光譜紫外可見分光光度計是一種廣泛應用于物理學、化學、生物學、醫學、材料學、環境科學等領域的分析儀器。它基于紫外可見分光光度法原理,利用物質分子對紫外可見光譜區的輻射吸收來進行分析。
一、結構
紫外可見分光光度計主要由光源系統、單色器系統、樣品室和檢測系統組成。
光源系統:光源是提供符合要求的入射光的裝置。可見光區常用的光源為鎢燈,紫外光區常用的光源為氫燈或氘燈。鎢燈可發射325~2500nm的連續光譜,適宜的使用波長范圍為320~1000nm。氘燈發出的光的波長范圍為190~400nm,使用波長范圍一般為190~360nm。
單色器系統:單色器是將光源發出的連續光譜分解成單色光的裝置。它主要由狹縫、色散元件和透鏡系統組成。色散元件是單色器的主要部件,常用的色散元件是棱鏡和光柵。棱鏡單色器利用不同波長的光在棱鏡內的折射率不同將復合光色散為單色光。光柵單色器則是利用光的衍射與干涉作用制成的,具有更高的分辨率和更寬的波長范圍。
樣品室:樣品室用于盛裝待測液并決定待測溶液透光液層厚度的器皿,又稱比色皿。常用的吸收池規格有0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm等。玻璃吸收池用于可見光區測定,石英吸收池用于紫外光區的測定。
檢測系統:檢測器是將光信號轉變為電信號的裝置。測量吸光度時,將光強度轉換成電流進行測量,這種光電轉換器件稱為檢測器。常用的檢測器有光電池、光電管、光電倍增管和光電二極管陣列檢測器。光電倍增管不僅靈敏度高,而且響應速度快,目前中、高檔分光光度計中一般采用它作為檢測器。
二、工作原理
紫外可見分光光度計的工作原理是由光源發出連續輻射光,經單色器按波長大小色散為單色光,單色光照射到吸收池,一部分被樣品溶液吸收,未被吸收的光經檢測器的光電管將光強度變化轉變為電信號變化,并經信號顯示系統調制放大后,顯示或打印出吸光度A(或透射比T),完成測定。
物質的吸收光譜本質上是物質中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量,相應地發生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結果。通過分析物質的吸收光譜,可以研究物質的成分、結構和物質間相互作用。
三、應用
紫外可見分光光度計在科學研究和工業生產中有著廣泛的應用。在化學領域,它可以用于測定溶液中物質的濃度、研究化學反應的動力學、分析有機物和無機物的結構等。在生物學和醫學領域,它可以用于測定蛋白質、核酸、酶等生物大分子的濃度和活性,研究藥物與生物分子的相互作用等。在環境科學領域,它可以用于監測水體、大氣中的污染物濃度,評估環境質量等。
