紫外可視吸収分光法

紫外可視吸収分光法は、紫外線または可視光の試料による減衰を測定し、電子遷移を介して分析物を定量する。

Definition

紫外可視吸収分光法は、電子遷移中に吸収される紫外線または可視放射の割合から分析物濃度を決定する分子分光法である。

Scope

このトピックでは、約190〜800 nmの分子吸収を測定するための機器と実践について説明する。具体的には、連続光源と線光源、モノクロメーターとフォトダイオードアレイ、シングルビームおよびダブルビーム分光光度計、そしてベール・ランバートの法則の定量的決定への応用が含まれる。また、非吸収性分析物を測定可能にする発色反応を用いる比色法も含まれる。

Core questions

• ベール・ランバートの法則を通じて、吸光度と濃度はどのように関連付けられるか？
• どのような発色団と電子遷移が紫外可視吸収を引き起こすか？
• 非吸収性分析物を検出可能にするために、比色試薬はどのように使用されるか？
• 迷光、ベールの法則からの逸脱、機器ノイズといった誤差源は、精度をどのように制限するか？

Key theories

ベール・ランバートの法則

吸光度はモル吸光係数、光路長、および濃度の積に等しく、検量線に対する単一の測定から直接定量が可能となる。この法則は、単色放射、希薄溶液、および化学的または機器的な逸脱がないことを前提としている。

Mechanisms

吸収は、光子が基底状態の分子軌道からより高エネルギーの軌道へ電子を励起するときに生じる。エネルギーギャップが吸収される波長を決定し、モル吸光係数が遷移確率を反映する。分光光度計は、透過光と入射光の強度比を測定し、それを透過率として報告し、対数的に吸光度に変換する。吸光度は線形範囲内で濃度に比例する。

Clinical relevance

紫外可視分光光度法は、タンパク質および核酸の定量、酵素的臨床化学検査、水質分析における溶存種の測定、医薬品の分析および溶出試験など、数え切れないほどの日常的なアッセイの基礎となっている。

History

この方法の定量的基礎は、18世紀のブーゲーとランバートによる光減衰に関する研究と、1852年のベールによる吸収が濃度に比例するという実証に遡る。実用的な光電分光光度計は1940年代に出現し、その後ダイオードアレイ機器によって迅速な全スペクトル取得が可能になった。

Key figures

• August Beer
• Pierre Bouguer
• Johann Heinrich Lambert

Seminal works

• skoog2017
• harris2020

Frequently asked questions

透過率と吸光度の違いは何ですか？

透過率は入射光のうち試料を透過する割合であり、吸光度は透過率の負の対数であり、濃度に直接比例する。このため、定量作業では吸光度が用いられる。

紫外可視分光法でブランクを測定するのはなぜですか？

分析物以外のすべて（溶媒、キュベット、試薬）を含むブランクは、それらによる吸収と反射を補正するため、測定される吸光度が分析物のみを反映するようにする。