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紫外可見分光光度法(ultraviolet-visible spectrophotometry)通常是指利用物質(zhì)對200~800nm光譜區(qū)域內(nèi)的光具有選擇性吸收的現(xiàn)象,對物質(zhì)進行定性和定量分析的方法。按測量光的單色程度(即含波長范圍的寬窄程度)分為分光光度法(spectrophotometry(colorimetry)、利用比較溶液顏色深淺的方法來確定溶液中有色物質(zhì)的含量方法稱比色法。應用分光光度計,根據(jù)物質(zhì)對不同波長的單色光的吸收程度不同而對物質(zhì)進行定性分析和定量分析的方法稱分光光度法(又稱吸光光度法)。分光光度法中,按所用光的波譜區(qū)域不同,又可分為紫外分光光度法和可見分光光度法,合稱為紫外可見分光光度法。在紫外及可見光區(qū)用于測定溶題液吸光度的分析儀器稱為紫外可見分光光度計(簡稱分光光度計)。
用于測量和記錄待測物質(zhì)分子對紫外光、可見光的吸光度及紫外-可見吸收光譜,并進行定性定量以及結構分析的儀器,稱為紫外可見吸收光譜儀(ultraviolet-visible absorption spectrometer或紫外可見分光光度計(ultraviolet-visible spectrophotometer)
紫外-可見分光光度計雖然是一類有著較長歷史的分析儀器,但隨著科學技術的發(fā)展,分光光度計也在不斷吸收新的技術成果,煥發(fā)出其新的活力。掃描光柵型分光光度計結合計算機控制等新的技術成果,使得它成為企業(yè)分析檢驗工作中常用的測量分析設備陣列式探測器的產(chǎn)生直接促成了固定光柵型分光光度計[又稱為CCD(PDA)光譜儀或多通道光度計]的設計,使得此類儀器穩(wěn)定性、適應性更強,測量速度更快。光纖技術使得紫外可見分光光度計的使用變得更方便,同時也使分光光度計的配置變得更靈活,光纖技術同時也是實現(xiàn)在線測量的重要手段。目前,儀器正朝著小型化、在線化,測量的現(xiàn)場化、實時化方向發(fā)展。隨著集成電路技術和光纖技術的發(fā)展,聯(lián)合采用小型凹面全息光柵和陣列探測器以及USB接口等新技術,已經(jīng)出現(xiàn)了一些攜帶方便、用途廣泛的小型化甚至是掌上型的紫外-可見分光光度計。在儀器控制方面,儀器配套軟件的開發(fā),提高了儀器自動化和智能化,提升了儀器的使用性能和價值。除了儀器控制軟件和通用數(shù)據(jù)分析處理軟件外,很多儀器生產(chǎn)企業(yè)針對不同行業(yè)應用,開發(fā)了專用分析軟件,給儀器使用者帶來了極大的便利。
儀器工作原理
物質(zhì)的紫外-可見光譜直接地反映了物質(zhì)分子的電子躍遷,與物質(zhì)的結構直接相關,不同的物質(zhì)其紫外-可見吸收光譜不同,而吸收強弱又與吸光物質(zhì)的量有關。因此,可以由物質(zhì)光譜的特異性對物質(zhì)進行定性分析,并根據(jù)吸收強度對物質(zhì)作定量測試。
在一定的條件下,吸光物質(zhì)對單色光的吸收符合朗伯比爾定律,即
A=εbc
式中 A—吸光度;
b—s光程長度(即吸收池厚度),cm;
c—吸光物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,mol/L;
ε—摩爾吸光系數(shù),L/(mol·cm)
由上式可知,當b、ε一定時,吸光物質(zhì)的吸光度為其濃度c的單值(線性)函數(shù)。因此對吸光物質(zhì)的濃度的測試可直接歸結為對吸光度A的測試。