紫外分光光法與紫外分光光計詳解演示文稿

紫外分光光度法與紫外分光光度計詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點（優(yōu)選）紫外分光光度法與紫外分光光度計目前二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點主要內(nèi)容紫外可見光譜法應(yīng)用及其發(fā)展用好紫外可見分光光度計紫外可見光分光光度計的選購體會目前三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點一、紫外可見光譜法應(yīng)用及其發(fā)展目前四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點UV-VIS波長范圍190-400nm紫外區(qū)400-750nm可見區(qū)750-1100nm近紅外區(qū)目前五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點吸收光譜來源吸收光度法：當(dāng)一束連續(xù)光源通過單色器，被分解為各個波長單色光，單色光通過樣品后被選擇性吸收，用光檢測器給予記錄不被吸收的透過光，形成的圖像就是吸收光譜目前六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點選擇性吸收物質(zhì)對光的吸收是選擇性的，利用被測物質(zhì)對某波長的光的吸收來了解物質(zhì)的特性，這就是光譜法的基礎(chǔ)。有機化合物的紫外—可見吸收光譜是三種電子躍遷的結(jié)果：σ電子、π電子、n電子。目前七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點峰型及強度最大吸收波長峰寬強度目前八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點吸收光譜強度I0＝Ｉa+It+IrT%（透射率）＝It/I0×100%A=-lgT目前九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點定量基礎(chǔ)——比爾定律A（λ）＝-lgT=ε（λ）×L×C

ε：摩爾吸光系數(shù)，是物質(zhì)對特定波長光吸收能力的量度，其物理意義是1mol單位濃度1cm單位光程時的吸光度。 L：光程

C：濃度成立條件： 單色光、澄清的稀溶液

目前十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點K由于共軛性吸收帶，起因與多烯、烯酮等B由于苯（環(huán)）性，起因于芳香族、雜芳香族化合物，有時候尚能顯示精細結(jié)構(gòu)R由于自由基性吸收、起因于CO、NO2等發(fā)色基團苯環(huán)、?；瑿CH3On→p*p

→p*目前十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點紫外可見分光光度計的主要應(yīng)用（1）定性分析（參加）（2）結(jié)構(gòu)分析（參加）（3）純度檢查

例如：CCl4中有無CS2，只要看318nm處的吸收峰；乙醇中是否含苯，只要看256nm的強吸收峰（4）定量分析（Beer定律，主要應(yīng)用）

例如：Cr6+測定；水中氨氮測定、土壤有效硼、維生素C……（5）動力學(xué)分析

例如：測定反應(yīng)速度常數(shù)、測定催化效率、酶催化……目前十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點UV-VIS的應(yīng)用及其最新進展新發(fā)展之一——應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大

藥品檢驗、醫(yī)療衛(wèi)生、化學(xué)化工、環(huán)保、地質(zhì)、冶金、石油、食品、生命科學(xué)、材料科學(xué)、計量科學(xué)等科研、教學(xué)及生產(chǎn)中，使用最多、覆蓋面最廣的分析儀器。目前十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點新發(fā)展之二——許多分析方法衍生出專業(yè)的分析儀器：

水質(zhì)COD分析，水質(zhì)總氮分析，全自動生化分析儀，膜厚分析儀，白度分析儀器，快速成像儀，農(nóng)殘快速分析儀、葉綠素分析儀、黑碳儀等等AethalometerTM

黑碳儀

目前十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點新發(fā)展之三——新方法的應(yīng)用 ——化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展（1）褶合光譜軟件包（ConvelutionSpectrum）第二軍醫(yī)大學(xué)吳玉田教授?？梢詫悠凡唤?jīng)過分離，直接應(yīng)用紫外可見光度計分析含有6個不通組分的試樣，這一發(fā)明，對藥物分析工作來說，是一個重大突破，引起了國內(nèi)外廣泛注意。（2）PE公司Quset軟件包，與Lambda9紫外可見分光光度計聯(lián)用，可直接分析10個組分。（3）高階張量數(shù)據(jù)解析復(fù)雜黑白灰體系分析湖南大學(xué)俞洳勤院士，。（4）PLS、因子分析、遺傳算法……目前十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點（5）導(dǎo)數(shù)光譜的應(yīng)用目前十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點新發(fā)展之——多分析聯(lián)用技術(shù)生命物質(zhì)等聯(lián)用技術(shù)，HPLCDNA/蛋白質(zhì)分析流動注射分析FIA聯(lián)用積分光度法的復(fù)興——積分球應(yīng)用、材料、太陽能譜、固體粉末表面性質(zhì)研究，突破了以液體為分析對象的局限，極大的擴展了分析領(lǐng)域目前十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點紫外可見分光光度計的組成（1）光源（2）單色器（3）吸收池（4）檢測器目前十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點紫外可見分光光度計的分類1.單光束:一束單色光,一只比色皿,一只光電轉(zhuǎn)換器 優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜 缺點:光度準(zhǔn)確度等主要技術(shù)指標(biāo)比較差,故分析誤差較大.(因雜散光,光源波動,電子學(xué)的噪聲等都不能抵消) 注:一般要求較高的制藥行業(yè)、檢驗行業(yè)、科研等行業(yè)不適宜。2.準(zhǔn)雙光束:二束光，只有一只比色皿。其中，一束光通過比色皿，另一束光不通過比色皿（這束光主要起抵消光源波動對分析誤差影響的作用）

優(yōu)點:結(jié)構(gòu)較簡單,價格較便宜，光度準(zhǔn)確度等指標(biāo)較單光束儀器好。3.雙光束：二束光，二只比色皿，一只或二只光電轉(zhuǎn)換器（以一只光電轉(zhuǎn)換器常見）如1810D系列和19系列 優(yōu)點:光度準(zhǔn)確度等主要技術(shù)指標(biāo)好,分析準(zhǔn)確度高 缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴?！髁骷夹g(shù)4.雙波長：采用兩個單色器 優(yōu)點：主要適用于試樣的多組分測量?！呀?jīng)很少見目前十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點單光束雙光束目前二十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點近十年來，紫外/可見分光技術(shù)變化不大，始終沒有革命性的突破。然而，隨著光學(xué)設(shè)計、電子技術(shù)和軟件的進步，使得儀器的復(fù)雜性降低，可靠性和分析效能提高，這些都說明傳統(tǒng)儀器也在不斷發(fā)展。高性能新器件的發(fā)展，例如氙燈光源、CCD/PDA檢測器、光纖探頭附件儀器新進展

目前二十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點目前國際上的高檔紫外儀器：PElamda900/950（S.L.7×10－7，N±0.00005A

（P-P））熱電Evolution300（S.L.8×10－7，N±

0.0002A

（P-P））VarianCary5000i（S.L.5×10－7，N±

0.0002A

（P-P））日立U-3200（S.L.5×10－6，N×）U-3400（S.L.1×10，N×）島津UV-3101PC（S.L.1×10－6，N×）UV-2401PC（S.L.1.5×10－4，N×）北京普析通用TU-1901（S.L.1×10－4，N±00035A（P-P））目前二十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點國際高檔紫外可見分光光度計發(fā)展

向5個方向追求：

（1）更低的雜散光

（2）更小的儀器噪聲

（3）向小型化、專業(yè)化發(fā)展

（4）附件的開發(fā)與發(fā)展

（5）向短波、長波擴展175～3300nm目前二十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點（1）雜散光定義：單色器額定通帶以外的透射輻射能量與總的透射能量之比，也就是光譜通帶以外“不要的”光通量就是雜散光。測定方法：標(biāo)準(zhǔn)濾色片法

或NaI(220nm)、NaNO2(340nm)溶液。重要性：是分析誤差的主要來源之一，它直接限制了被分析測試樣品濃度的上限目前二十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點雜散光與吸光度相對誤差目前二十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點例：

如對某生物酶檢測：

它的吸光度為1.95Abs，要求1%誤差；如果儀器的S.L.=0.2%（0.002s），行不行？不行！因其誤差為3.6%！只有S.L.=0.05%（0.005s），才可達1%！雜散光的影響，會使分析測試的結(jié)果偏離比爾定律目前二十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點雜散光對測量線性的影響目前二十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點實驗技巧 因為雜散光強度在邊緣波段比較大，所以在波長小于220nm測試時，必須認真檢查有無“假峰”出現(xiàn)。目前二十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點定義：一種隨時間而變化、但又是隨機的輸出信號。測定方法：開機預(yù)熱、500nm處時間掃描120秒，測定P-P值，注意不是RMS值！主要來源：光學(xué)系統(tǒng)、光源、檢測器、電子元器件及電路設(shè)計等。重要性：是分析誤差的主要來源之一，它直接限制了被分析測試樣品濃度的下限。（2）噪聲目前二十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點噪聲與吸光度相對誤差和吸光度真值的關(guān)系目前三十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點例如，某紫外可見風(fēng)光光度計的噪聲N=0.002A，在測試某樣品吸光度真值為0.1A。

則△A/A0=0.002/0.2×100%=2%

即由儀器噪聲引起的相對誤差則達到2%目前三十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點水平比較表廠商型號

PhotometricAccuracy(光度準(zhǔn)確度)StrayLight（雜散光）PhotometricNoise（噪聲）Draft（基線漂移）BaselineFlatness（基線平直度）日本ShimadzuUV-310PC＋0.002A(0-0.5A)＋0.004A(0.5-1A)+0.3%T0.0001%(220nm)0.0001%(340nm)NotListed0.0004A/h2H后±0.001A(210-800nm)SBW2nm日本ShimadzuUV-2401PC+0.002A(0-0.5A)＋0.004A(0.5-1A)+0.3%T(0-100%T)0.015%(220nm)0.015%(340nm)NotListed0.0004A/h2H后±0.001ASBW2nm低速掃描中國普析通用TU－1901+0.002A（0-0.5A）＋0.004A(0.5-1.0A)+0.3%T(0-100%T)0.01%(220nm,340nm)+0.00035A500nm,0A,SBW2nm0.0004A/h2h后，500nm，SBW2nm±0.001A(200-850nm)SBW2nm0A中、慢速掃描目前三十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點技術(shù)指標(biāo)比較表主要技術(shù)指標(biāo)TU-1901中國普析通用Cary50美國VarianU-3010日本日立2401PC日本島津波長范圍190-900nm190-1100nm190-900nm190-900nm波長準(zhǔn)確度+

0.3nm+0.5nm+0.3nm+0.3nm光譜帶度0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0nm1.5nm（固定）0.1,0.5,1,2,4,5nm0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0nm雜散光0.01%T(220nm)0.005%T(220nm)0.015%T(220nm)0.015%T（220nm）光度準(zhǔn)確度+0.002A(0-0.5A)+0.004A(0.5-1A)+0.005A(1A處)+0.004A(1A處)+0.004A(1A處)光度噪聲+0.0004A（P-P值）500nm.0A0.0001A，RMS，500nm,0A0.0001A，RMS，500nm,0A未給出基線漂移0.0004A/h;500nm,0A,預(yù)熱2h0.0004A/h;500nm,預(yù)熱30分鐘0.0004A/h;340nm0.0004A/h;500nm,0A預(yù)熱2h基線平直度+0.001A;SBW2nm190-900nm+

0.001A200-850nm+

0.001A200-850nm+

0.001A200-850nm光檢測器光電倍增管（PMT）2個硅光電二極管光電倍增管（PMT）光電倍增管（PMT）目前三十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點（3）儀器向小型化、專業(yè)化發(fā)展由于環(huán)境、野外、海油等分析現(xiàn)場測試的需要，開發(fā)專業(yè)的便攜儀器成為一種趨勢。國際上已經(jīng)有好多制造商正在研究開發(fā)適合于各種不同使用對象的小型儀器。美國OceanOpticPC2000卡式分光光度計；USB接口的USB2000微型光度計；

美國CID公司CI700；

普析通用公司PORS15；

美國HACH公司DR2400/DR2500

農(nóng)殘速測儀器

PORS15水質(zhì)分析儀USB2000SPAD-502葉綠素儀器農(nóng)殘分析儀目前三十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點（4）附件的開發(fā)與發(fā)展附件的開發(fā)成為儀器發(fā)展的主要內(nèi)容之一，附件的增加滿足了很多客戶特殊的測量要求。目前三十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點二、用好紫外可見分光光度計目前三十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點紫外方法分析應(yīng)用中值得注意的幾個問題暗電流：直接造成光度準(zhǔn)確度不好，測定誤差大。包括儀器的電路部分的固有的暗電流；由于光學(xué)系統(tǒng)密封不好以及樣品室密封不好進來的光照到接收器上產(chǎn)生的電流。校正條件：重裝軟件；電壓變化；環(huán)境發(fā)生變化；發(fā)現(xiàn)光度準(zhǔn)確度有差異。目前三十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點2.重復(fù)性不好：首先要檢測儀器的穩(wěn)定性和噪聲是否合格。如不合格，檢測電壓是否穩(wěn)定、是否可靠接地；石英比色皿與玻璃比色皿混用。比色皿不干凈。比色皿制作質(zhì)量揮發(fā)性強的有機溶劑要加蓋。溶液本身的問題。目前三十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點比色皿目前三十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點3、正確使用參比溶液與空白工作曲線中參比（空白）有好多種，如溶劑參比，試劑參比，樣品參比，褪色參比等等應(yīng)根據(jù)不同的情況選擇不同的參比溶液。

（1）如果被測試液、顯色劑及所用的其它試劑均無顏色，可選用蒸餾水做參比溶液。

（2）如果顯色劑有顏色而被測試液和其它試劑無色時，可用不加被測試液的顯色劑溶液作參比溶液。

（3）如果顯色劑無顏色，而被測試液中存在其它有色離子，可用不加顯色劑的被測試液作參比溶液。

（4）如果顯色劑和被測試液均有顏色，可將一份試液加入適當(dāng)?shù)难诒蝿?，將被測組分掩蔽起來，使之不再與顯色劑作用，而顯色劑和其它試劑均按照操作手續(xù)加入，以此作為參比溶液，這樣可以消除顯色劑和一些共存組分的干擾。目前四十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點4、光譜帶寬的選擇

儀器分辨能力的指標(biāo)，是分析誤差的主要來源之一

Owen提出：紫外可見分光光度計的光譜帶寬應(yīng)該小于等于自然帶寬1/10時，分析準(zhǔn)確度可達99.5%

儀器帶寬nm儀器帶寬/自然帶寬Aobs/A△A△A/A×100%0.40.020.99950.00040.0520.10.9950.00390.4650.250.9710.02452設(shè)自然帶寬為20nm，實測A=0.85Abs目前四十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點例：我國藥典規(guī)定對青霉素鈉測試使用1nm光譜帶寬。使用原則：在一定條件下，吸光度隨光譜帶寬變化，以獲得最大吸光度值的帶寬為準(zhǔn)，同時考慮噪聲帶來的影響帶寬nm210.30.2吸光度Abs0.8050.8250.8650.823誤差%6.94.6

4.9目前四十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點5、分析波長的選擇與動態(tài)范圍

1、波峰最靈敏、誤差較小

2、肩峰要求儀器波長準(zhǔn)確度好

目前四十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點三、紫外可見光分光光度計選購體會目前四十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點國內(nèi)外的生產(chǎn)廠家和主要產(chǎn)品歐美

PELambda750，850，950等系列

熱電Evolution300/600等系列

德國耶拿SPECORD200，SPEKOL1300等系列

瓦里安CARY50,CARY5000等系列

……日本

島津UV-1700，MultiSpec-1500UV-3150等系列

日立U-1800，U-2800，U-3310，U-4100

……國內(nèi)普析通用1901系列1810系列T6系列

瑞利UV-2100等系列

尤尼柯UV-3802等系列

萊伯泰科LabTechUV-1000/1100系列

上海精科UV762等系列

……Lambda950

目前四十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點

六性：適用性可靠性智能性經(jīng)濟性美學(xué)性工藝性李昌厚《紫外可見分光光度計》化學(xué)工業(yè)出版社目前四十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點1、適用性：S.L.：濃度大的試樣（食品、農(nóng)科等領(lǐng)域重要）N：生化、海洋等領(lǐng)域SBW：2nm（藥典）；固定、可調(diào)

目前四十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點2、可靠性：