400-886-0902
您的位置:首页 > 客户服务 > 产品应用常识 > 分光光度计知识汇总一

分光光度计知识汇总一

提供来源:上海百贺 日期:2018年03月17日
 
分光光度法是指应用分光光度计的分析方法,具有灵敏、准确、快速及选择性好等特点。
 
通常所测样品溶液浓度下限可达10-6~10-5mol/L,适用于测定食品中的微量组分(如肉制品中的亚硫酸盐、糖果中的二氧化硫等)。
一、原理
 
1.1 物质对光的选择性吸收
当光束照射到物质上时,光与物质发生相互作用,产生反射、散射、吸收或透射。
若被照射的是均匀溶液,光的散�可以忽略。
 
1.1.1 溶液颜色的产生
当一束白光通过某一有色溶液时,一些波长的光被溶液吸收,另一些波长的光则透过溶液。透射光或反射光刺激人眼使人感到颜色的存在。人把自身能感觉到的光定义为可见光。
 
在可见光区,不同波长的光呈现不同的颜色,因此溶液的颜色由透射光的波长所决定。
透射光与吸收光可组成白光,故称这两种光互为补色光,两种颜色互为补色。
 
1.1.2 光吸收的本质
当一束光照射到某物质或其溶液时,组成该物质的分子、原子或离子与光子发生“碰撞”,光子的能量就转移到分子、原子或离子上,是这些粒子由低能态(基态)跃迁到较高能太(激发态),这个作用称为物质对光的吸收。
 
被激发 粒子约在10-8s后回到基态,并以热或荧光等形式释放出能量。分子、原子或离子具有不连续的量子化能级,仅当照射光光子的能量hυ,与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差相当时,才能发生吸收。
 
不同物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级,其基态和激发态能量差也不相同。
所以物质对光的吸收具有选择性。
 
1.1.3 吸收曲线
吸收曲线,也称为吸收光谱,描述了物质对不同波长的光的吸收辛
 
不同浓度的同一物质,在吸收峰附近的吸光度随
 
因此,吸收曲线是分光光度法中选择测定波长的重要依据。
 
1.2 光吸收基本定律
即朗伯-比尔定律:
当一束平行单色光通过液层厚度为b的有色溶液时,溶质吸收了光能,光的强度就要减弱。
溶液的浓度越大,通过的液层厚度越大,入射光越强,则光被吸收的越多,光强度的减弱也越显著。
 
该定律是紫外可见分光光度法等各类吸光光度法定量分析的依据,是由实验观察得到的,不仅适用于溶液,也适用于其他均匀非散射的吸光物质。
A=lg(I/I0)=εbc
A-吸光度;
I0-入射光强度,cd;
I-透射光强度,cd;
ε-吸光系数,L/(mol˙cm);
b-液层厚度(光程长度),cm;
c-有色溶液的浓度,mol/L。
 
其物理意义为:当一束平行单色光通过单一均匀、非散射的吸光物质v液时,溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。
 
式中ε是吸光物质在特定波长和溶剂的情况下的一个特征常数,数值上等于浓度为1mol/L的吸光物质在1cm光程中的吸光度。
ε是吸光物质吸光能力的量度,ε值越大,方法的灵敏度越高。
由实验结果计算ε时,常以被测物质的总浓度代替吸光物质的浓度,实际上时表观摩尔吸光系数。
 
在多组分体系中,如果各种吸光物质之间没有相互作用,体系的总吸光度等
透光度T是透射光强度I与入射光强度I0之比,即:
T=I/I0
因此:A=lg(1/T)
 
二、主要部件
 
尽管光度计种类型号繁多,但它们都是由相同的基本部件组成的,包括光源、单色器、吸收池和检测系统。
 
2.1 光源
在测量吸光度时,要求光源发出所需波长范围内的连续光谱,要具有足够的光强度,并在一定时间内能保持稳定。在可见光区测量时,背J褂梦偎康谱魑庠础N偎考尤鹊桨壮阕刺被岱⒊霾ǔぴ?20~2500nm之间的连续光谱。
 
钨丝灯工作温度一般为2600~2870K,熔点为3680K。钨丝灯的温度决定于电源电压,电源电压的微小波动会引起钨灯光强度的很大变化,因此使用稳压电源。
 
在紫外区测量时,常采用氢灯或氘灯产生波长在180~375nm之间的连续光谱作为光源。
其理想光源应具有覆盖整个紫外可见光区的连续辐射,强度应比较高,且随波长变化能量变化不大,但在实际上难以实现。
 
氘灯辐射强度比氢灯高2~3倍,寿命也比较长。氙灯的强度一般高于氢灯,但欠稳定,波长范围180~1000nm,常用作荧光分光光度计的激发光源。
 
2.2 单色器
单色器是将光源发射的复合光分解为单色光的装置。
一般由5部分组成:入光狭缝、准光气(一般由透镜或凹面反光镜使入射光成为平行光束)、色散器、投影器(一般由一个透镜或凹面镜将分光后的单色光投影至出光狭缝)、出光狭缝。
 
色散器是单色器的核心部分,常用的色散元件是棱镜或光栅。
棱镜由玻璃或石英制成,玻璃棱镜色散能力强,但吸收紫外光,只能用于350-820nm波长的分析测定,在紫外区用石英棱镜。
 
光栅的特点是:色散均匀,呈线性,光度测量便于自动化,工作波段广。
 
2.3 吸收池
也称为比色皿,是盛放样品溶液的容器,具有两个互相平行、透光且具有厚度的平面。玻璃吸收池光程长度一般为1cm,也有0.1-10cm的。
 
由于吸收池厚度存在一定误差,其材质对光不是完全透明,在做定量分析时,对吸收池应做配套性试验,试验后标记出放置方向。紫外光区数值不跳为石英。
 
2.4检测系统
检测系统包括检测器和记录显示装置。检测器是一种光电转换设备,将光强度转变为电信号显示出来。常用的检测器有光电池、光电倍增管和光二极管阵列检测器等。
 
光电池的光电流较大,不用放大,用于初级的分光光度计上,疲劳效应严重。
光电倍增管利用二次电子发射来
光二极管阵列检测器由于全部波长同时被检测,扫描速度快,可在0.1s内完成对190-800nm波长范围的扫描。
 
记录显示装置包括放大器和结果显示装置。70年代采用数字读出装置。