紫外可见分光光度计概述

2、分光系统(单色器)
将由不同波长的“复合光”分开为一系列“单一”波长的
“单色光”的器件。 理想的100%的单色光是不可能达到的，实际上只能 获得的是具有一定“纯度”的单色光，即该“单色光具有一 定的宽度（有效带宽）。 有效带宽越小，分析的灵敏度越高、选择性越好、分 析物浓度与光学响应信号的线性相关性也越好。 构成：狭缝、准直镜、棱镜或光栅、会聚透镜 常用的色散元件有棱镜和光栅。商品仪器多选用光 栅，因光栅可在整个波长区提供良好的均匀一致的分辨 能力，而且成本低，便于保存。
1．单波长单光束分光光度计 单光束分光光度计只有一条光路，通过变换参比池 和样品池的位置，使它们分别进入光路进行测定。
首先用参比溶液调透光率100％，然后对样品溶液测 量并读数。使用单光束分光光度计时，每换一次波长，要 用参比溶液校正透光率到100％，才能对样品进行测定。 若要做紫外—可见全谱区分析，则很麻烦，并且光源 强度不稳定会引入误差，此时可改用双光束分光光度计。
2．单波长双光束分光光度计
与单光束相似，不同的是在单色器与吸收池之间加了 一个斩光器。把均匀的单色光变成频率、强度相同的交替 光，一束通过参比溶液，另一束通过样品溶液，然后由检 测器交替接收参比信号和样品信号，并把它们的差值转变 为电信号，经放大后由显示系统显示出来。
双光束分光光度计适用于在宽的光谱区域内扫描复杂 的吸收光谱图，但对生物样品等复杂的试样不易找到合适 的参比溶液。
多通道转换器
(Multichannel transducer)
电荷转移器件 Charge-transfer device, CTD：
电荷注入器件(Charge-injection device, CID)
UV-Vis
5、信号显示器
由检测器进行光电转换后，信号经适当放大，用记 录仪进行记录或数字显示。 目前国产许多紫外—可见分光光度计的仪器都配置 有工作站和激光打印机，测定信号的记录、处理、打印 操作都可以通过工作站的计算机进行控制，工作较方便。
第二节、光谱仪器
组成： 1.光源； 2.单色器； 3.样品容器； 4.检测器（光电转换器）； 5.信号显示器（ 电子读出、数据处理及记录）
1、光源 是一种有光谱特性的器件，理想的光源必须满足： ①在使用波长范围内有足够的辐射强度和良好的稳定性； ②辐射光是连续的，其强度不随波长的变化而发生明显的变化。 常用的紫外光源是氢灯或氘灯，波长范围为160--375nm， 同样条件下氘灯的辐射强度比氢灯大4倍左右。 常用的可见光源为钨源自文库或碘钨灯，使用的波长范围为350 ～1000nm。 近年来，碘钨灯因寿命长、强度大而代替了钨灯。
4、光电转换器 （1）光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号 的器件。 （2）理想的光电转换器要求： 灵敏度高； S/N大； C）光电转换器种类及应用波段 暗电流小； 响应快且在宽的波段内响应恒定。 检测器种类 检测器 应用波段
早期检测器 人眼(Vis)，相板及照像胶片(UV-Vis) 硒光电池（Photovoltaic cell,光伏管） 光电转换器
(photo transducer)
UV-Vis
350-(500)max-750nm 据光敏材料而定 ibid 190-1100nm
真空光电管（Vacuum phototube） 光电倍增管（Photomultiplier tube） 硅二极管（Silicon diode） 光二极管阵列（Photodiode array, PDA）
第三节、紫外—可见分光光度计 仪器的类型：按光学系统分为单波长和双波长 1. 单波长分光光度计 单光束 双光束（空间分隔） 双光束（时间分隔） 特点：双光束方法因光束几乎同时通过样品池和参比池， 因此可消除光源不稳产生的误差。 2. 双波长分光度计 特点：可测多组份试样、混浊试样、而且可作成导数 光谱、不需参比液、克服了电源不稳而产生的误差，灵 敏度高。
f 入射狭缝 准直镜 棱镜 物镜 焦面 准直镜
出射狭缝
物镜
f
入射狭缝
光栅 出射狭缝
其中最主要的分光原件为棱镜和光栅。
3、吸收池 除发射光谱外，其它光谱分析都需要吸收池。盛放 试样的吸收池由光透明材料制成。 ①石英或熔融石英： 紫外光区—可见光区—3m； ②玻璃： 可见光区（350-1000nm）； ③透明塑料： 可见光区（350-1000nm）； ④盐窗（NaCl晶体）：红外光区。
1 .Lambert-Beer 定律 当强度为I0的入射光束,通过装有均匀待测物的介质时， 该光束将被部分吸收，未被吸收的光将透过待测物溶液。 当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度 和液层厚度成正比，即。
A bc
ε为摩尔吸光系数
2、朗伯—比尔定律
A bc
ε为摩尔吸光系数，仅与入射光的波长、被测组分的性 质和温度有关，在一定条件下是被测物质的特征性常数。 ε值越大，吸光程度越大，定量测定时的灵敏度越高； ε>1.0x104时为强吸收， ε=1.0x103—4为较强吸收， ε< 1.0x102为弱吸收；
第二章、紫外-可见分光光度法
本章主要内容
1、紫外-可见吸收光谱 2、紫外-可见光度计仪器组成 3、吸收光谱的测量-- Lambert-Beer 定律 4、分析条件选择 5、UV-Vis分光光度法的应用
第一节、紫外-可见吸收光谱 UV-Vis方法是分子光谱方法，它利用分子对外来辐射 的选择性吸收特性。 UV-Vis涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区在160 ~780nm。紫外—可见分子吸收光谱测定所用的仪器是紫 外—可见分光光度计，其测定波长范围为200 — 1000nm。 UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱(UV) 为四大波谱之一，是鉴定许多化合物，尤其是有机化合 物的重要定性工具之一。
3．双波长分光光度计
用两种不同的波长的单色光λ 1、λ 2交替照射试液， 并被光电倍增管交替接收，测得的是扣除了背景干扰的 吸光度之差的ΔA0。
双波长测定法不用参比溶液，只用样品溶液即可完 全扣除背景(包括溶液的浑浊、吸收池的误差)，大大提 高了测定的准确度。
第四节、紫外—可见吸收光谱法的定量分析