紫外可见分光光度计及其应用

王　贵

(贵州省有色金属和核工业地质勘查二总队，贵州　六盘水　553004)



紫外可见分光光度计及其应用

王贵

(贵州省有色金属和核工业地质勘查二总队，贵州六盘水553004)

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。实验室内最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。

紫外线可见分光光度计；结构；应用

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，并基于此设计了第一台比色计。到了1918年，通过美国国家的标准局，成功地生产出了第一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。最近这几年，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，分析较高级的光度计，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精确度较高，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遗体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，最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，最后生成的一种结果[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，最后通过该回归方程求出未知样品的

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。

最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。

[1]陈田新,谢亮,牛琪,等.实验室用紫外分光光度计检测中常见问题解析[J].中国计量,2010(1):77-78.

[2]黎卫强.紫外可见分光光度计在食品检测中的应用[J].企业科技与发展,2010(6):15-16.

[3]濮荣强,张同华,黄文平,等.紫外可见双路分光光度计系统研究[J].电子测量技术,2010,33(5):119-121.

[4]苟许雁,杨圣,王亚军.紫外可见分光光度计的双向导数光谱法[J].分析测试学报,2010,29(7):657-659.

[5]薛慧婷.紫外分光光度计在测定水中总氮含量的应用[J].水利科技与经济,2010,16(8):850-851.

[6]吴文铭.紫外可见分光光度计及其应用[J].生命科学仪器,2009,7(4):61-63.

[7]孙向荣,孙丁绩.紫外可见分光光度法的应用及新进展[J].中国高新技术企业,2008(8):70.

[8]孔迪,彭观良,杨建坤,等.紫外可见分光光度计主要技术指标及其检定方法[J].大学物理实验,2007,20(4):1-6.

[9]胡文杰.紫外-可见分光光度计的应用与维修[J].分析测试技术与仪器,2005,11(1):75-78.

Uv-vis Spectrophotometer and Its Application

WANG Gui

(The 2nd Corps for Non-ferrous Metals and Nuclear Industry GeologicalExplorationBureau,GuizhouLiupanshui553004,China)

In the current in the unceasing development of science and technology, all kinds of high and new technologies are constantly emerging, the laboratory will often use spectrophotometer, the use of spectrophotometer can effectively analyze the material. The spectrophotometer most often used in the laboratory is ultraviolet visible spectrophotometer, ultraviolet visible spectrophotometer absorption spectrum. The process of its use has been optimized and improved continuously, so far has become the indispensable one in the field of scientific research and production elements. Therefore, ultraviolet visible spectrophotometer was analyzed, and a brief description on application was studied, hoped the results obtained can provide feasible reference for the related areas.

ultraviolet visible spectrophotometer; structure; application

O657

A

1001-9677(2016)013-0052-03