仪器分析课件紫外UV

分光光度法原理与应用分光光度法是一种常用的分析方法，应用广泛。该方法利用物质对特定波长光的吸收特性进行定量分析。什么是紫外可见分光光度法定义紫外可见分光光度法是一种利用物质对紫外可见光的选择性吸收进行定量分析的方法。原理基于物质对特定波长紫外可见光的吸收程度与其浓度成正比的关系。应用广泛应用于化学、生物、医药、食品、环境等领域，用于物质的定性和定量分析。波长与光子能量波长光子能量越长越低越短越高波长是指光波在一个周期内传播的距离。光子能量与波长成反比关系。光子能量越高，其波长越短。原子和分子的电子跃迁1电子跃迁电子吸收能量，跃迁到更高能级2基态电子处于最低能级3激发态电子处于较高能级电子跃迁是指原子或分子中的电子从一个能级跃迁到另一个能级的过程。电子跃迁需要吸收特定能量的光子，使其从基态跃迁到激发态。电子跃迁与吸收光谱物质吸收特定波长的紫外可见光，导致电子从基态跃迁到激发态。电子跃迁产生的吸收光谱，提供物质结构和成分信息。贝尔-朗伯定律吸光度与浓度定量分析中，吸光度与物质浓度成正比。吸光度与光程吸光度与溶液光程长度成正比，光程越长，吸光度越大。光程和浓度贝尔-朗伯定律适用于一定浓度范围内，浓度过高或过低，定律不再适用。定量分析的基本原理吸光度与浓度关系物质对特定波长光的吸收程度与该物质的浓度成正比。标准曲线通过测量已知浓度样品的吸光度，绘制吸光度与浓度关系曲线。未知样品分析测量未知样品的吸光度，根据标准曲线确定其浓度。样品的制备溶液的配制将样品溶解在合适的溶剂中，并配制成一定浓度的溶液。样品的过滤去除样品中可能存在的杂质，例如悬浮颗粒或沉淀。体积的定量使用移液管或移液器准确地量取样品溶液的体积。样品池的准备将配制好的样品溶液转移到紫外可见分光光度计的样品池中。校正曲线的建立1选择合适的标准物质纯度高，稳定性好，与待测物质性质相似2配制标准溶液根据待测物质的浓度范围，配制一系列标准溶液3测量吸光度使用紫外可见分光光度计，在固定波长下，测量不同浓度标准溶液的吸光度4绘制校正曲线以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制校正曲线，通常为线性关系校正曲线是定量分析的基础，通过校正曲线可以根据未知样品的吸光度，推算出其浓度。校正曲线的准确性直接影响定量分析结果的可靠性，因此必须严格按照操作规程进行校正曲线的建立。定量分析步骤1选择合适波长选择被测物质最大吸收波长进行测量，可以获得最佳灵敏度。2准备标准溶液配制一系列已知浓度的标准溶液，用来建立校正曲线。3测量样品将样品溶液放入比色皿，在选定的波长下测量吸光度。4使用校正曲线根据样品吸光度和校正曲线，确定样品中被测物质的浓度。仪器的主要组成部件1光源提供紫外可见光，用于照射样品。常见光源有氘灯和钨灯。2单色器将光源发出的多色光分离成单色光，选择所需波长的光束照射样品。3样品池盛放待测样品，使光束穿过样品，并测量光束的透过率或吸收率。4检测器接收透过样品的光，并将光信号转换为电信号。光源氘灯氘灯是紫外可见分光光度计常用的光源之一。它可以提供从190纳米到400纳米的连续紫外光，以及可见光。钨灯钨灯是可见光范围内的主要光源。它可以提供从320纳米到2500纳米的可见光和近红外光。单色器作用单色器可以从光源发出多种波长的光束中选择单一波长的光束。类型常用的单色器类型包括棱镜单色器和光栅单色器。样品池样品池类型石英样品池适用于紫外可见光区，玻璃样品池适用于可见光区，还有微量样品池、流动池等。材料选择样品池材料的选择需考虑光透过率和耐腐蚀性，如石英样品池耐酸碱腐蚀，适合大多数分析。光程光程指的是样品池中光束穿过的距离，不同光程的样品池可用于不同浓度样品的分析。清洁维护样品池需保持清洁，使用后用适当的溶剂清洗，并定期检查是否有损坏。检测器光电倍增管光电倍增管是一种对紫外可见光敏感的电子元件，它将光信号转化为电信号，并将其放大到可测量的范围。光电二极管光电二极管也是一种将光信号转换为电信号的器件，它主要用于测量低强度紫外可见光。光谱仪一些仪器使用光谱仪来检测和分析光信号，它可以提供更详细的光谱信息，用于更精确的定量分析。信号处理系统数据采集和转换将检测器接收到的信号转换为数字信号，并进行放大和滤波处理。数据分析和显示通过软件进行数据处理、分析和可视化，例如绘制光谱图、计算浓度等。影响吸收光谱的因素11.溶剂效应溶剂的极性会影响物质的电子跃迁，进而影响其吸收光谱。22.pH效应溶液的酸碱度会影响物质的解离状态，进而影响其吸收光谱。33.离子强度效应溶液中的离子强度会影响物质的解离平衡，进而影响其吸收光谱。44.杂质效应样品中的杂质会干扰物质的吸收光谱，导致结果偏差。溶剂效应溶剂极性溶剂极性影响物质的吸收光谱。极性溶剂会导致吸收峰的红移。溶剂性质溶剂的折射率和粘度也会影响吸收光谱。高折射率和粘度可能导致吸收峰的蓝移。溶剂纯度溶剂的纯度非常重要。杂质的存在会导致吸收光谱的偏差。pH效应1溶液酸碱性溶液的pH值会影响物质的解离状态和吸光度。2电离平衡不同的pH值会导致物质的电离平衡发生变化，从而改变其紫外可见吸收光谱。3吸光度不同的电离状态对应不同的吸光度，因此需要控制溶液的pH值来保证测试结果的准确性。离子强度效应影响因素溶液中离子强度会影响紫外可见分光光度法的测量结果。离子强度越高，溶液的极性越强，导致分析物的吸收峰发生红移。解决方法通过控制溶液的离子强度来保持稳定的测量环境。使用高离子强度的缓冲溶液可以抑制离子强度变化的影响。杂质效应样品纯度杂质会吸收紫外可见光，影响目标物质的吸收，导致结果偏差。干扰物质某些杂质与目标物质有类似的光谱特征，干扰测量结果。化学反应杂质可能与目标物质发生反应，改变其吸收性质。应用实例1：药物分析紫外可见分光光度法广泛应用于药物分析。例如，可用于测定药物的含量、纯度和溶解度。通过分析药物的紫外可见吸收光谱，可以鉴别药物的结构和成分，并对药物的质量进行控制。应用实例2：食品安全检测紫外可见分光光度法可用于检测食品中的添加剂、农药残留、兽药残留、重金属等，保证食品安全。例如，可检测食品中是否含有非法添加的色素、防腐剂、甜味剂等，保证食品的安全性。还可以检测食品中是否含有农药残留，例如甲胺磷、敌敌畏等，确保食品的质量安全。应用实例3：环境污染检测紫外可见分光光度法可用于检测水体、土壤和空气中的污染物。例如，可以通过测定水中重金属离子的含量来评估水质。此外，还可以利用该方法检测土壤中的农药残留，以及空气中的二氧化硫、臭氧等污染物。应用实例4：生物大分子分析紫外可见分光光度法可用于分析蛋白质、核酸等生物大分子的浓度和纯度。该方法可用于蛋白质定量分析、核酸纯度检测、酶活性测定等。例如，蛋白质在280nm处有最大吸收，核酸在260nm处有最大吸收。未来发展趋势高灵敏度和高精度随着纳米技术和微流控技术的应用，仪器灵敏度和精度将进一步提高。自动化和智能化仪器将更加智能化，可以自动完成样品制备、分析和数据处理。与其他技术的结合与其他分析技术，如色谱、质谱等结合，实现更全面的分析。紫外可见分光光度法的优势操作简单无需复杂的样品前处理，操作简便易行，易于掌握。灵敏度高检测限低，可用于痕量物质的分析，满足多种分析需求。应用广泛可用于药物分析、食品安全检测、环境监测、生物大分子分析等领域。成本低廉仪器价格相对低廉，维护成本低，适合多种实验室使用。紫外可见分光光度法的局限性灵敏度有限对于浓度极低的物质，紫外可见分光光度法可能无法提供足够的灵敏度。干扰物质影响样品中其他成分可能会干扰目标物质的吸收，影响分析结果的准确性。方法选择性不足某些物质在紫外可见光谱区没有特征吸收峰，无法通过该方法进行分析。仪器维护与保养定期清洁保持仪器清洁，避免灰尘、污垢和化学物质污染。定期校准定期使用标准品校准仪器，确保其准确性和稳定性。定期检查检查灯源、光路、检测器等部件，确保正常工作。妥善保管使用后将仪器置于干燥通风的环境中，避免潮湿和腐蚀。实验安全注意