男女动态图太紧了我好爽,执掌风云萧峥超前更新太慢,第三章爸爸水儿要吃棒棒糖,衰草小说全文阅读无弹窗

產(chǎn)品列表PRODUCTS LIST

首頁 > 技術(shù)與支持 > 紫外光譜儀的原理及市面上常見的儀器

紫外光譜儀的原理及市面上常見的儀器

點(diǎn)擊次數(shù):5529 更新時(shí)間:2009-10-12

關(guān)于紫外光譜儀的原理及市面上常見的儀器
一,基本原理
二,應(yīng)用范圍
三,儀器結(jié)構(gòu)
四,常見的幾款儀器




一,基本原理
利用紫外-可見吸收光譜來進(jìn)行定量分析由來已久,可追溯到古代,公元60年古希臘已經(jīng)知道利用五味子浸液來估計(jì)醋中鐵的含量,這一古老的方法由于zui初是運(yùn)用人眼來進(jìn)行檢測,所以又稱比色法。到了16、17世紀(jì),相關(guān)分析理論開始蓬勃發(fā)展,1852年,比爾(Beer)參考了布給爾(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所發(fā)表的文章,提出了分光光度的基本定律,即液層厚度相等時(shí),顏色的強(qiáng)度與呈色溶液的濃度成比例,從而奠定了分光光度法的理論基礎(chǔ),這就是的朗伯-比爾定律。
1.紫外-可見吸收光譜的形成
吸光光度法也稱做分光光度法,但是分光光度法的概念有些含糊,分光光度是指儀器的功能,即儀器進(jìn)行分光并用光度法測定,這類儀器包括了分光光度計(jì)與原子吸收光譜儀(AAS)。吸光光度法的本質(zhì)是光的吸收,因此稱吸光光度法比較合理,當(dāng)然,稱分子吸光光度法是zui確切的。
紫外-可見吸收光譜是物質(zhì)中分子吸收200-800nm光譜區(qū)內(nèi)的光而產(chǎn)生的。這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子能級躍遷(原子或分子中的電子,總是處在某一種運(yùn)動狀態(tài)之中。每一種狀態(tài)都具有一定的能量,屬于一定的能級。這些電子由于各種原因(如受光、熱、電的激發(fā))而從一個(gè)能級轉(zhuǎn)到另一個(gè)能級,稱為躍遷。)當(dāng)這些電子吸收了外來輻射的能量就從一個(gè)能量較低的能級躍遷到一個(gè)能量較高的能級。因此,每一躍遷都對應(yīng)著吸收一定的能量輻射。具有不同分子結(jié)構(gòu)的各種物質(zhì),有對電磁輻射顯示選擇吸收的特性。吸光光度法就是基于這種物質(zhì)對電磁輻射的選擇性吸收的特性而建立起來的,它屬于分子吸收光譜。躍遷所吸收的能量符合波爾條件:
二,應(yīng)用范圍
紫外-可見分光光度計(jì)可用于物質(zhì)的定量分析、結(jié)構(gòu)分析和定量分析。而且還能測定某些化合物的物理化學(xué)參數(shù),如摩爾質(zhì)量、配合物的配合比例和穩(wěn)定常熟、酸堿電離常數(shù)等。
1.定性分析
緊外-可見分光光度法對無機(jī)元素的定性分析應(yīng)用較少,無機(jī)元素的定性分析可用原子發(fā)射光譜法或化學(xué)分析的方法。在有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析中,由于紫外-可見光譜較簡單,特征性不強(qiáng),因此該法的應(yīng)用也有一定的局限性。但是它適用于不飽和有機(jī)化合物。尤其是共軛體系的鑒定,以此推斷未知物的骨架結(jié)構(gòu)。此外,可配合紅外光譜、核磁共振波譜法和質(zhì)譜法進(jìn)行定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析,因此它仍不失為是一種有用的輔助方法。
一般有兩種定性分析方法,比較吸收光譜曲線和用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算zui大吸收波長λmax,然后與實(shí)測值進(jìn)行比較。
2.結(jié)構(gòu)分析
結(jié)構(gòu)分析可用來確定化合物的構(gòu)型和構(gòu)象。如辨別順反異構(gòu)體和互變異構(gòu)體。
3.定量分析
紫外-可見分光光度定量分析的依據(jù)是Lambert-Beer定律,即在一定波長處被測定物質(zhì)的吸光度與它的溶度呈線性關(guān)系。應(yīng)此,通過測定溶液對一定波長入射光的吸光度可求出該物質(zhì)在溶液中的濃度和含量。種常用的測定方法有:單組分定量法、多組分定量法、雙波長法、示差分光光度法和導(dǎo)數(shù)光譜法等。
4.配合物組成及其穩(wěn)定常數(shù)的測定
測量配合物組成的常用方法有兩種:摩爾比法(又稱飽和法)和等摩爾連續(xù)變化法(又稱Job法)。
5.酸堿離解常數(shù)的測定
光度法是測定分析化學(xué)中應(yīng)用的指示劑或顯色劑離解常數(shù)的常用方法,該法特別適用于溶解度較小的弱酸或弱堿。
三,儀器結(jié)構(gòu)
1.紫外-可見分光光度計(jì)的主要部件

*的紫外-可見分光光度計(jì)生產(chǎn)廠家有上百家,產(chǎn)品型號成千上萬,但就基本結(jié)構(gòu)來說,都是由五個(gè)部分組成,即光源、單色器(單色儀)、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)。如下圖所示:


光源
對光源的基本要求是:應(yīng)在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射;有足夠的輻射強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性,而且輻射能量隨波長的變化應(yīng)盡可能小。紫外-可見分光光度計(jì)中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見光區(qū)。如鎢絲燈和鹵鎢燈;氣體放電光掉用于紫外光區(qū),如氫燈和氘燈。
鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340~2500nm,這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關(guān),在可見光區(qū),輻射的能量與工作電壓的4 次方成正比。光電流也與燈絲電壓的n次方(n>l)成正比。因此必須嚴(yán)格控制燈絲電壓,儀器必須備有穩(wěn)壓裝置。
在近紫外區(qū)測定時(shí)常用氫燈和氘燈,它們可在160~375nm 范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。氘燈的燈管內(nèi)充有氫的同位素氘,它是紫外光區(qū)應(yīng)用zui廣泛的一種光源,其光譜分布與氫燈類似,但光強(qiáng)度比相同功率的氫燈要大3~5 倍。
單色器
單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置,其主要功能應(yīng)該是能夠產(chǎn)生光譜純度高且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)的單色光。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡(透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色教元件,起分光的作用。單色器的性能直接影響人射光的單色性,從而也影響到測定的靈敏度、選擇性及校準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。棱鏡常用的材料有玻璃和石英兩種。它們的色散原理是依據(jù)不同波長光通過棱鏡時(shí)有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光,所以玻璃棱鏡只能用于350~3200 nm 的波長范圍,即只能用于可見光區(qū)域內(nèi)。石英棱鏡適用的波長范圍較寬,可從185~4000nm,即可用于紫外、可見、近紅外三個(gè)光域。
光柵是利用光的衍射與干涉原理制成的。它可用于紫外、可見及近紅外光域,而且在整個(gè)波長區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。它具有色散波長范圍寬、分辨本領(lǐng)高、成本低、便于保存和易于制備等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是各級光譜會重疊而產(chǎn)生干擾。
入射、出射狹縫,透鏡及準(zhǔn)直鏡等光學(xué)元件中狹縫在決定單色器性能上起重要作用。狹縫的大小直接影響單色光純度,但過小的狹縫又會減弱光強(qiáng)。
吸收池
吸收池用于盛放分析試樣,一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用于可見光區(qū)及紫外光區(qū),玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。為減少光的反射損失,吸收池的光學(xué)面必須*垂直于光束方向.在高精度的分析測定中(紫外區(qū)尤其重要),吸收池要挑選配對。因?yàn)槲粘夭牧系谋旧砦馓卣饕约拔粘氐墓獬涕L度的精度等對分析結(jié)果都有影響。
檢測器
檢測器的功能是檢測光信號、測量單色光透過溶液后光強(qiáng)度變化的一種裝置,常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。它們通過光電效應(yīng)將照射到檢測器上的光信號轉(zhuǎn)變成電信號。對檢測器的要求是:在測定的光譜范圍內(nèi)具有高的靈敏度;對輻射能量的響應(yīng)時(shí)間短,線性關(guān)系好;對不同彼長的輻射響應(yīng)均相同,且可靠;噪音低,穩(wěn)定性好等。
硒光電池對光的敏感范圍為300~800nm ,其中又以500~600nm zui為靈敏。這種光電池的特點(diǎn)是能產(chǎn)生可直接推動微安表或檢流計(jì)的光電流,但由于容易出現(xiàn)疲勞效應(yīng)而只能用于低檔的分光光度計(jì)中。
光電管在紫外-可見分光光度計(jì)上應(yīng)用較為廣泛。它的結(jié)構(gòu)是以一彎成半圓柱形的金屬片為陰極,陰極的內(nèi)表面涂有光敏層,在圓柱形的中心置一金屬絲為陽極.接受陰極釋放出的電子。兩電極密封于玻璃或石英管內(nèi)并抽成真空。陰極上光敏材料不同,光譜的靈敏區(qū)也不同??煞譃樗{(lán)敏和紅敏兩種光電管,前者是在鎳陰極表面上沉積銻和艷,可用于波長范困為210~625 nm;后者是在陰極表面上沉積了銀和氧化艷。可用范圍為625~1000nm。與光電池比較,它有靈敏度高、光敏范圍寬、不易疲勞等優(yōu)點(diǎn)。
光電倍增管是檢測微弱光zui常用的光電元件,它的靈敏度比一般的光電管要高200 倍,因此可使用較窄的單色器狹縫,從而對光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)有較好的分辨能力。
信號指示系統(tǒng)
它的作用是放大信號并以適當(dāng)方式指示或記錄下來。早期常用的信號指示裝置有直讀檢流計(jì)、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動紀(jì)錄裝置等?,F(xiàn)在很多型號的分光光度計(jì)都可配套計(jì)算機(jī)使用,一方面可對分光光度計(jì)進(jìn)行操作控制,另一方面可進(jìn)行數(shù)據(jù)處埋。
2.紫外-可見分光光度計(jì)的分類


紫外-可見分光光度計(jì)的類型很多,但可歸納為三種類型:單光束分光光度計(jì)、雙光束分光光度計(jì)和雙波長分光光度計(jì)。

單光束分光光度計(jì)
其光路示意圖如前圖(紫外-可見分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)圖)所示,經(jīng)單色器分光后的一束平行光,輪流通過參比溶液和樣品溶掖,以進(jìn)行吸光度的測定。這種類型的分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,維修容易,適用于常規(guī)分析。國產(chǎn)722型,751型、724型、英國SP500型以及Backman DU-8 型等均屬于此類光度計(jì)。
雙光束分光光度計(jì)
其光路示意如下圖所示,經(jīng)單色器分光后經(jīng)反射鏡(M1)分解為弧度相等的兩束光,一束通過參比池,另一束通過樣品池。光度計(jì)能自動比較兩束光的強(qiáng)度,此比值即為試樣的透射比,經(jīng)對數(shù)變換將它轉(zhuǎn)換成吸光度并作為波長的函數(shù)記錄下來。雙光束分光光度計(jì)一般都能自動記錄吸收光譜曲線。由于兩束光同時(shí)分別通過參比池和樣品他,還能自動消除光源強(qiáng)度變化所引起的誤差。這類儀器有國產(chǎn)710 型、730型和740型,日立220系列,島津-210,英國UNICAM SP-700等等。




雙波長分光光度計(jì)
其基本光路如下圖所示。由同一光源發(fā)出的光被分成兩束,分別經(jīng)過兩個(gè)單色器,得到兩束不同波長的單色光;再利用切光器使兩束光以一定的頻率交替照射同一吸收池,然后經(jīng)過光電倍增管和電子控制系統(tǒng),zui后由顯示器顯示出兩個(gè)波長處的吸光度差值ΔA (ΔA = A1-A2)。
雙波長分光光度計(jì)的優(yōu)點(diǎn):對于多組分混合物、混濁試樣(如生物組織液)的分析,以及存在背景于擾或共存組分吸收干擾的情況下,利用雙波長分光光度法,往往能提高方法的靈敏度和選擇性。利用雙波長分光光度計(jì),能獲得導(dǎo)數(shù)光譜。通過光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,使雙波長分光光度計(jì)能很方便地轉(zhuǎn)化為單波長工作方式。如果能在兩波長處分別記錄吸光度隨時(shí)間變化的曲線,還能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究。


四,市面上的幾種紫外儀器
1,島津UV-2450/2550


主要技術(shù)指標(biāo)
UV-2450/2550島津紫外分光光度計(jì) 技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目:
內(nèi)容設(shè)置波長范圍:190~1100nm
測試波長范圍:190~900 nm(使用特殊檢測器時(shí),可達(dá)1100 nm)
波長確定性:±0.3 nm內(nèi)裝有自動波長校正功能
波長重復(fù)精度:±0.1 nm
掃描速度
波長移動時(shí):約3200 nm/min;
波長掃描時(shí):約900~160 nm/min;
監(jiān)控掃描時(shí):約2500 nm/min
波長設(shè)置:掃描開始波長和掃描結(jié)束波長能夠以1 nm單位設(shè)置,其它為0.1 nm單位光源切換波長和波長同步自動切換,切換波長可在282~393 nm范圍任意設(shè)定(0.1 nm單位)譜帶寬度0.1/0.2/0.5/1/2/5 nm 6段轉(zhuǎn)換 響應(yīng)對應(yīng)于譜帶寬度自動設(shè)置*的響應(yīng)速度,zui小值為0.1秒分辨率 0.1 nm 雜散光 UV-2450 0.015%以下(220 nm,Nal 10g/L溶液) 0.015%以下(340 nm,UV-39濾光片) UV-2550 0.0003%以下(220 nm,Nal 10g/L溶液) 0.0003%以下(340 nm,UV-39濾光片)
測光方式 雙光束方式(負(fù)反饋直接比例方式)
測光類型 吸光度(Abs),透射率(%),反射率(%),能量(E)吸光度-4~5 Abs,透射率、反射率:0.0-999.9%
測光范圍 吸光度-9.999~9.999 Abs
記錄范圍 透射率、反射率:-999.9~999.9%
測光準(zhǔn)確度 ±0.002 Abs(0~0.5 Abs); ±0.004 Abs(0.5~1.0 Abs) ±0.3%T(0~100%T)
以上由NIST930D標(biāo)準(zhǔn)濾光鏡測試。重復(fù)測量精度 ±0.001Abs(0~0.5 Abs) ±0.002 Abs(0.5~1.0 Abs),±0.1%T 基線平坦度 ±0.001Abs以內(nèi) (除去干擾,狹縫2nm,波長掃描速度低時(shí))
基線校正 計(jì)算機(jī)自動校正 (電源啟動時(shí),自動存儲備份的基線,可以再校正)漂移 0.0004 Abs/h(電源啟動2小時(shí)后)
使用溫度、濕度 15~35℃,45~80%(不結(jié)露,30℃以上為70%以下)光源 50W鹵素?zé)簦ㄩL壽命2000H型);
燈(插座型), 內(nèi)裝光源位置自動調(diào)整機(jī)構(gòu)
分光器
UV-2450: 單單色器,使用高性能閃耀全息光柵,象差校正型卻爾尼特爾納裝置。
UV-2550 衍射光柵:衍射光柵型雙單色色器; 前級單色器:雙波長閃耀全息光柵。
主單色器:高性能閃耀全息光欄, 象差校正型卻爾尼特爾納裝置。
檢測器 光電子倍增管,R-928 樣品室
室內(nèi)尺寸:寬150×長260×深120mm.
光束間距離:100mm,能夠使用zui大池程:100mm
電源 內(nèi)裝AC100,120,220,240V切換器。50/60Hz共用250VA 尺寸
尺寸:寬570×深660×高275 mm
重量 約36kg 檢測器變換為近紅外靈敏度型光電倍增管時(shí),不能滿足上述主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)指標(biāo)。(不含計(jì)算機(jī)、打印機(jī))
2 安捷倫PH8453


Agilent 8453 分光光度計(jì)作為適用于日常用戶和臨時(shí)用戶的強(qiáng)大而的系統(tǒng)的核心部件,易于使用,且能方便地?zé)o縫集成到現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室中。該分光光度計(jì)具有二極管陣列的所有優(yōu)點(diǎn):快速的掃描、的靈敏度、近乎的波長重現(xiàn)性、*的耐用性和可靠性、極少的保養(yǎng)工作,以及開放的樣品區(qū)和顯著改進(jìn)的光學(xué)性能。其分辨率小于 2 納米,波長范圍為 190 - 1100 納米,并且標(biāo)準(zhǔn)雜散光強(qiáng)度低于 0.03%。


易于使用 - 內(nèi)置的按鈕可測定樣品、標(biāo)樣和空白樣,小巧的實(shí)驗(yàn)室工作臺節(jié)省了占用空間,預(yù)校準(zhǔn)的氘燈和鎢燈光源更換方便,并且可以使用個(gè)人電腦磁盤對固件進(jìn)行升級。

靈活的附件 - 內(nèi)置接口可與各種附件互相連接,如安捷倫公司的多樣品池傳送器、Peltier 恒溫樣品池架、吸液系統(tǒng)或自動進(jìn)樣系統(tǒng),以及 Gilson 自動進(jìn)樣器、Labsphere 漫反射組件,或 Custom Sensors & Technology 公司的光纖耦合器。開放的樣品區(qū)更便于拿取和更換樣品。

穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng) - 熱穩(wěn)定的陶瓷光譜儀的狹縫寬度為 1 納米,波長范圍為 190 - 1100 納米。陶瓷機(jī)殼由 Carl Zeiss 公司特許制造。

內(nèi)置 GLP - 序列號和固件版本號內(nèi)置于固件當(dāng)中。自檢程序?qū)⒆屑?xì)檢查燈光強(qiáng)度、波長準(zhǔn)確度和噪音,以確保各次校驗(yàn)的一致性。內(nèi)置的日志會給出自檢結(jié)果以及有關(guān)儀器保養(yǎng)方面的注意事項(xiàng)。
3 優(yōu)尼科2102PC


由美國UNICO母公司設(shè)計(jì)。產(chǎn)品已通過ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證、國內(nèi)的計(jì)量合格認(rèn)證和英國dB Technology測試中心CE認(rèn)證。
軟件功能強(qiáng)大,如:光譜掃描、動力學(xué)測試、多波長測試、建立標(biāo)準(zhǔn)曲線、定量測試、DNA/Protein測試
其它功能: A:可將測試結(jié)果調(diào)到Excel或Word里進(jìn)行數(shù)據(jù)處理  B:氘燈、鎢燈的自動開關(guān)等其它系列功能。
技術(shù)參數(shù)
1.波長范圍: 190-1000nm 波長重復(fù)性:0.1nm
2.波長精度:±0.2nm 波長顯示:LCD2×20bit;至0.05nm
3.光譜帶寬:1.8nm
4.雜散光:≤0.03%T @220nm和340nm處
5.穩(wěn)定性: ±0.001A/h, 500nm處
主要特點(diǎn)
1.采用低雜散光,高分辨率的單光束單色器,保證了波長準(zhǔn)確度、波長重復(fù)性和更高的分辨率。
2.自動調(diào)0%T和100%T,自動調(diào)波長及多種方法的數(shù)據(jù)處理功能。
3.高分辨率,寬大的樣品槽,可容納100mm光徑吸收池和相應(yīng)的反射附件。
4.儀器配有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232雙向通訊接口,可外接打印機(jī),打印相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
5.個(gè)性化的外形設(shè)計(jì)、輕觸式按鍵使操作更為方便

豫公網(wǎng)安備 41100202000407號