光譜法在使 用過程中,不斷被優(yōu)化改進(jìn),已成為科研、生產(chǎn)領(lǐng)域中*的 組成元素,是其基本分析手段,發(fā)揮著不可替代的作用。同時(shí),隨 著光譜技術(shù)飛速發(fā)展,光譜儀器已朝著更加專業(yè)化的方面發(fā)展, 很多新型、專業(yè)化的光譜儀器不斷出現(xiàn)在市場中,比如,熒光分光 光度計(jì)、原子吸收發(fā)光光度計(jì)。此外,紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用 范圍不斷擴(kuò)大,比如,食品檢測、水質(zhì)分析領(lǐng)域。紫外可見分光光 度計(jì)的應(yīng)用使這些領(lǐng)域發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變,為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供 了重要的支撐力量。因此,文章作者對紫外可見分光光度計(jì)及其 應(yīng)用實(shí)踐這一主題予以了探討。
一,紫外可見分光光度計(jì)的基本性能分析
(一)紫外可見分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)分析
紫外可見分光光度計(jì),其主要組成為輻射源、單色器、檢測器 、試樣容器、顯示裝置等部分。輻射源是必須具有穩(wěn)定和足夠輸出 功率的、且能夠提供儀器使用波段的一種連續(xù)光譜,一般我們所 常用到的有鎢燈、鹵鎢燈、氫燈和氘燈等,也可以采用能夠?qū)θ玖?進(jìn)行調(diào)諧的激光光源;而單色器,其主要組成為入射出射狹縫,色 散元件,透鏡系統(tǒng)等。這是一種用來產(chǎn)生高純度單色光束的裝置, 分析其主要功能,涉及到將光源產(chǎn)生的復(fù)合光源進(jìn)行分解,分解 成為單色光以及所需要的單色光束;試樣容器我們也稱之為吸收 池,其主要是進(jìn)行吸收光度測量用的一個(gè)容器,一般其材料主要 可以分為兩種,一種主要是用于紫外到可見區(qū),稱之為石英池,而 另一種是用于可見區(qū),稱為玻璃池;檢測器我們也稱之為光電轉(zhuǎn) 換器,一般常用到的有光電管,也有光電倍增管。相對于光電管來 說,光電倍增管更加靈敏,它更加適用于對較弱的輻射進(jìn)行檢測。 近這幾年,在實(shí)踐當(dāng)中也涉及到了對光導(dǎo)攝像管火宮殿二極管 等矩陣進(jìn)行應(yīng)用,將其當(dāng)做檢測器,采用這些進(jìn)行檢測,其特點(diǎn)為 掃描更加快速;顯示裝置,其發(fā)展比較快,對于較的光度計(jì), 其一般會(huì)配有微型處理機(jī),同時(shí)也可能會(huì)涉及到熒光屏顯示和記 錄儀等等,這能夠?qū)D譜,操作條件和相關(guān)數(shù)據(jù)充分的顯示出來。
(二)紫外可見分光光度計(jì)的主要特點(diǎn)分析
紫外可見分光光度計(jì)的主要特點(diǎn)是,其靈敏度非常高,而且 具有更好的選擇性,通常在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中其使用的范圍比較廣,能夠 適用于各種濃度的物質(zhì),而且這種儀器的使用分析成本非常低, 相對起來分析更為簡便,操作簡單,能夠更加廣泛地加以應(yīng)用。紫 外可見分光光度計(jì)從類型來判斷,主要可以從單波長單光束直讀 式分光光度計(jì)、雙波長雙光束分光光度計(jì)以及單波長雙光束自動(dòng) 記錄式分光光度計(jì)3種類型進(jìn)行分析。
紫外可見分光光度計(jì)可以適用于很多范圍,比如說反應(yīng)動(dòng)力 學(xué)研究,定性和結(jié)構(gòu)分析,對溶液平衡進(jìn)行研究等。在定量分析當(dāng) 中,一般采用紫外可見分光光度計(jì)主要對于不同物質(zhì)當(dāng)中的微量 、超微量或常量的無機(jī)及有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行測定。而對于反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 研究,主要是對反物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析,同 時(shí)對其反應(yīng)速度與反應(yīng)級(jí)數(shù)進(jìn)行測定,有效的對反應(yīng)機(jī)理與探討 。其也能夠應(yīng)用到定性與結(jié)構(gòu)分析當(dāng)中,紫外吸收光譜能夠用于 對空間阻礙效應(yīng)推斷,同時(shí)可以分析氫鍵的強(qiáng)度和互變異構(gòu),也 能夠有效的對幾何異構(gòu)現(xiàn)象予以分析。其也能夠?qū)θ芤浩胶膺M(jìn)行 分析研究,比如對絡(luò)合物組成的測定,測定其穩(wěn)定常數(shù)和酸堿離 解常數(shù)等等。
二、紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用原理分析
(一)紫外可見分光光度法分析
紫外可見分光光度法,主要利用物質(zhì)對于波長為 200nm~760nm的電磁波的吸收特性而建立起一種定性、定量與結(jié) 構(gòu)的分析方法。這種分析方法相對來說度較高,而且操作簡 單,重現(xiàn)性比較好。而且其波長較長的光線能量比較小,同時(shí)波長 短的更新量有很大。分光光度法主要對物質(zhì)分子在不同波長以及 特定波長處的輻射吸收程度進(jìn)行測量,分析物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì), 其主要是物質(zhì)當(dāng)中的分子以及原子對入射光中的某些特定波長 的光能量進(jìn)行吸收,進(jìn)而發(fā)生了一些分子振動(dòng)能級(jí)躍遷,也可能 會(huì)產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷的結(jié)果。因?yàn)槲镔|(zhì)具有不同的分子,也有不 同的原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu),而這也導(dǎo)致了其所吸收的光能 量的情況不同。所以不同的物質(zhì)都具有其所*的固定的吸收光 譜曲線,而且能夠根據(jù)吸收光譜上的一些特征波長處的吸收光度 的高低來對相關(guān)物質(zhì)的含量進(jìn)行判別和測定,而這也是分光光度 定性與定量分析的基礎(chǔ)。所以簡而言之,分光光譜分析主要就是 根據(jù)物質(zhì)的吸收,光譜對物質(zhì)的分子和結(jié)構(gòu)等情況進(jìn)行研究,其 是對分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)間相互作用進(jìn)行分析的一種十分有效的手段。
(二)有機(jī)化合物和無機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜分析 有3種電子和紫外可見吸收光譜相關(guān),這3種電子分別是形
成斑點(diǎn)的o電子,形成雙鍵的n電子以及未參與成鍵的n電子。分 析有機(jī)化合物的吸收帶,在紫色光譜當(dāng)中,吸收峰一般處于光譜 中的波帶上,可以依據(jù)電子和分子軌道對其進(jìn)行分類,主要能夠 分成4種類型的吸收帶,分別是R吸收帶、K吸收帶、B吸收帶和E 吸收帶。而無機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜主要有,配位場躍遷 和電荷遷移躍遷。分別對這兩種躍遷進(jìn)行分析,電荷遷移光譜,存 在一些分子奇跡是電子受體也是電子給體,因?yàn)槭茌椛淠艿挠绊懀?電子可以激發(fā)出從給外層軌道向著受體躍遷的行動(dòng),這時(shí)會(huì) 產(chǎn)生比較大的吸引,而這種光譜便被稱之為電荷遷移光譜。分析 配位躍遷光譜,在配體存在的基礎(chǔ)上,對5個(gè)能量相等的d軌道的 金屬元素產(chǎn)生過渡反應(yīng),這時(shí)會(huì)有7個(gè)能量相等的f軌道分裂,當(dāng) 即輻射被吸收之后,低能態(tài)的d電子和f電子就會(huì)發(fā)生躍遷情況, 這種躍會(huì)使其遷到高能態(tài)的低軌道或f軌道上。而在未被充滿的 低軌道上有很多過渡金屬離子存在。依據(jù)晶體場理論進(jìn)行分析, 這些離子在溶液之中和水以及其他的配體進(jìn)行配合物形成的時(shí) 候,配體的配位場會(huì)對其產(chǎn)生較為重要的影響,這也會(huì)使得能量 相同的低軌道發(fā)生能級(jí)分裂,終產(chǎn)生了低軌道到低軌道的電子 躍遷情況,但有一個(gè)前提,就是必須在配體的配位場發(fā)生作用的 前提之下才可能發(fā)生,所以這種情況也會(huì)被稱之為配位躍遷,配 體的配位場越強(qiáng),其軌道的分裂能力也會(huì)越大,而其所吸收的波 長也會(huì)相應(yīng)的減少。
三、紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用研究
(一)紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用范圍 從某種程度上來說,紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用范圍較為廣 泛,比如用于定量分析和定性與結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)方面。在定量方面分 析,紫外可見分光光度計(jì)主要對于各種物料當(dāng)中,進(jìn)行各種無效 的分析,同時(shí)其也可以對動(dòng)力學(xué)研究方面進(jìn)行反映,比如上面所 提到的紫外可見分光光度計(jì)主要可以對反物質(zhì)具有的濃度進(jìn)行 研究。還能夠在時(shí)間不斷的情況下,對相應(yīng)函數(shù)的關(guān)系作出分析。 從定性和結(jié)構(gòu)分析方面來說,紫外可見分光光度計(jì)也會(huì)應(yīng)用到幾 何異構(gòu)當(dāng)中等。
(二)紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用實(shí)踐分析
在當(dāng)前時(shí)代背景之下,先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)材料也開始在不同的 領(lǐng)域當(dāng)中有所應(yīng)用,紫外可見分光光度計(jì),也在不斷的趨于完善, 以其自身所具備*的特點(diǎn)和性質(zhì)作為基礎(chǔ),為不同的行業(yè)提供 了媒介基礎(chǔ),而充滿智慧的人們也將紫外可見分光光度計(jì)應(yīng)用到 了各個(gè)領(lǐng)域之中,所以,在當(dāng)今時(shí)代背景之下,其已經(jīng)成為了新時(shí) 代一種主要的研究分析手段。因此將紫外可見分光光度計(jì)應(yīng)用到 現(xiàn)實(shí)社會(huì)的研究工作中,是一種符合客觀規(guī)律發(fā)展的行為,也能 夠促進(jìn)相關(guān)行業(yè)完善,促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
當(dāng)前階段,社會(huì)不斷完善,食品安全事件也在不斷的發(fā)生,為 了有效地防止食品安全事件的惡化、升級(jí)和發(fā)展,有關(guān)部門采取 了各種措施進(jìn)行檢測,但收到的效果甚微。于是,目前一些行業(yè)將 紫外可見分光光度計(jì)應(yīng)用到了食品檢測之中,其能夠有效地對食 品的成分和質(zhì)量進(jìn)行檢測,確保食品質(zhì)量安全提升,在某種程度 上減少了食品安全事故的發(fā)生。因此從食品行業(yè)來說,這是其發(fā) 展道路上的一種重要的助推器。
分析光譜測量在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的應(yīng)用,在這里我們同樣以食品行 業(yè)為例,現(xiàn)如今,一些食品當(dāng)中添加了有害成分,使得其生產(chǎn)出來 的產(chǎn)品具有相應(yīng)的色澤,比如說果汁、可樂,通過采用紫外可見分 光光度計(jì)的檢測能夠有效的區(qū)分食品物資的主要分子結(jié)構(gòu),對其 吸光值進(jìn)行全面的定位,可以得出綜合的結(jié)果,確保食品安全。同 時(shí),也可以利用紫外可見分光光度計(jì)對食品的色澤進(jìn)行定位,固 有顏色進(jìn)行比較,分析其成品與固有顏色所存在的差異,為更好 地使一些食品的色差滿足相關(guān)要求。因此,對于成分單一的產(chǎn)品, 能夠借助紫外可見分光光度計(jì),測量其吸收光度數(shù)值,進(jìn)而達(dá)到 質(zhì)量滿足相關(guān)要求的目的。
分析紫外可見分光光度計(jì)的成分定性,從嚴(yán)格意義上來說, 就是物質(zhì)吸收光譜原理,主要是物質(zhì)當(dāng)中的一些分子和原子在吸 收和攝入某種特定波長的光能量之后,在新基礎(chǔ)上發(fā)生的相對應(yīng) 的分子振動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生了能級(jí)躍遷,后生成的一種結(jié)果。因此可 以將紫外可見分光光度計(jì)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)檢測當(dāng)中,即能夠準(zhǔn)確的定 量出樣品當(dāng)中某種成分的含量,可以采用這種分析模式進(jìn)行定量 測定,因此需要先通過對于一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液X值進(jìn)行 測試,然后能夠讀出一系列與之相對應(yīng)的Y吸收光值,然后通過已 知濃度X值和響應(yīng)值Y能夠求出線性方程:Y=Bx+a,再通過儀器自 動(dòng)計(jì)算,將線性方程的斜率,截距,等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,后通過該 回歸方程求出未知樣品的含量。
四,結(jié)束語
總而言之,紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用有著非常深遠(yuǎn)的意義 。它的應(yīng)用使不同領(lǐng)域、行業(yè)得到更好的發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展 提供了有利的保障。同時(shí),在新時(shí)代下,很多新技術(shù)、新材料會(huì)逐 漸應(yīng)用到紫外可見分光光度計(jì),使其更加完善,擁有更多的性能, 具有更好的應(yīng)用價(jià)值,在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮自身的作用。從長遠(yuǎn) 來說,它具有很好的發(fā)展前景,必定會(huì)走上可持續(xù)發(fā)展道路。
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