紫外-可见吸收光谱法
紫外-可见吸收光谱法通过测量样品对紫外或可见光的衰减来量化分析物,其原理是电子跃迁。
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Definition
紫外-可见吸收光谱法是一种分子光谱方法,通过测量电子跃迁过程中吸收的紫外或可见辐射的比例来确定分析物浓度。
Scope
本主题涵盖了测量分子在约190至800纳米范围内的吸收的仪器和实践:连续和线光源、单色仪和光电二极管阵列、单束和双束分光光度计,以及朗伯-比尔定律在定量测定中的应用。它包括比色法,其中通过显色反应使不吸收的分析物变得可测量。
Core questions
- 吸光度如何通过朗伯-比尔定律与浓度相关联?
- 哪些发色团和电子跃迁会产生紫外-可见吸收?
- 如何使用比色试剂使不吸收的分析物可检测?
- 哪些误差来源——杂散光、偏离比尔定律、仪器噪声——会限制准确性?
Key theories
- 朗伯-比尔定律
- 吸光度等于摩尔吸光度、光程长度和浓度的乘积,从而可以通过对校准曲线进行单次测量直接进行定量;该定律假设单色辐射、稀溶液以及没有化学或仪器偏差。
Mechanisms
吸收的产生是由于光子将电子从基态分子轨道激发到更高能量的轨道;能量差决定了吸收的波长,而摩尔吸光度反映了跃迁概率。分光光度计测量透射光与入射光的比率,将其报告为透射率,并将其对数转换为吸光度,吸光度在线性范围内与浓度成正比。
Clinical relevance
紫外-可见分光光度法是无数常规检测的基础:蛋白质和核酸定量、酶学临床化学测试、水分析中溶解物质的测量,以及药物分析和溶出度测试。
History
该方法的定量基础可追溯到18世纪布格和朗伯关于光衰减的研究,以及比尔在1852年证明吸收与浓度成比例。实用的光电分光光度计出现于20世纪40年代,而二极管阵列仪器后来实现了快速全光谱采集。
Key figures
- August Beer
- Pierre Bouguer
- Johann Heinrich Lambert
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Seminal works
- skoog2017
- harris2020
Frequently asked questions
- 透射率和吸光度有什么区别?
- 透射率是穿过样品的入射光的比例;吸光度是透射率的负对数,与浓度成正比,这就是为什么定量工作使用吸光度的原因。
- 为什么在紫外-可见光谱法中要测量空白?
- 包含除分析物以外所有成分的空白可以校正溶剂、比色皿和试剂的吸收和反射,因此测得的吸光度仅反映分析物。